JP4470241B2 - Organic EL display and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ELディスプレイ及びその製造方法に関し、特には複数の発光部を配列形成してなる有機ELディスプレイ及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイ(PDP)を始めとしたフラットパネルディスプレイの開発が盛んになっている。これらの中でも特に、自発光型で高精細な表示が可能である方式として、有機EL(Electroluminescence )ディスプレイが注目されている。
【0003】
有機ELは、文献「Appl.Phys.Lett.51,913(1987) 」に示されるように、酸化インジウム錫(ITO)/有機正孔輸送層/有機発光層/陰極という素子構造を持つものとして、C.W.Tangらによって、1987に提案されたことをきっかけとして一層広く研究開発がなされるようになった。
【0004】
図5には、有機ELディスプレイの製造方法の一例を説明するための断面工程図を示した。有機ELディスプレイを製造するには先ず、図5(a)に示すように、透明基板1上に、ストライプ状の陽極(透明電極)2をパターン形成する。その後、リソグラフィー法によって、陽極2と交差する方向に延設されたストライプ状のスペーサ3を、透明基板1上に形成する。このスペーサ3は、特開平8−315981号公報に記載されているように、フォトレジストやポリイミドを用いて断面オーバーハング形状に形成される。次に、図5(b)に示すように、このスペーサ3上に載置した蒸着マスク4上からの真空蒸着によって、赤(R)、緑(G)、青(B)に発光する低分子系の有機層(例えば有機正孔輸送層と有機発光層との積層膜)5R,5G,5Bを作り分け、スペーサ3間に透明電極2と交差させた有機層5R,5G,5Bを順次形成する。その後、図5(c)に示すように、スペーサ3を隔壁として陰極材料6を蒸着し、各有機EL層5R,5G,5B上に陰極6aを独立形成する。また、ここでの図示は省略したが、陰極6a上に有機層5R,5G,5Bの劣化を防ぐための絶縁性保護膜を設けて有機ELディスプレイを完成させる。
【0005】
このような方法によって得られる有機ELディスプレイは、各陰極6a間がスぺーサ3によって絶縁され、各陰極6aに独立して所定の電圧が印加されることにより、陰極6と陽極2との間に位置する有機層5R,5G,5Bに電流が流れてこれらが発光し、フルカラー表示を行うことが可能になる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、一般的な有機ELディスプレイにおいては、有機物による影響を受けて有機層が劣化し易いといった問題がある。このため、上述のようにして得られた有機ELディスプレイのように、フォトレジストやポリイミドからなるスペーサ3がディスプレイ内に残された場合、このスペーサ3から各有機層5R,5G,5Bを劣化させる有機物が放出され、この有機物の影響によって有機層5R,5G,5Bにおける発光効率の低下、低寿命化、さらには発光部に非発光エリア(いわゆるダークスポット)が発生する等の不具合が生じ易くなる。
【0007】
そこで本発明は、長寿命でかつ高品質な画像が得られる有機ELディスプレイ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の有機ELディスプレイは、基板上にストライプ状に並列配置された複数の第1電極、この第1電極上の、複数の発光部に対応した位置に設けられ、有機発光層をそれぞれ有する複数の有機層、第1電極のうちの発光部以外の部分を覆う無機絶縁材料からなるブラックマトリクス、このブラックマトリクス上に立設され、複数の第1電極と交差する方向へ延在する複数のリブ、有機層を介して第1電極の各発光部上に設けられた複数の第2電極を備え、リブが無機材料からなることを特徴としている。
【0009】
このような構成の有機ELディスプレイでは、発光部脇に立設されたリブを無機材料で構成したことで、このリブから有機物が放出されることはなく、有機物による有機層の劣化が防止される。また、発光部以外の部分を覆うように無機絶縁材料からなるブラックマトリクスを設けることで、基板に沿ったルミネッセンスの導波成分を抑えることができ、また、外光反射成分を抑制することもできるので、高コントラストでかつクロストークのない高精細な表示が得られる。
【0010】
また、本発明の有機ELディスプレイの製造方法は、基板上に複数の第1電極をストライプ状にパターン形成し、第1電極のうちの複数の発光部以外の部分を覆うように無機絶縁材料からなるブラックマトリクスを形成したのち、そのブラックマトリクス上に、複数の第1電極と交差する方向へ延在するように無機材料からなる複数のリブを立設する。そののち、リブ上からの成膜によって第1電極のうちの複数の発光部上に有機発光層を有する有機層をそれぞれ形成し、次いでリブ上からの成膜によって第1電極のうちの複数の発光部上に有機層を介して第2電極をそれぞれ形成することを特徴としている。
【0011】
このような製造方法では、有機層及び第2電極を形成する際にマスクとなるリブが無機材料で形成されるため、基板上に残されたリブから有機物が放出されることはなく、有機物による有機層の劣化を防止できる有機ELディスプレイが得られる。また、発光部以外の部分を覆うように無機絶縁材料からなるブラックマトリクスを形成することで、基板に沿ったルミネッセンスの導波成分を抑えることができ、また、外光反射成分を抑制することもできるので、高コントラストでかつクロストークのない高精細な表示が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の有機ELディスプレイ及びその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明の有機ELディスプレイの一例を示す断面図であり、図2はこの有機ELディスプレイの要部を切り欠いた平面図であり、図3は図1及び図2に示した有機ELディスプレイの製造方法を説明するための断面工程図である。尚、図1及び図3は、図2のA−A’断面に対応している。
