JP4584836B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示パネル及びその製造方法 - Google Patents
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Description
このような有機EL素子を複数設けて複雑な表示を可能とすることができる。例えば、マトリクス表示タイプの有機EL表示パネルや、所定発光パターンを有するものが知られている。
図2は、一例として第1表示電極2を平行に並べた複数の有機EL素子(第2表示電極4は複数の第1表示電極2に直交している)からなる有機EL表示パネルの部分断面図を示す。第1表示電極2と第2表示電極4(以下、それぞれ単に、第1電極、第2電極という)に挟持された有機機能層3の膜厚は通常、100nm〜1μm程度と非常に薄いため、図2に示すような電極のエッジ部EDでは電界集中が生じ、最悪の場合、有機機能層3の絶縁破壊が生じ、第1電極2と第2電極4が短絡(以下、単に、ショートという)してしまう。
ショートの問題を改善する方法が、例えば、特開2002−25781号公報及び特開2002−246173号公報(以下、それぞれ特許文献1及び2という)などに開示されている。
特許文献1の技術では、図3のように第1電極2間のスペース部に絶縁有機層5を設けている。このようにして第1電極2のエッジを絶縁有機層5で覆えば、ショートは生じにくくなる。更に、特許文献1は、従来のポリイミド膜などを用いる場合の欠点を指摘し、絶縁有機層5を有機機能層5の形成法と同じマスク蒸着で行うことにより、第1電極2、絶縁有機層5、有機機能層3、第2電極4を、大気に曝することなく真空一貫工程で作製することを提案している。
特許文献2では、第1電極をパターニングするレジストパターンを利用して、アモルファスカーボンなどを第1電極間に充填するようにして形成し、第1電極の段差を小さくし、ショートを防止する方法を開示している。
図3のように絶縁有機層5を設ける構造では、絶縁層材料としてポリイミドなどをフォトリソグラフィーで形成すると、特許文献1が指摘する通り、工程が複雑になったり、絶縁有機層5中の微量水分が素子に悪影響を及ぼし、ダークスポットが拡大する、などの問題を生じた。更に、図3のように第1電極2と絶縁有機層5が重なり部分OLだけ発光領域が狭くなり、開口率が低下、高輝度なディスプレイを実現することが困難であった。
特許文献1が提案するように、絶縁層を、大気に曝することなく真空一貫工程で、有機機能層と同様にマスク蒸着によって形成すれば、ダークスポット拡大の問題は解決できる。しかし、有機EL素子に不可欠な、第1電極、有機機能層、第2電極以外に別材料で絶縁層を形成しなくてはならず、工程が複雑になる問題と、開口率が低下する問題は残る。また、マスク蒸着など、大気に曝することなく真空一貫工程で行うことのできる絶縁膜のパターン形成方法は、フォトリソグラフィーなど真空外の工程を含む形成法に比べ、パターン精度が劣り、画素の小さい、高精細なディスプレイを実現することは困難であった。
特許文献2が提案するように、第1電極間をアモルファスカーボンなどで充填する方法は、第1電極の上面と、充填する膜の上面が、ほぼ同一平面になるように平らに形成すれば、ショート防止の効果は非常に高い。しかし実際は、第1電極をエッチングする際、サイドエッチングが生じて第1電極の幅が細くなり、図4に示すように、第1電極2と充填するアモルファスカーボン膜6との間に隙間Gができやすい。また、充填するアモルファスカーボン膜6を、第1電極2と全く同じ膜厚に制御するのは困難であり、第1電極の段差を完全になくすことはほぼ不可能である。これらの問題は、特に基板が大型化すると顕著になる。仮に、サイドエッチング、膜厚の制御などの問題を解決し、理想の状態を形成できたとしても、別材料のアモルファスカーボンで絶縁層を形成しなくてはならないのは、特許文献1と同じであり、工程が複雑になってしまう。
また、上記のような構造では、第1電極パターン、絶縁膜パターンなどによりそれぞれ段差が生じ、素子を保護膜によって封止する際、段差部分で保護膜が不完全に形成されやすくなり、素子作製の歩留まりが悪化したり、素子の耐久性が減少する場合があった。
