JP5462257B2 - 有機el表示パネル、表示装置、及び有機el表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
具体的には、中間層の材料を含むインクは全ての色で共通とし、各サブピクセルに対して供給する中間層形成用のインク量を一定にしている。例えば、インクジェット方式で中間層のインクを塗布する場合、各色の有機EL素子を形成する領域に対して吐出するインクの液滴数は共通とし、且つノズルから吐出されるインク一滴あたりの体積も同じにしながら行っている。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、有機EL表示パネルにおいて、中間層又は発光層をウェット方式で形成しながら、異なる発光色間の中間層等の膜厚差を容易に微調節できるようにし、例えば、発光効率、発光色等を向上させることを目的とする。
本発明の一態様における有機EL表示パネルの製造方法では、基板を準備する第1工程と、前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って第3隔壁を形成する第5工程と、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に対向電極を形成する第8工程と、を具備し、前記第3工程において、前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが形成され、前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホール及び前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの少なくとも一方は、段階的に狭くなる形状に形成し、前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホールより容積を大きく形成し、前記第4工程において、前記第1色用の電極板の各々には、前記第1コンタクトホールの形状に沿って第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には、前記第2コンタクトホールの形状に沿って第2窪み部が形成され、前記第6工程で形成された前記第1有機機能層及び前記第7工程で形成された前記第2有機機能層において、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、という構成が採用されている。
本発明の一態様における有機EL表示パネルにおいては、TFT層と、前記TFT層の上方に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、ライン状に配列された複数の第1色用の電極板を含む第1電極板群と、前記層間絶縁膜上に前記第1電極板群と隣接して形成され、ライン状に配列された複数の第2色用の電極板を含む第2電極板群と、前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って形成された第1隔壁と、前記第1電極板群の他方の長辺部分と、前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に形成された第2隔壁と、前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って形成された第3隔壁と、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に形成された第1有機機能層と、前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に形成された第2有機機能層と、前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に設けられた対向電極と、を具備し、前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが設けられ、前記第1色用の電極板の各々は、前記第1コンタクトホールの形状に沿って窪む第1窪み部を有し、前記第2色用の電極板の各々は、前記第2コンタクトホールの形状に沿って窪む第2窪み部を有しており、前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホール及び前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの少なくとも一方は、段階的に狭くなる形状をしており、前記第1コンタクトホールの容積は、前記第2コンタクトホールの容積より大きく、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、という構成が採用されている。
段階的に狭くなるコンタクトホールの形状は、例えば、コンタクトホールが形成される層間絶縁膜を、ハーフトーンマスクを用いて露光、現像することにより形成される。そして、段階的に狭くなるコンタクトホールの段差数や各段差の広さおよび深さは任意に形成できる。また、段差はコンタクトホールの内周部の一部に形成されていてもよいし、全周にわたって形成されていてもよい。
なお、第1有機機能層の体積と第2有機機能層の体積との差は、第1窪み部に堆積した第1有機機能層の体積から第2窪み部に堆積した第2有機機能層の体積を差し引いた体積未満であることが望ましい。
なお、電極板上に有機機能層以外の層(例えば、画素規制層)が形成されていても、有機機能層以外の層が窪み部に凹入して窪んでいれば、有機機能層の膜厚差を微調節することができる。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルは、前記第1有機機能層は、インクジェット式塗布方法により所定の体積の液滴が塗布されることにより、前記第1電極板群の上方に連続して形成され、前記第2有機機能層は、インクジェット式塗布方法により前記所定の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内の体積の液滴が塗布されることにより、前記第2電極板群の上方に連続して形成され、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内である、という構成を採用することができる。