【0013】
この実施形態においては、有機ELディスプレイとして、単純マトリクス型のフルカラーディスプレイを例に取り、その構成を製造工程順に説明する。
【0014】
先ず、図3(a)に示すように、透光性を有する材料からなる透明な基板11を用意する。この基板11は、材質、厚さ、サイズなどが特に限定されることはなく、例えば、ガラスや、透光性を有するポリエステルフィルムのような有機高分子材料等を用いることができる。
【0015】
次に、この基板11上に第1電極を構成する透明導電材料層12を成膜する。この透明導電材料層12は、導電性の高いものが望ましく、例えば酸化インジウム錫(ITO)や酸化錫(SnO2 )、酸化亜鉛(ZnO)等が用いられる。ここでは、一例としてITOを用いることとする。透明導電材料層11の成膜方法は、特に限定されることはないが、DCスパッタ法やRFマグネトロンスパッタ法、さらにはCVD法や反応性真空蒸着法等によって成膜することができる。
【0016】
次に、この透明導電材料層12をストライプ状、すなわちマトリクスタイプのディスプレイのデータ線用のパターン形状にパターニングし、この透明導電材料層12からなる透明電極12aを第1電極として形成する。通常、線順次走査方式のフラットディスプレイの場合、電気抵抗の高い透明電極12aを大電流の流れる走査線側に用いることはなく、この透明電極12aは、垂直方向のデータ線として形成されると共に、後に形成する有機層に対する陽極として用いられる。
【0017】
また、透明導電材料層12のパターニング方法は、特に限定されることはないが、透明電極12aのエッジがテーパ形状に成形されるパターニング方法が望ましい。このようなパターニング方法の一例として、レジストパターンをマスクにして、塩酸(HCl)と硝酸(HNO3 )との混酸を用いたウェットエッチングを行うことができる。
【0018】
次に、図3(b)に示すように、透明電極12aを覆う状態で無機絶縁膜13を形成する。この無機絶縁膜13としては、酸化シリコン膜(SiO2 またはSiOx )、窒化シリコン膜(Si3 N4 またはSiNx )、酸化窒化シリコン膜(SiOx Ny )等が用いられる。
【0019】
このような無機絶縁膜13の成膜方法は、特に限定されることはなく、プラズマCVD法、回転塗布法さらにはゾル−ゲル法などの湿式法によって成膜される。
【0020】
そのなかでも、プラズマCVD法を採用した場合、原料ガスは特に限定されるものではないが、TEOS(Tetraethoxy silane)等の液体ソースを蒸気化して成膜させるTEOSプラズマCVD法による成膜を行うことができる。特に、下地の透明電極12aがITOからなる場合には、無機絶縁膜13の成膜に際して透明電極12aが長時間プラズマに晒されると、得られる有機EL素子のしきい値電圧が上昇する傾向があることからこれを注意けなければならない。このため、TEOSプラズマCVD法による成膜は、下地へのダメージの少ないという点で有利である。
【0021】
また、無機絶縁膜13としては、酸化アルミニウム(Alx Oy )やアルミニウム合金の酸化物を用いることができる。この場合の無機絶縁膜13の形成方法としては、アルミニウム膜を成膜してこれをシュウ酸などの溶液中で陽極酸化させることにより、酸化アルミニウム皮膜を形成してこれを無機絶縁膜13とする方法を採用することができる。この際、電解条件によって多孔質状の無機絶縁膜13を得ることができる。そして、この孔の径を変えることにより、無機絶縁膜13を、可視領域の光に対する良好な吸収体にすることができるのである。また、これをさらに封孔処理することにより、様々な色に発色した色アルマイトにすることができる。
【0022】
特に、黒アルマイトにすることで、これから得られる無機絶縁膜13により、基板11に沿ったルミネッセンスの導波成分を抑えることができ、また、外光反射成分を抑制することもできるので、高コントラストでかつクロストークのない高精細な表示を得ることができるようになる。つまり、このような黒アルマイトからなる無機絶縁膜13を用いれば、この無機絶縁膜13がブラックマトリクスの機能も有するようになるのである。なお、シリコン含有のアルミニウム合金を陽極酸化することで、アルミニウム合金の酸化物からなる無機絶縁膜13を形成した場合には、特に封孔処理を施さなくても十分に黒化したアルマイト皮膜を得ることができる。
【0023】
以上のようにして無機絶縁膜13を成膜した後、リソグラフィー法によって形成したレジストパターンをマスクに用いたエッチングによって、各画素の発光部に対応する透明電極12a上の無機絶縁膜13部分をエッチング除去して無機絶縁膜13に開口部13aを形成する。これいよって、各画素毎に透明電極12aの発光部12bを露出させる。
【0024】
この際、無機絶縁膜13が酸化シリコンや窒化シリコン等からなる場合には、4フッ化メタン(CF4 )等のフッ素系のエッチングガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching :反応性イオンエッチング)のようなプラズマエッチングを採用することで、ITOからなる下地の透明電極12aに対して十分な選択比で無機絶縁膜13をエッチングすることができ、透明電極12aをほとんどエッチングすることなく無機絶縁膜13に開口部13aが形成される。
【0025】
ただし、以降の工程で無機絶縁膜13上に形成される陰極の断線を抑えるために、無機絶縁膜13の側壁をテーパ形状にするには、エッチングガスに若干の酸素(O2 )を混合する。これいよって、レジストパターンのエッチングレートを上げ、側壁保護膜を形成しながら無機絶縁膜13をエッチングを行い、エッチング側壁(すなわち無機絶縁膜13の側壁)をテーパ形状にするのである。