そこで、本発明の解決しようとする課題には、有機EL素子の電極エッジ部分の段差を解消した有機EL表示パネル及びその製造方法を提供することが例として挙げられる。
請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方の電極群は前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に共通して形成された共通層からなり、前記共通層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する低抵抗部と前記低抵抗部に接合しこれより高い抵抗率を有する高抵抗部とからなることを特徴とする。
請求項9記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法は、各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、導電性を有する共通層を形成する工程と、前記共通層の前記抵抗率より高い抵抗率の高抵抗部を部分的に生成して、前記高抵抗部より低い抵抗率の低抵抗部を画定して、前記低抵抗部を前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方として形成する高抵抗化処理工程と、を含むことを特徴とする。
請求項13記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法は、各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、導電性を有する共通層を形成する工程と、前記共通層の前記抵抗率より低い抵抗率の低抵抗部を部分的に生成して、前記低抵抗部より高い抵抗率の高抵抗部を画定して、前記低抵抗部を前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方として形成する低抵抗化処理工程と、を含むことを特徴とする。
請求項17記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法は、各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、高抵抗な共通層を形成する工程と、
前記共通層の前記抵抗率より高い抵抗率の高抵抗部を部分的に生成して、前記高抵抗部より低い抵抗率の低抵抗部を画定する高抵抗化処理工程と、
前記低抵抗部において前記共通層の前記抵抗率より低い抵抗率の第2低抵抗部を部分的に生成して、前記第2低抵抗部を前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方として形成する低抵抗化処理工程と、を含むことを特徴とする。
図2及び図3は、有機EL表示パネルを模式的に示す部分断面図である。
図4は、有機EL表示パネル製造工程における有機EL表示パネルの一部を模式的に示す部分断面図である。
図5は、本発明による第1実施形態の有機EL表示パネルを模式的に示す部分断面図である。
図6は、本発明による実施形態の有機EL表示パネル製造工程における有機EL表示パネルの一部を模式的に示す部分断面図である。
図7〜図10は、本発明による他の実施形態の有機EL表示パネル製造工程における有機EL表示パネルの一部を模式的に示す部分断面図である。
図11〜図13は、本発明による他の実施形態の有機EL表示パネルを模式的に示す部分断面図である。
図14は、本発明による他の実施形態の有機EL表示パネル製造工程における有機EL表示パネルの一部を模式的に示す部分平面図である。
図15は、本発明による他の実施形態の有機EL表示パネルを模式的に示す部分断面図である。
発明を実施するための形態
本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