有機EL発光素子において、例えば、電極板側で反射して対向電極側に出射する光の光路長を各色の光の波長に適したものにして、発光層から対向電極側に直接出射する光と強めあうように干渉させるキャビティ構造が採用されている場合がある。このキャビティ構造の一部を有機機能層が構成している場合には、青色に対応する有機機能層の膜厚を薄くすることが好ましい。それは、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光色の中で青色の光の波長が、赤色、緑色の光の波長より短いため、光路長を短くすることが好ましいからである。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルに、前記コンタクトホールの上面積は、前記層間絶縁膜における前記コンタクトホールの周縁部のもっとも高い位置から10%下がった位置における前記コンタクトホールの直径で規定される円の面積である、という構成を採用することができる。
本態様によれば、第1コンタクトホールの容積を、第2コンタクトホールの容積よりも大きくすることで、各色に対応する有機発光層の膜厚の差を微調節することができる。その結果、有機発光層の色度や輝度をより適切にすることができる。あるいは、光の取出し効率を向上させることができる。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルに、前記電極板は陰極であり、前記対向電極は陽極である、という構成を採用することができる。
本態様によれば、上記いずれかの態様に記載の有機EL表示パネルを備えた表示装置を実現できる。
また、第1及び第2コンタクトホールの上面積を実質同一にすることにより、第1及び第2窪み部の開口面積も略同一となり、有機機能層を含むインクを窪み部内への入り込みやすさを概ね等しくすることができる。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルの製造方法は、基板を準備する第1工程と、前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第2電極板群と隣接して複数の第3色用の電極板をライン状に配列した第3電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分と前記第3電極板群の一方の長辺部分との間に第3隔壁を形成し、前記第3電極板群の他方の長辺部分に沿って第4隔壁を形成する第5工程と、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、前記第3隔壁と前記第4隔壁との間において前記第3電極板群の上方に連続して第3有機機能層を形成する第8工程と、前記第1有機機能層、前記第2有機機能層及び前記第3有機機能層の上方に対向電極を形成する第9工程と、を具備し、前記第3工程において、前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホール、及び、前記第3色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第3コンタクトホールが設けられ、前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホール、前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板に対応する第3コンタクトホールのうちの少なくとも2つは、段階的に狭くなる形状に形成し、前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホール及び第3コンタクトホールの各々より容積を大きく形成し、前記第4工程において、前記第1色用の電極板の各々には前記第1コンタクトホールの形状に沿って窪む第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には前記第2コンタクトホールの形状に沿って窪む第2窪み部が形成され、前記第3色用の電極板の各々には前記第3コンタクトホールの形状に沿って窪む第3窪み部が形成され、前記第6工程、前記第7工程及び前記第8工程でそれぞれ形成された前記第1有機機能層、前記第2有機機能層及び前記第3有機機能層において、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積及び前記第3色用の電極板上の領域に対応する前記第3有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が、前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量及び前記第3コンタクトホールに対応する第3窪み部に入り込む前記第3有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚及び前記第3窪み部以外の前記第3色用の電極板上の領域に形成された前記第3有機機能層の膜厚より薄い、という構成を採用することができる。
(表示パネル100の構成)
図1は、実施の形態1に係る表示パネル100の要部構成を模式的に示す断面図である。図2は、表示パネル100の要部構成を示す斜視図である。
図2に示すように、青色の有機EL素子20a…が縦方向(Y方向)にライン状に配列され、それに隣接して、緑色の有機EL素子20b…が縦方向(Y方向)にライン状に配列され、さらに、それに隣接して、赤色の有機EL素子20b…が縦方向(Y方向)にライン状に配列されている。そして、横方向(X方向)に隣接する3つの有機EL素子20a,20b,20cで一画素が形成される。