【0026】
尚、酸化シリコンや窒化シリコンからなる無機絶縁膜13のエッチングは、上述のRIE等のドライエッチングに限定されることはなく、フッ酸系のエッチング液を用いたウェットエッチングを採用しても良い。
【0027】
また、無機絶縁膜13が酸化アルミニウムやアルミニウム合金の酸化物からなる場合には、無機絶縁膜13を形成するための陽極酸化を行う前に、酸化アルミニウムやアルミニウム合金をパターニングしておくことが好ましい。これは、この無機絶縁膜13を構成する酸化物のエッチングでは、高温のリン酸よるウェットエッチングが行われるが、この酸化物をパターニングしようとした場合、マスクとなるレジストパターンがもたず、酸化物のパターニングが困難になるからである。
【0028】
次に、図3(c)に示すように、開口部13a脇(すなわち透明電極12aの発光部12b脇)の無機絶縁膜13上に、透明電極12aと直交するストライプ状に、下層14と上層15とからなるリブ16を形成する。このリブ16は、0.5μm〜10μm程度の高さを有し、無機材料からなると共に、上層15に対して下層14がアンダーカットされ、上層15が開口部13a方向に張り出した断面オーバーハング形状に成形される。
尚、このリブ16の形成手順は、図3を用いて有機ELディスプレイの製造方法を説明した後に、図4を用いて詳細に説明することとする。
【0029】
次に、図3(d)に示すように、リブ16をスペーサとして基板11上にマスク(図示省略)を配置し、このマスク上からの成膜によって、開口部13a内に有機層17R,17G,17Bを形成する。ここでは、マスクの移動、交換と成膜とを順次繰り返すことによって、赤色(R)を発光する有機発光層17R、緑色(G)を発光する有機発光層17G及び青色(B)を発光する有機発光層17Bを、それぞれ透明電極12aに沿ってパターン形成する。この際、透明電極12aの発光部12bが、完全に有機発光層17R,17G,17Bで覆われるように成膜を行うこととする。
【0030】
各色の有機層17R,17G,17Bは、有機正孔輸送層(図示省略)やこの上面の有機発光層(図示省略)等の積層膜からなる。また、各色の有機層17R,17G,17Bの形成順や配置順、その材料の種類、構成、膜厚、色素のドーピング形態等については特に限定されることはない。例えば、緑色を発光する有機層17Gとしては、TPDやα−NPDなどからなる有機正孔輸送層上に、Alq3 からなる電子輸送層をかねた有機発光層を積層させた2層構造のものが用いられる。また、発光色によっては、適当な色素をドーピングさせたAlqで有機発光層を構成する。これらの材料は、低分子有機材料であるため、真空蒸着法によって成膜することができる。
【0031】
尚、膜構成によっては、各色素がドーピングされた有機発光層のみをマスクを用いてパターン形成し、その他の膜はマスクを用いずに一括成膜しても良い。さらに、発光色は、RGB3色に限定されることはなく、他の発光色の組み合わせであっても良い。
【0032】
以上の後、図1に示したように、リブ16をマスクにして導電性材料18を一括成膜することによって、リブ16間の基板11上にこの導電性材料18からなる陰極18aを第2電極として形成する。この陰極18aは、リブ16をマスクにして形成されていることから、開口部13a上に、透明電極12aに対して交差するストライプ状に形成され、有機ELディスプレイの走査線として用いられる。
【0033】
また、ここでは、陰極18a表面の高さが、リブ16の下層14の表面高さよりも低く抑えられるようにする。これによって、陰極18a形成のための成膜の際にリブ16の上層15の側壁に付着した導電性材料18によって、陰極18aがショートすることを防止でき、電気的に絶縁されたストライプ状に陰極18aを形成することができる。
【0034】
陰極15を構成する材料としては、アルミニウムが用いられるがこれに限定されるものではなく、例えばアルミニウムにリチウム(Li)を適当な方法でドーピングした材料や、マグネシウム(Mg)−銀(Ag)合金などの周期表2A族系の金属を含有する合金を用いても良い。これらの材料は、いずれも仕事関数が低く、有機17R,17G,17Bを構成する有機発光層における発光のしきい値電圧を下げる効果を有している。また、陰極15を形成するための成膜方法は限定されることはなく、例えば真空蒸着法、スパッタ法等が用いられる。
【0035】
以上の後、ここでの図示は省略したが、画素部(表示部12bが配置された領域)の周辺に、ドライバー回路との接続のための取り出し電極部を設けたり、有機発光層17R,17G,17Bが空気中の酸素や水分に触れないようにこれらを保護するため、例えば低温で低ダメージの成膜が可能な材料によってオーバーコート用の絶縁性保護膜を形成し、有機ELディスプレイを完成させる。
【0036】
次に、図4の断面図を用いてリブの形成方法の一例を説明する。
【0037】
先ず、図3(a)、図3(b)を用いて説明したようにして、基板11上に透明電極12aを形成し、これを覆う無機絶縁膜13に開口部13aを形成して透明電極12aの表示部12bを露出させる工程までを行う。その後、図4(a)に示すように、開口部13aが形成された無機絶縁膜13上に、クロム(Cr)からなる下層14を1μmの膜厚に形成し、さらにこの上面に酸化シリコンからなる上層15を4μmの膜厚に形成する。また、この上層15上に、エッチングマスクとなるクロム層20を0.2μmの膜厚に形成する。
【0038】