図5は、本発明の1実施形態のマトリクス表示タイプの有機EL表示パネルを概略部分断面を示す。図示するように、有機EL表示パネルは、例えば、ガラス、プラスチックなどの透明な基板1上に、導体又は半導体を含有する共通層20を備えている。共通層20は、高抵抗部21と、高抵抗部より低い抵抗率の低抵抗部22とからなり、低抵抗部22が第1電極22として機能し、高抵抗部21が低抵抗部22の第1電極を囲繞するように接合している。それぞれ有機EL素子は、低抵抗部の第1電極22と、有機機能層3と、第2電極4とが順次積層されて構成され、複数の有機EL素子の発光が基板1側から放射する。
このように第1実施形態では、基板1上の表示面の略全面に形成された共通層20に、抵抗の低い低抵抗部22と、抵抗の高い高抵抗部21とを設け、低抵抗部22を有機EL素子の第1電極22として用いる。図5に示す有機EL表示パネル構造では、低抵抗部22が従来の第1電極パターン部に相当し、高抵抗部21が従来の第1電極間ギャップに相当する。さらに、発光は低抵抗部22の上方のみで生じ、各々の低抵抗部22は独立した第1電極として作用する。
第1電極22、第2電極4の何れか一方を陽極とし、他方を陰極とする。第1電極22、第2電極4の少なくとも何れかは、透明又は半透明である必要がある。第1電極22が透明である場合は基板側から、第2電極4が透明である場合は膜面側から、それぞれ発光を観察することができる。
第1電極22及び第2電極4の材料には、既知のものを用いることができる。例えば、透明なものとして、ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)など、半透明なものとして、Al、Mg、Ag、Au、Pt、Pd、Crなど金属からなる非常に薄い半透膜、不透明なものとして、Al、Mg、Ag、Au、Pt、Pd、Crなどの金属、を用いることができる。これらの材料を用いて、スパッタ法、蒸着法、CVD法などにより成膜する。
有機機能層は、図1と同様に正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層などからなるが、従来の有機EL素子と同様、既知の材料を用いることができる。また、発光層の単一層、あるいは有機正孔輸送層、発光層及び有機電子輸送層の3層構造、又は有機正孔輸送層及び発光層の2層構造、さらにこれらの適切な層間に電子或いは正孔の注入層やキャリアブロック層を挿入した積層体の有機機能層も適用できる。有機機能層は、これらの材料を、蒸着法、スピンコート法などを用いて成膜される。
共通層20の低抵抗部22(第1電極)のシート抵抗は、連続する電極のライン抵抗による電圧降下を少なくするため、低い方が望ましい。少なくとも1×106Ω/□以下、好ましくは1×104Ω/□以下、最も好ましくは1×102Ω/□以下が望ましい。一方、隣り合う低抵抗部22(第1電極)間の導通を避けるため、高抵抗部21(従来の第1電極のギャップに相当)の抵抗は高い方が望ましい。少なくとも1×106Ω/□以上、好ましくは1×108Ω/□以上、最も好ましくは1×1010Ω/□以上が望ましい。
低抵抗部22と高抵抗部21のシート抵抗の差は大きい方が望ましい。少なくとも2桁、好ましくは4桁、最も好ましくは6桁以上の差があることが望ましい。
低抵抗部22と高抵抗部21からなる共通層20は、元々、同一の導体又は半導体を含有する層として形成され、その共通層20を、それぞれ低抵抗化処理又は及び高抵抗化処理することにより、低抵抗部22と高抵抗部21が形成される。例えば具体的には、以下の(1)〜(3)のように各処理が実行される。
(1)高抵抗な共通層を形成後、一部を低抵抗化処理する(図6)。
図6Aに示すように、基板1上に、導体又は半導体を含有し所定の抵抗率を有する共通層20を形成し、その表面から共通層20の所定の抵抗率より低い抵抗率の低抵抗部22を部分的に徐々に生成して(図6B)、低抵抗部22より高い所定の抵抗率の高抵抗部21を画定する(図6C:低抵抗化処理工程)。このように、低抵抗部22を第1電極として形成する。
(2)低抵抗な共通層を形成後、一部を高抵抗化処理する(図7)。
図7Aに示すように、基板1上に、導体又は半導体を含有し所定の抵抗率を有する共通層20を形成し、その表面から共通層20の所定の抵抗率より高い抵抗率の高抵抗部21を部分的に徐々に生成して(図7B)、高抵抗部21より低い抵抗率の低抵抗部22を画定する(図7C:高抵抗化処理工程)。このように、低抵抗部22を第1電極として形成する。