これらの各層の成膜方法は、特に限定されることはないが、下層14とクロム層20は、スパッタ法、EB加熱による真空蒸着法等によって成膜される。また、酸化シリコンからなる上層15は、TEOSプラズマCVD法や、シラン(SiH4 )と酸素(O2 )、またはシラン(SiH4 )と一酸化二窒素(N2 O)を用いたプラズマCVD法によって成膜される。ただし、リブの高さが高くなればなるほど、下地に対して応力緩和が成されるように、リブを構成する材料の成膜方法及び成膜条件を選択することが望まれる。
【0039】
次に、図4(b)に示すように、フォトリソグラフィー法によって、クロム層20上にレジストパターン21を形成する。このレジストパターン21は、リブのパターン、すなわち透明電極12aの発光部12b脇に透明電極12aと交差するストライプ状に形成される。
【0040】
次いで、このレジストパターン21をマスクに用いてクロム層20をエッチングする。このエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングのどちらでも良いが、微細な寸法精度が要求されるようなリブパターンであるならば、好ましくは垂直加工精度の高いRIEにて行うこととする。この際、エッチングガスとしては、塩素ガス(Cl2 )と酸素ガス(O2 )との混合ガスを用いることができるが、その他のガスであっても良い。
【0041】
その後、クロム層20をマスクにして酸化シリコンからなる上層15をエッチングする。この際、例えば、エッチングガスに8フッ化シクロブタンガス(C4 F8 )を用いたRIEを行うが、これに限定されることはなく、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマエッチングやNLD(Neutral Line Discharge)プラズマエッチングのような高密度プラズマを用いたドライエッチングでも良い。また、エッチングガスも、C4 F8 に限定されることはなく、4フッ化メタン(CF4 )とO2 との混合ガスを用いても良い。
【0042】
次に、図4(c)に示すように、クロム層(20)や上層15のエッチングの際に飛散したレジストパターン成分、レジストパターンの残渣、さらにはC4 F8 のようなエッチングガスによって生じた有機体積物を基板11上から除去するために、酸素プラズマを用いたアッシング処理を行う。これによって、有機物質が基板11上に残ることを防止する。
尚、図4(b)を用いて説明したクロム層20や上層15のエッチングが、ウェットエッチングによって行われる場合には、ここでのアッシング処理は必ずしも必要ではない。
【0043】
以上の後、図4(d)に示すように、上層15をマスクに用いて下層14を等方性エッチングする。この際、例えば、エッチング液として硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合水溶液を用いたウェットエッチングを行う。ウェットエッチングは等方的なエッチングであり、深さ方向だけではなく横方向にもエッチングが進行するため、パターニングされた上層15下の下層14のサイドエッチングが進んでアンダーカットが生じた状態になる。このため、これらの下層14と上層15で構成されたリブ16は、側壁がオーバーハング形状に成形されたものになる。またこのエッチングにおいては、上層15上にクロム層(20)が残っていた場合、このクロム層も同時に除去されることになる。
【0044】
尚、ウェットエッチングは、基板11面内におけるエッチングレートの均一性が劣るため、大面積ディスプレイのリブ加工への適用は困難である。このため、大面積ディスプレイの場合には、エッチングレートの面内均一性の高いドライエッチングで下層14をある程度エッチングした後、ウェットエッチングを行うことによって下層14のサイドエチングを進めるようにしても良い。ただし、ドライエッチングによって下層14を完全に除去した場合、無機絶縁膜13の開口部13aにおいては透明電極12aの発光部12bがプラズマに曝されてダメージを受けることになる。このため、この発光部12b上に有機層を形成して得られた有機EL素子の素子特性が劣化するため、発光部12b上に下層14を残した状態でドライエッチングを終了させてウェトエッチングに切り換えることが望ましい。
【0045】
以上のようにして、本発明における無機材料からなるオーバーハング形状のリブ16を得る。
【0046】
尚、以上の説明においては、酸化シリコンからなる上層15のエッチングマスクとしてクロム層20を用いたが、上層15のパターンエッチングはこれに限定されることはない。例えば、レジストパターン21に対して選択的に上層15をエッチングできる場合には、クロム層20を成膜することなく、レジストパターン21をそのまま上層15のエッチングマスクに用いても良い。
【0047】
また、リブ16を構成する材料として酸化シリコン(上層15)とクロム(下層14)を用いた。しかし、リブ16は、上層ほどエッチング速度の遅い無機材料を用いた多層構造であれば良く、このような材料を組み合わせて下層14を等方性エッチングすることで、オーバーハング形状のリブ16を得ることができる。
【0048】
例えば、リブ16を構成する上層15としては、酸化シリコンの他に、窒化シリコン(SiNx )や酸化窒化シリコン(SiOx Ny )等の酸化シリコン系や窒化シリコン系の材料を用いても良い。これらの材料からなる上層15の成膜方法は特に限定されることはなく、プラズマCVD法やスパッタ法等にて成膜することができる。
【0049】
また、このような材料からなる上層15に対する下層14としては、クロムの他に、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)等を用いても良い。これらの材料からなる下層14の成膜方法は特に限定されることはなく、真空蒸着法やスパッタ法等にて成膜することができる。また、これらの材料のエッチングの際には、適宜選択されたエッチング液を用いたウェットエッチングや、適宜選択されたガスを用いてのドライエッチングが行われることとする。
【0050】