(3)所定の抵抗率を有する共通層を形成後、それぞれ高抵抗化処理、低抵抗化処理する(図8)。
図8Aに示すように、基板1上に、導体又は半導体を含有し所定の抵抗率を有する共通層20を形成する。
図8Bに示すように、共通層20の所定の抵抗率より高い抵抗率の高抵抗部21を部分的に徐々に生成して(高抵抗化処理工程)、図8Cに示すように、高抵抗部21より低い抵抗率の低抵抗部22を画定する。
図8Dに示すように、低抵抗部22において共通層20の抵抗率より低い抵抗率の第2低抵抗部22を部分的に生成して(低抵抗化処理工程)、図8Eに示すように、第2低抵抗部22を第1電極として形成する。
図8に示す工程では、便宜上、低抗化よりも高抵抗化処理を先に行っているが、低抵抗化処理を先に行ってもよい。
共通層20を、低抵抗部分と高抵抗部分に分けるには、例えば以下の現象(1)〜(3)を利用することができる。
(1)化学変化を利用する。
例えば、金属など低抵抗材料を共通層として基板全面に形成した後、高抵抗部とすべき部分を、酸化、窒化又は硫化などの化学処理を部分的に行い酸化物、窒化物又は硫化物などを共通層中に生成することにより高抵抗部を形成する。よって、高抵抗部は、硫黄、酸素及び窒素の少なくとも1成分を含有しかつ低抵抗部よりも酸素及び窒素の少なくとも1成分の含有量が多くなる。
又は、逆に、金属酸化物など高抵抗材料を共通層として基板全面に形成した後、低抵抗部とすべき部分を、部分的に還元反応することで低抵抗部を形成する。
よって、低抵抗部及び高抵抗部はこれらの抵抗率の差を発現せしめるに足りる量で、共通する導体又は半導体の成分以外の成分を含有する。すなわち、低抵抗部及び高抵抗部は共通する主成分を含有する。
(2)結晶構造の変化を利用する。
一般に、物質の結晶構造が異なることにより、抵抗が変化する。例えば、アモルファスから、微結晶、小さな結晶、大きな結晶、と変化するにつれ粒界の存在量が少なくなり、物質の抵抗が低くなる傾向がある。また、同じ結晶でも結晶の種類により、抵抗が異なることが多い。
よって、高抵抗部は、非結晶又は多結晶構造を有しかつ低抵抗部よりも結晶構造の粒界の存在量が多い多結晶構造を有する。
(3)ドナー又はアクセプタのドープを利用する。
ドナー(n型伝導)又はアクセプタ(p型伝導)となる材料を半導体にドープすることにより、抵抗を低くできることが一般に知られている。逆に、予め半導体にドープしてあるドナー又はアクセプタを引き抜けば(アンドープ)、抵抗を高くすることができる。よって、高抵抗部は、ドナー又はアクセプタを含有しかつ低抵抗部よりもドナー又はアクセプタの含有量が少なくするようにする。
これらの現象を利用して、低抵抗化又は高抵抗化するには、例として具体的に以下の(1−a)〜(3−b)ような方法が挙げられる。
(1−a)陽極酸化法−−
例えばホウ酸アンモニウムなどのような溶液中で、マスク保護した基板から露出した共通層部分に電界を印加することにより、溶液に触れた部分を酸化することができる。陽極酸化法を用いることができる共通層の金属として、例えば、Al、Mg、Ta、Ti、Nbなどが挙げられる。
(1−b)酸素を含む雰囲気中での加熱−−
マスク保護した基板から露出した金属や透明電極材料など抵抗率の低い材料からなる共通層部分を、酸素を含む雰囲気中で加熱すると、酸素に触れた部分が酸化して高抵抗化する。加熱方法としては、温風循環式オーブン、ホットプレート、赤外線ヒータ、基板全面にレーザを照射、など、基板全面にわたって加熱する方法や、集光したレーザを照射する方法など、部分的に加熱する方法がある。
同様に、窒素雰囲気や硫黄を含む雰囲気中で加熱を行えば、窒化、硫化を行うことができる。
(1−c)イオンビームを照射−−
マスク保護した基板から露出した金属や透明電極材料など抵抗率の低い材料からなる共通層部分に、イオン化した酸素を加速して注入し、酸化させる。イオンビームを走査し基板全面にわたって照射してもよいし、所望部分にのみ選択的に照射してもよい。
同様に窒素、硫黄などをイオン化して注入すれば、窒化、硫化させることもできる。
(1−d)プラズマへの接触−−