さらに、実施形態においては、下層14の高さを1μm、上層15の高さを4μmとした。しかし、リブ16の高さは、リブ16の下層14の表面高さが、陰極18a表面の高さよりも高い位置になれば良い。このような高さにすることによって、陰極18a形成のための成膜の際にリブ16の上層15の側壁に付着した導電性材料18によって、陰極18aがショートすることなく電気的に絶縁されたストライプ状に形成されることになる。ただし、ディスプレイパネルの製造コスト及び、有機層17R,17G,17Bを形成する際のマスク蒸着の精度を考慮すると、リブ16の高さをある程度の高さに抑えることが望ましい。このため、好ましくは、リブ16全体の高さを0.5μm〜10μmの範囲に設定することとする。
【0051】
以上のようにして形成されたリブ16を有する有機ELディスプレイは、リブ16を無機材料で構成したことで、このリブ16から有機物質が放出されることはなく、有機物質による有機層17R,17G,17Bの劣化を防止することができる。この結果、有機層17R,17G,17Bにおける発光効率が維持され、発光部12bに非発光エリア(いわゆるダークスポット)が発生する等の不具合が生じることを防止でき、有機ELディスプレイの長寿命化を図ることが可能になる。
【0052】
しかも、この無機材料からなるリブ16を、ストライプ状に形成し、その側壁をアンダーカットを有するオーバーハング形状にすることで、このリブ16上からの成膜によって陰極18aを形成した場合に、このリブ16を成膜時のマスクとしてストライプ状の陰極18aをセルフアラインで形成することが可能になると共に、このリブ16が隔壁となって各陰極18aを絶縁状態に保つことができるのである。特に、100μm以下のラインアンドスペースパターン(すなわち、ストライプ状の陰極18a)を、蒸着マスクを用いた真空蒸着法によって大面積に亘って形成しようとすることは、蒸着マスクの作製が困難であるばかりではなく、マスク変形に伴うパターン歪みが大きく良好なパターン形状を得ることが難しいという問題を抱えている。このため、オーバーハング形状のリブ16をマスクとした成膜によって陰極18aの形成を行う本実施形態の方法を採用することで、この問題を解決することができる。
【0053】
尚、本実施形態においては、単純マトリクス型フルカラー表示の有機ELディスプレイの構成及び製造方法を例に取って説明を行った。しかし、本発明は、薄膜トランジスタ(TFT)を搭載したアクティブマトリクス型ディスプレイ及びその製造方法にも適用可能である。ただし、アクティブマトリクス型ディスプレイにおいては、走査線を有機層17R,17G,17Bの下地に形成することもできるため、陰極18aを走査線として用いる必要はない。この場合、陰極18aはベタ膜でも良く、リブ16にて絶縁する必要はない。したがって、アクティブマトリクス型ディスプレイにおいて走査線を有機層17R,17G,17Bの下地に形成する場合には、リブ16をオーバーハング形状にする必要はなく、この場合、リブ16は有機層17R,17G,17Bを形成する際に用いる蒸着成膜用のマスクと基板11とのスペーサとして用いられることになる。
【0054】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、発光部脇に立設されたリブを無機材料で構成したことで、このリブから有機物が放出されることはなく、有機物による有機層を劣化を防止することができる。この結果、有機層の発光効率が維持され、発光部に非発光エリア(いわゆるダークスポット)が発生する等の不具合が生じることを防止でき、有機ELディスプレイの画質の向上及び長寿命化を図ることが可能になる。しかも、この無機材料からなるリブを第1電極と交差するストライプ状に形成し、その側壁をオーバーハング形状にすることで、このリブをマスクにした成膜によってストライプ状の第2電極をセルフアラインで形成することが可能になる。この結果、蒸着マスクを用いることなく微細なストライプ状の第2電極を形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態の有機ELディスプレイの断面図である。
【図2】実施形態の有機ELディスプレイの要部平面図である。
【図3】実施形態の有機ELディスプレイの製造方法を説明するための断面工程図である。
【図4】実施形態の有機ELディスプレイにおけるリブの製造を説明するための断面工程図である。
【図5】従来の有機ELディスプレイ及びその製造方法を説明するための断面工程図である。
【符号の説明】
11…基板、12a…透明電極(第1電極)、12b…発光部、14…下層、15…上層、16…リブ、17R,17G,17B…有機層、18a…陰極(第2電極)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic EL display and a manufacturing method thereof, and more particularly to an organic EL display formed by arranging a plurality of light emitting portions and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, flat panel displays such as liquid crystal displays (LCD) and plasma displays (PDP) have been actively developed. Among these, an organic EL (Electroluminescence) display has been attracting attention as a method capable of self-luminous and high-definition display.
[0003]
The organic EL has an element structure of indium tin oxide (ITO) / organic hole transport layer / organic light emitting layer / cathode as shown in the document “Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)”. . W. Tang et al. Led to a wider research and development triggered by what was proposed in 1987.
[0004]
FIG. 5 is a cross-sectional process diagram for explaining an example of a method for manufacturing an organic EL display. In order to manufacture an organic EL display, first, a striped anode (transparent electrode) 2 is patterned on a
[0005]
In the organic EL display obtained by such a method, each
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, a general organic EL display has a problem that the organic layer is easily deteriorated due to the influence of organic substances. Therefore, as in the organic EL display obtained as described above, when the
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an organic EL display capable of obtaining a long-life and high-quality image and a manufacturing method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the organic EL display of the present invention is arranged in parallel on a substrate in stripes.pluralFirst electrode, thisA plurality of organic layers each having an organic light emitting layer provided on a position corresponding to the plurality of light emitting portions on the first electrode, a black matrix made of an inorganic insulating material covering a portion other than the light emitting portion of the first electrode, A plurality of ribs that are provided on the black matrix and extend in a direction intersecting with the plurality of first electrodes, and a plurality of second electrodes that are provided on each light emitting portion of the first electrode via an organic layer. ,The rib is made of an inorganic material.
[0009]
In the organic EL display having such a configuration, the rib standing on the side of the light emitting portion is made of an inorganic material, so that no organic matter is released from the rib, and deterioration of the organic layer due to the organic matter is prevented. .Further, by providing a black matrix made of an inorganic insulating material so as to cover a portion other than the light emitting portion, a luminescence waveguide component along the substrate can be suppressed, and an external light reflection component can also be suppressed. Therefore, a high-definition display with high contrast and no crosstalk can be obtained.
[0010]
Moreover, the manufacturing method of the organic electroluminescent display of this invention is on a board | substrate.pluralPatterning the first electrode in stripes;A black matrix made of an inorganic insulating material is formed so as to cover a portion of the first electrode other than the plurality of light emitting portions, and then extends on the black matrix in a direction intersecting with the plurality of first electrodes. A plurality of ribs made of an inorganic material are erected. after that,By film formation from above the ribFirst1 electrodeMultiple ofAn organic layer having an organic light emitting layer on the light emitting portionRespectivelyThe first electrode is then formed by film formation on the ribMultiple ofThe second electrode is placed on the light emitting part through the organic layer.RespectivelyIt is characterized by forming.
[0011]
In such a manufacturing method, since the rib serving as a mask when the organic layer and the second electrode are formed is formed of an inorganic material, the organic material is not released from the rib left on the substrate. An organic EL display capable of preventing deterioration of the organic layer is obtained.Moreover, by forming a black matrix made of an inorganic insulating material so as to cover a portion other than the light emitting portion, the luminescence waveguide component along the substrate can be suppressed, and the external light reflection component can also be suppressed. Therefore, a high-definition display with high contrast and no crosstalk can be obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an organic EL display and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the organic EL display of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the organic EL display with the main part cut away, and FIG. 3 is the organic EL shown in FIGS. It is sectional process drawing for demonstrating the manufacturing method of a display. 1 and 3 correspond to the A-A ′ cross section of FIG. 2.
[0013]
In this embodiment, a simple matrix type full-color display is taken as an example of the organic EL display, and the configuration will be described in the order of the manufacturing process.
[0014]
First, as shown in FIG. 3A, a
[0015]
Next, the transparent
[0016]
Next, the transparent
[0017]
The patterning method of the transparent
[0018]
Next, as shown in FIG. 3B, an inorganic insulating
[0019]
The method for forming the inorganic insulating
[0020]
Among these, when the plasma CVD method is adopted, the source gas is not particularly limited, but the film formation is performed by the TEOS plasma CVD method in which a liquid source such as TEOS (Tetraethoxy silane) is vaporized to form a film. Can do. In particular, when the underlying
[0021]
As the inorganic insulating
[0022]
In particular, by using black alumite, the inorganic insulating
[0023]
After the inorganic insulating
[0024]
At this time, when the inorganic insulating
[0025]
However, in order to suppress the disconnection of the cathode formed on the inorganic insulating
[0026]
The etching of the inorganic insulating
[0027]
When the inorganic insulating
[0028]
Next, as shown in FIG. 3C, the
The formation procedure of the
[0029]
Next, as shown in FIG. 3D, a mask (not shown) is disposed on the
[0030]
The
[0031]
Depending on the film configuration, only the organic light emitting layer doped with each dye may be patterned using a mask, and other films may be formed in a lump without using a mask. Further, the emission color is not limited to the three RGB colors, and may be a combination of other emission colors.