酸素をプラズマ化し、マスク保護した基板から露出した金属や透明電極材料など抵抗率の低い材料からなる共通層部分に接触させ、酸化する。
又は、水素をプラズマ化し、共通層部分に接触させ、還元する。
同様に、窒素などのプラズマを用いれば、共通層部分を窒化させることもできる。
(2−a)アニーリング−−
加熱や、加熱後の冷却条件により、結晶構造を変化させる。例えば、共通層部分にCW(continuous wave)レーザなどを部分的に照射することにより、照射部分を加熱し、結晶構造を変化させることができる。
(3−a)イオン注入−−
ドナー、アクセプタとなる材料をイオン化して、ビーム状にして加速、注入することで、共通層部分にイオンをドーピングすることができる。
(3−b)溶液によるドープ又はアンドープ−−
ポリアニリンなど酸化状態によって、抵抗が変化する有機材料が知られている。マスク保護した基板から露出したこのような有機材料からなる共通層部分は、酸性溶液に浸漬することにより酸がドープされ、抵抗が低くなる。逆に酸がドープされた状態で、アルカリ溶液(水でも同様の効果がある場合がある)に浸漬すれば酸がアンドープされ、共通層部分の抵抗が高くなる。
同様に、ドナー又はアクセプタとなる元素を含む溶液中に浸漬することで、イオンドーピングと同様にドープすることもできる。
本発明による有機EL素子を作製するには、共通層を高抵抗部、低抵抗部にパターニング又は分離しなくてはならない。このパターニングは、例えば以下の(A)及び(B)方法によって行うことができる。
(A)局所的に高抵抗化(低抵抗化)処理する(図9)。
図9Aに示すように、基板1上に、導体又は半導体を含有し所定の抵抗率を有する共通層20を形成し、必要な部分にのみ高抵抗化(低抵抗化)処理を行う。例えば、図9Bに示すように、集光したレーザビームを部分的に照射するなどする。前述した、レーザビーム、イオンビームなどを用いる方法では、処理範囲が狭い場合が多く、この方法によると、ビームと基板を相対移動させることが出来るので、生産効率が高い場合が多い。マスクを形成せずに処理できる。
(B)共通層にマスクを施し、基板への高抵抗化(低抵抗化)処理を行う(図10)。
図10Aのように、基板1上に、導体又は半導体を含有し所定の抵抗率を有する共通層20を形成し、処理を行いたくない部分にマスクM(例えばフォトレジストなど)を形成して(図10B)、基板の略全面に処理(図10C)を行った後、マスクを除去する(図10D)。この結果、処理はマスクで覆わなかった部分にだけ行われる。マスクにフォトレジストを用いれば、微細なパターニングが可能である。
ガラス基板上に、有機溶媒に溶解し酸をドープしたポリアニリン誘導体の塗布液をスピンコートした。続いて、基板をホットプレートにて加熱、溶媒を蒸発させて基板の略全面に膜厚100nmのポリアニリン膜の共通層を形成した。このポリアニリン膜のシート抵抗を測定したところ、1×105Ω/□のオーダーであった。
基板のポリアニリン膜の共通層上に、東京応化製フォトレジストAZ6112を、2mm幅のライン2本、ライン間ギャップ1mm、のストライプ状にパターンのマスクを形成した。
上記マスク形成工程において、TMAH(Tetramethyl ammonium hydroxide)水溶液などのアルカリ現像液によるレジスト現像時に、ポリアニリン膜の脱ドープが行われ、開口(ギャップ)部分ではポリアニリン膜が緑から青色に変色した(ライン高抵抗部生成)。すなわち、レジストパターン形成時に高抵抗化処理が行われたため、特に、別途、高抵抗化処理を行う必要はなかった。
高抵抗部のシート抵抗を測定したところ、1×1010Ω/□のオーダーであった。
フォトレジストマスクをエタノールにより溶解除去した。
マスク除去した基板ポリアニリン膜上に、有機機能層としてα−NPDを膜厚70nmで、Alq3を膜厚60nmで、金属マスクを用いた蒸着法により形成した。
更に第2電極として、金属マスクを用いた蒸着法により、Alq3膜上に、Al−Li合金を膜厚100nm、2mm幅のストライプ1本の形状(ライン高抵抗部に直交した)に形成し、本発明による有機EL素子を完成させた。