[0032]
After the above, as shown in FIG. 1, the
[0033]
In addition, here, the height of the surface of the
[0034]
The material constituting the
[0035]
After the above, although illustration is omitted here, an extraction electrode portion for connection with the driver circuit is provided around the pixel portion (region where the
[0036]
Next, an example of a rib forming method will be described using the cross-sectional view of FIG.
[0037]
First, as described with reference to FIGS. 3A and 3B, the
[0038]
The method for forming these layers is not particularly limited, but the
[0039]
Next, as shown in FIG. 4B, a resist
[0040]
Next, the
[0041]
Thereafter, the
[0042]
Next, as shown in FIG. 4 (c), resist pattern components, resist pattern residues, and C that are scattered during the etching of the chromium layer (20) and the
Note that when the etching of the
[0043]
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the
[0044]
Note that wet etching is inferior in the uniformity of the etching rate within the surface of the
[0045]
As described above, the overhanging
[0046]
In the above description, the
[0047]
Further, silicon oxide (upper layer 15) and chromium (lower layer 14) were used as materials constituting the
[0048]
For example, as the
[0049]
In addition to chromium, nickel (Ni), titanium (Ti), molybdenum (Mo), or the like may be used as the
[0050]
Furthermore, in the embodiment, the height of the
[0051]
In the organic EL display having the
[0052]
Moreover, when the
[0053]
In the present embodiment, the configuration and the manufacturing method of a simple matrix type full-color organic EL display have been described as an example. However, the present invention can also be applied to an active matrix display equipped with a thin film transistor (TFT) and a manufacturing method thereof. However, in the active matrix display, since the scanning line can be formed on the base of the
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rib standing on the side of the light emitting portion is made of an inorganic material, so that organic matter is not released from the rib, and deterioration of the organic layer due to the organic matter is prevented. be able to. As a result, the luminous efficiency of the organic layer is maintained, and it is possible to prevent the occurrence of problems such as the occurrence of non-light-emitting areas (so-called dark spots) in the light-emitting portion, thereby improving the image quality and extending the life of the organic EL display. Is possible. Moreover, the ribs made of the inorganic material are formed in a stripe shape intersecting the first electrode, and the side walls thereof are overhanged, so that the stripe-shaped second electrode is self-aligned by film formation using the rib as a mask. Can be formed. As a result, it is possible to form a fine stripe-shaped second electrode without using a vapor deposition mask.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL display according to an embodiment.
FIG. 2 is a plan view of an essential part of the organic EL display according to the embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional process diagram for explaining the method of manufacturing the organic EL display according to the embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional process diagram for explaining the manufacture of ribs in the organic EL display of the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional process diagram for explaining a conventional organic EL display and a manufacturing method thereof.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記第1電極上の、複数の発光部に対応した位置に設けられ、有機発光層をそれぞれ有する複数の有機層と、
前記第1電極のうちの発光部以外の部分を覆う無機絶縁材料からなるブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクス上に立設され、前記複数の第1電極と交差する方向へ延在する複数のリブと、
当該有機層を介して前記第1電極の各発光部上に設けられた複数の第2電極とを
備え、
前記リブは、無機材料からなる
ことを特徴とする有機ELディスプレイ。A plurality of first electrodes arranged in parallel in a stripe pattern on the substrate;
A plurality of organic layers provided on the first electrode at positions corresponding to the plurality of light emitting portions, each having an organic light emitting layer;
A black matrix made of an inorganic insulating material covering a portion other than the light emitting portion of the first electrode;
A plurality of ribs standing on the black matrix and extending in a direction intersecting with the plurality of first electrodes;
A plurality of second electrodes provided on each light emitting portion of the first electrode via the organic layer;
Prepared,
The rib is made of an inorganic material.
前記リブは、前記第1電極と交差する状態でストライプ状に設けられたことを特徴とする有機ELディスプレイ。The organic EL display according to claim 1,
2. The organic EL display according to claim 1, wherein the rib is provided in a stripe shape so as to intersect the first electrode.
前記リブは、前記第1の電極に向かう側壁がオーバーハング形状に成形されていることを特徴とする有機ELディスプレイ。The organic EL display according to claim 2.
2. The organic EL display according to claim 1 , wherein the rib is formed in an overhang shape on a side wall facing the first electrode .
前記リブは、上層ほどエッチング速度の遅い材料からなる多層構造であることを特徴とする有機ELディスプレイ。The organic EL display according to claim 3.
2. The organic EL display according to claim 1, wherein the rib has a multilayer structure made of a material having a slower etching rate as the upper layer.