作製した素子の第1電極をプラス、第2電極をマイナスとして、約5Vの電圧を印加したところ、明るい緑色に発光が見られた。プラスの電極端子を2本の第1電極に交互に接続したところ、それぞれに対応する画素が一つずつ、独立して発光することが確認された。
スパッタ法により、ガラス基板上にITOを膜厚150nmで共通層として成膜した。
このようにして成膜したITO膜の共通層のシート抵抗は、8Ω/□であった。
基板のITO膜の共通層上に、東京応化製フォトレジストAZ6112を用いて、ライン数480本からなるストライプ状にパターンのマスクを形成した。ストライプ状のフォトレジストマスクは、ライン幅120μm、ギャップ10μm、(ピッチ130μm)であった。
基板のフォトレジストマスク側に、イオン化した酸素を加速して照射して、マスク開口(ギャップ)部分からITO膜の共通層部分へ酸素イオンを注入した。
このようにして酸素イオンを注入し、ITO膜酸素イオン注入部分(ライン高抵抗部)のシート抵抗を1×1012Ω/□のオーダーに高めることができた。
フォトレジストマスクをアセトンにより溶解除去した。
マスク除去した基板を洗浄し、ITO膜の共通層上に、有機機能層としてα−NPDを膜厚70nmで、Alq3を膜厚60nmで、金属マスクを用いた蒸着法により形成した。
更に、金属マスクを用いた蒸着法により、第2電極として、Alq3膜上に、Al−Li合金を膜厚100nm、ライン幅250μm、ギャップ140μm、(ピッチ390μm)ストライプ120本(ライン高抵抗部に直交した)の形状に形成した。
更に、第2電極及びAlq3膜(基板の表示領域)の上に、素子を大気中の水分などから守る保護膜としてSiONをプラズマCVD法により膜厚3μmで形成し、480×120の画素からなる本発明による有機EL素子を完成した。
[比較例1]
第1電極の形成を以下のようにした以外は、発光機能層、第2電極、保護膜を実施例1と同様に作製し、従来の有機EL素子を作製した。
ガラス基板上にITO膜を膜厚150nmでスパッタ法により成膜した。
基板のITO膜上に、東京応化製フォトレジストAZ6112を、ライン数256本からなるストライプ状にパターンのマスクを形成した。ストライプ状のフォトレジストマスクは、ライン幅120μm、ギャップ10μm、(ピッチ130μm)であった。
かかる基板を、塩化第2鉄水溶液と塩酸の混合液中に浸漬し、レジストに覆われていない部分のITOをエッチングした。
フォトレジストマスクトをアセトンにより溶解除去し、第1電極を形成した。
[パネルの全点灯試験]
実施例2、比較例1で作製したパネルを所望の駆動回路に接続し、1時間の連続全点灯を行った。1時間後、それぞれのパネルの発光状態を観察すると、実施例2で作製したパネルは問題なく全画素が点灯していたが、比較例1で作製したパネルは、21個の画素が非点灯となった。非点灯の画素を観察したところ、ITOエッジの部分に、第1電極と第2電極がショートしたと思われる跡が見られた。
この結果から、本発明の実施例2では、比較例1と比較し、ほぼ同じ工程数で、ショートによる不良が少ない有機EL素子を作製できることが確認された。
第1電極を平滑化処理すると、ショート防止に更に効果的である。平滑化処理としては、例えば、研磨剤を用いた機械的研磨、薬液を用いた化学的研磨、あるいはこの二つを組み合わせたMCP(メカノケミカル研磨)などがある。平滑化処理を行うのは、高抵抗化(又は低抵抗化)処理の後でも、前でもよい。ただし、高抵抗化(又は低抵抗化)処理が体積変化、つまり膜厚変化を伴い、低抵抗部と高抵抗部に1nmオーダー以上の段差が生じる場合は、高抵抗化(又は低抵抗化)処理の後に平滑化処理をする方が望ましい。
また、第1電極の抵抗が高い場合、図11のように、基板1上の低抵抗部22の予定部位に予め補助電極23を形成してもよい。補助電極23としては、Al、Ag、Pt、Au、Pd、Cr、Ti、Moなどの金属、又は、これらの合金や積層膜を用いることができる。ショートを防ぐため、補助電極23によるエッジ段差はできるだけ低く、なめらかにすることが望ましい。そのためには、補助電極23のエッジの断面が順テーパとなるようにする、共通層を段差被膜性の良好な成膜法、例えば、スパッタ法、CVD法で形成する。
さらに、図12のように、基板1上の低抵抗部22の予定部位に予め補助低抵抗部32を形成してもよい。そのためには、共通層20の成膜の前に補助共通層30を基板1上に成膜し、高抵抗化(又は低抵抗化)処理を行って、補助高抵抗部31及び補助低抵抗部32を高抵抗部21及び低抵抗部22の直下に接続されるように予め形成する。補助高抵抗部31及び補助低抵抗部32からなる補助共通層30を設けることにより、エッジ段差の問題は解消する。
またさらに、図13のように、低抵抗部22(第1電極)間のギャップ(高抵抗部)が広い部分では、ギャップ全ての領域を高抵抗化する必要はなく、図13のように低抵抗部22(第1電極)両側の縁部分のみ高抵抗化してもよい。すなわち、低抵抗部22に接合する細幅の高抵抗部21aと、それらの間に無接続の低抵抗部22aとを形成してもよい。前述した高抵抗化を局部的に行う方法で第1電極パターンを形成する場合、図13の構造だと高抵抗化する部分が少なくなり、パターニングをより短時間に行うことができ、特にこの構造(低抵抗部22と、細幅の高抵抗部21aと、それらの間の無接続の低抵抗部22aとからなる共通層20)が有効である。
また、図14のように、表示部以外でショートの危険性のない部分、例えば外部への引き出し配線部分Wなど、に関しては、従来通り第1電極パターンを独立して島状、例えばエッチング法により形成してもよい。基板1上の導体又は半導体を含有する共通層20は、高抵抗部21と低抵抗部22(第1電極)とからなり、高抵抗部21は接合した低抵抗部22を囲繞するように形成されて、低抵抗部22は引き出し配線部分Wに接続されている。この場合、第1電極のエッチング、高抵抗化(又は低抵抗化)処理、と2つの工程が必要となるが、絶縁膜が不要になる、ショートを防止できる、などのメリットがある。
またさらに、図15のように、本発明を第2電極にも適用することができる。すなわち、有機EL表示パネルは、例えば、ガラス、プラスチックなどの透明な基板1上に、個別の第1電極200と、有機機能層3と、第2共通層40とが順次積層されて構成され、第2共通層40は同一の導体又は半導体を含有する。第2共通層40は、高抵抗部41と、高抵抗部より低い抵抗率の低抵抗部42とからなり、低抵抗部42が第2電極として機能し、高抵抗部41が低抵抗部42を囲繞するように接合している。この場合、第1電極200の段差に関わるショートの防止という効果は少ないが、第2共通層40まで合わせた全膜厚の段差が小さくなり、その後成膜される保護膜をなめらかに形成できるメリットがある。
また、上記では本発明を有機EL素子に応用した例を述べたが、同様の構造の素子、例えば無機EL素子などにも応用できる。さらに上述した実施例においては、単純マトリクス表示タイプの有機EL表示パネルを説明したが、本発明はTFT(thin film transistor)などを用いたアクティブマトリクス表示タイプの有機EL表示パネルにも応用できる。
本発明により、従来と比較し、ほぼ同じ工程数で、ショートによる不良が少ない有機EL素子を作製できる。具体的に、本発明による有機EL素子は、基板に近い電極のエッジ部分でショートが生じにくい。
また、本発明により、基板に近い電極の絶縁膜を不要とすることができ、工程が容易になり、絶縁層中が素子に悪影響を及ぼし、ダークスポットが拡大することがない。更に、基板に近い電極と絶縁層が重なりも生じないので、開口率が高く、高輝度なディスプレイを実現できる。
また、マスクをフォトリソグラフィーなどで行うなど、基板に近い電極を精度よくパターン形成でき、画素の小さい、高精細なディスプレイを実現できる。
また、特許文献2と比較して、基板に近い電極間のギャップの充填材料と当該電極の形成を同時に行うことになり、工程が複雑とならずに、当該電極の段差を解消できる。
また、第1電極パターン、第2電極パターン、絶縁膜パターンなどによる段差が小さくなるので、素子を保護膜によって封止する際、保護膜を高低差の少なくなめらかに形成しやすくなり、素子作製の歩留まりが高く、耐久性の高い素子を提供できる。
Claims (5)