前記リブは、酸化シリコン系材料または窒化シリコン系材料からなる上層と、クロム、ニッケル、チタンまたはモリブデンからなる下層との少なくとも2層からなる多層構造である
ことを特徴とする有機ELディスプレイ。The organic EL display according to claim 4, wherein
The organic EL display, wherein the rib has a multilayer structure including at least two layers of an upper layer made of a silicon oxide-based material or a silicon nitride-based material and a lower layer made of chromium, nickel, titanium, or molybdenum.
前記第1電極のうちの複数の発光部以外の部分を覆うように、無機絶縁材料からなるブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクス上に、前記複数の第1電極と交差する方向へ延在するように無機材料からなる複数のリブを立設する工程と、
前記リブ上からの成膜によって、前記第1電極のうちの複数の発光部上に有機発光層を有する有機層をそれぞれ形成する工程と、
前記リブ上からの成膜によって、前記第1電極のうちの複数の発光部上に前記有機層を介して第2電極をそれぞれ形成する工程と
を行うことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。Forming a plurality of first electrodes in a stripe pattern on a substrate;
Forming a black matrix made of an inorganic insulating material so as to cover a portion of the first electrode other than the plurality of light emitting portions;
Providing a plurality of ribs made of an inorganic material on the black matrix so as to extend in a direction intersecting the plurality of first electrodes ;
Forming each organic layer having an organic light emitting layer on a plurality of light emitting portions of the first electrode by film formation from the ribs;
By deposition from the said ribs, a plurality of manufacturing process of an organic EL display which is characterized in that the step of forming a second electrode over the organic layer on the light-emitting portion each of said first electrode .
前記有機層を形成する工程では、前記リブを介して前記基板上にマスクを配置した状態で成膜を行う
ことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。In the manufacturing method of the organic electroluminescent display of Claim 6,
In the step of forming the organic layer, film formation is performed in a state where a mask is disposed on the substrate via the rib. A method for manufacturing an organic EL display, comprising:
前記リブは、前記第1電極と交差する状態でストライプ状にパターン形成されることを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。In the manufacturing method of the organic electroluminescent display of Claim 6,
The method of manufacturing an organic EL display, wherein the rib is patterned in a stripe shape so as to intersect the first electrode.
ことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。9. The method of manufacturing an organic EL display according to claim 8, wherein a side wall of the rib toward the first electrode is formed in an overhang shape.
前記リブを形成する工程では、上層ほどエッチング速度の遅い材料からなる多層膜をパターンエッチングすること
を特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。The organic EL display according to claim 9,
In the step of forming the rib, a multilayer film made of a material having a slower etching rate as the upper layer is subjected to pattern etching.
前記リブを形成する工程では、酸化シリコン系材料または窒化シリコン系材料からなる上層と、クロム、ニッケル、チタンまたはモリブデンからなる下層との少なくとも2層からなる多層膜を形成し、前記上層をパターニングした後、これをマスクに用いて前記下層を等方性エッチングする
ことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。The organic EL display according to claim 10.
In the step of forming the rib, a multilayer film including at least two layers of an upper layer made of a silicon oxide-based material or a silicon nitride-based material and a lower layer made of chromium, nickel, titanium, or molybdenum was formed, and the upper layer was patterned Then, the lower layer is isotropically etched using this as a mask. An organic EL display manufacturing method.
前記第1電極上の、複数の発光部に対応した位置に設けられ、有機発光層をそれぞれ有する複数の有機層と、
前記第1電極のうちの発光部以外の部分を覆う無機絶縁材料からなるブラックマトリクスと、
前記ブラックマトリクス上に立設された複数のリブと、
当該有機層上に設けられた第2電極とを
備え、
前記リブは、無機材料からなる
ことを特徴とする有機ELディスプレイ。A plurality of first electrodes patterned for each pixel on a substrate;
A plurality of organic layers provided on the first electrode at positions corresponding to the plurality of light emitting portions, each having an organic light emitting layer;
A black matrix made of an inorganic insulating material covering a portion other than the light emitting portion of the first electrode;
A plurality of ribs erected on the black matrix;
A second electrode provided on the organic layer;
Prepared,
The rib is made of an inorganic material.
前記第1電極のうちの複数の発光部以外の部分を覆うように、無機絶縁材料からなるブラックマトリクスを形成する工程と、
前記ブラックマトリクス上に無機材料からなる複数のリブを立設する工程と、
前記リブをスペーサとしてマスクを載置し、前記マスクを介して前記第1電極のうちの複数の発光部上に有機発光層を有する有機層をそれぞれ形成する工程と、
前記有機層上に第2電極をそれぞれ形成する工程と
を行うことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。Patterning a plurality of first electrodes for each pixel on a substrate;
Forming a black matrix made of an inorganic insulating material so as to cover a portion of the first electrode other than the plurality of light emitting portions;
Erecting a plurality of ribs made of an inorganic material on the black matrix;
A step of placing the mask to form an organic layer having an organic light-emitting layer into a plurality of light emitting portions on one of the first electrode through the mask each said rib as a spacer,
Forming a second electrode on each of the organic layers. A method for manufacturing an organic EL display, comprising:
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