- 各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方の電極は前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に共通して形成された共通層からなり、前記共通層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する低抵抗部と前記低抵抗部に接合しこれより高い抵抗率を有する高抵抗部とからなること、
前記高抵抗部は、添加成分として酸素及び窒素の少なくとも1成分を含有しかつ前記低抵抗部よりも酸素及び窒素の少なくとも1成分の含有量が多いこと、を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。 - 各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方の電極は前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に共通して形成された共通層からなり、前記共通層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子に対応する低抵抗部と前記低抵抗部に接合しこれより高い抵抗率を有する高抵抗部とからなること、
前記高抵抗部は、非結晶又は多結晶構造を有しかつ前記低抵抗部よりも前記結晶構造の粒界の存在量が多いこと、を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。 - 各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、導電性を有する共通層を形成する工程と、前記共通層の抵抗率より高い抵抗率の高抵抗部を部分的に生成して、前記高抵抗部より低い抵抗率の低抵抗部を画定して、前記低抵抗部を前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方として形成する高抵抗化処理工程と、を含むこと、前記高抵抗化処理工程は、前記基板を酸素又は窒素雰囲気に配置して、前記共通層を部分的に酸化又は窒化させる処理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表示パネルの製造方法。
- 各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、導電性を有する共通層を形成する工程と、前記共通層の抵抗率より高い抵抗率の高抵抗部を部分的に生成して、前記高抵抗部より低い抵抗率の低抵抗部を画定して、前記低抵抗部を前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方として形成する高抵抗化処理工程と、を含むこと、前記共通層は非結晶又は多結晶構造を有し、前記高抵抗化処理工程は前記共通層を部分的にアニーリングする工程を含み、前記結晶構造の粒界の存在量を前記低抵抗部よりも増加せしめる処理を含むこと、を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法。
- 各々が第1及び第2表示電極並びに前記第1及び第2表示電極間に挟持かつ積層された少なくとも1層の有機化合物からなる発光層を含む有機機能層からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を担持する基板と、からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法であって、高抵抗な共通層を形成する工程と、前記共通層の抵抗率より低い抵抗率の低抵抗部を部分的に生成して、前記低抵抗部より高い抵抗率の高抵抗部を画定して、前記低抵抗部を前記第1及び第2表示電極の少なくとも一方として形成する低抵抗化処理工程と、を含むこと、
前記共通層は非結晶又は多結晶構造を有し、前記低抵抗化処理工程は前記共通層を部分的にアニーリングする工程を含み、前記結晶構造の粒界の存在量を前記高抵抗部よりも減少せしめる処理を含むこと、を特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製造方法。
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