この層間絶縁膜3には、各有機EL素子20a,20b,20cごとに、それぞれ厚み方向(Z方向)に掘り下げたコンタクトホール13a,13b,13cが形成されている(図1、図3参照)。コンタクトホール13は、層間絶縁膜3の上面側及び下面側の両側に開口した円形の孔である。各コンタクトホール13a,13b,13cを区別せずに、単にコンタクトホール13と記載する場合がある。なお、コンタクトホール13の断面形状(XY平面に平行な断面の形状)には、円形以外に、楕円形、矩形などの形状を採用してもよい。
図3(a)に示すように、コンタクトホール13は、有機EL素子20と同様に行列状に配列されている。そして、コンタクトホール13は、横方向(X方向)において近接して並べられ、縦方向(Y方向)において所定の離間距離で等ピッチに配列されている。
この画素規制層6が形成された箇所は、陽極板5と陰極層11との間の電気的な導通が遮断され、有機EL素子20に駆動電圧が印加されても発光しないようにされている。したがって、この画素規制層6により、縦方向(Y方向)に並ぶ複数のサブピクセルが区画されている。また、各画素規制層6は、縦方向(Y方向)において、複数のサブピクセルのサイズが均等になるように、等幅にされ、等ピッチで配されている。
また、ホール注入層7は、コンタクトホール13上の領域において、画素規制層6とともに陽極板5の窪み部23に凹入し、窪み部23と類似形状の窪み部15を形成している。なお、窪み部23の大きさ(直径や深さ寸法)に比して、画素規制層6やホール注入層7の膜厚が遥かに小さいため、ホール注入層7に形成された窪み部15の容積と、陽極板5に形成された窪み部23の容積とは、略同じである。
まず、表示パネル100の製造方法の主要な部分について、図4を参照しながらその一例を説明する。
表示パネル100のサイズに応じた基板1を準備する。なお、表示パネル100の数倍の大きさの基板を準備し、複数の表示パネル100の製造を同時に進行してもよい。
基板1上に、公知の製造方法(例えば、特開2003−241683号公報、特開2008−300611号公報等に記載)により、TFT及び配線、SD電極22からなるTFT層2を形成する(図4(a))。例えば、スパッタリング法やCVD法(化学気相成膜法)等によって、TFT、SD電極22、配線等が形成される。
層間絶縁膜形成工程:
上記TFT層2上に、ポジ型の感光性有機材料からなるレジスト膜26を塗布した後、そのレジスト膜26のSD電極22上に位置する部分にコンタクトホール13を形成する。
陽極板形成工程:
スパッタリング法により、層間絶縁膜3の上に、金属材料(銀、パラジウム及び銅の合金)を厚み100〜200nm程度に薄膜成形し、金属材料膜上に半導体材料(IZO)を厚み90nm程度に薄膜成形する。
次に、CVD法によって、SiONを100〜300nmの厚さに成膜する。その後、フォトリソグラフィ法を用い、ドライエッチングでパターニングすることにより、画素規制層6を形成する(図4(e))。
次に、隔壁材料として、例えば感光性のレジスト材料、もしくはフッ素系やアクリル系材料を含有するレジスト材料を、層間絶縁膜3上に塗布し、フォトリソグラフィ法でパターニングすることによって隔壁8a、8b、8cを形成する(図4(f))。
次に、ホール輸送層9を、インクジェット方式(インクジェット式塗布方法)で形成する(図4(g))。
発光層形成工程:
ホール輸送層9の上に、インクジェット方式で発光層10を形成する。この工程は、上記ホール輸送層形成工程と同様であって、発光層形成用の有機発光材料を溶解させたインクを、隣り合う隔壁8同士の間に塗布し、乾燥することによって形成するが、用いる有機発光材料が発光色ごとに異なっている。
次に、発光層10の表面上に、ITO、IZO等の材料を、スパッタリング法、あるいは真空蒸着法で成膜する。これにより陰極層11を形成する。さらに、陰極層11の表面上に、SiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等の材料をスパッタリング法、あるいは真空蒸着法で成膜することにより、封止層を形成する。
(コンタクトホール13及び窪み部15の容積とホール輸送層9の膜厚について)
表示パネル100において、コンタクトホール13の容積は、青色に対応するコンタクトホール13aが最も大きく、赤色に対応するコンタクトホール13cが最も小さく設定されている(13a>13b>13c)。よって、窪み部15の容積は、コンタクトホール13a上方に形成された窪み部15aが最も大きく、コンタクトホール13c上方に形成された窪み部15cが最も小さくなる(15a>15b>15c)。各色に対応するホール輸送層9a,9b,9cは、各陽極板5上方の領域において互いに同じ体積とされているが、窪み部15a,15b,15cに入り込む体積(量)が異なっている。
まず、窪み部15の容積とホール輸送層9の膜厚との関係について述べる。
図7(a)に、窪み部15が形成されていないと仮定した場合におけるインクの乾燥前後の状態を示す。仮に陽極板5の上面全てが平坦であり、窪み部がないとすると、陽極板5の上方に塗布されるインク層の仮想高さH0は、塗布量V0を面積Sで除して得られる。
乾燥後に形成されるホール輸送層9の仮想膜厚h0は、インク層の仮想高さH0に溶質濃度Nを乗じて求める。
=N・V0/S ・・・(1−2)
一方、図7(b),(c)に、窪み部15が形成されている場合におけるインクの乾燥前後の状態を示す。なお、当図において、窪み部15内に充填されたインクが乾燥されてなる部分と、窪み部15上方のインク層が乾燥されてなる部分とが区別して示されている。これについては、後に説明する。
H=(V0−V1)/S ・・・(1−3)
インク乾燥後のホール輸送層9の膜厚hは、インク層の高さHに、中間層用のインクの溶質濃度Nを乗じることで求められる。
=N(V0−V1)/S ・・・(1−4)
図7の(a)と(b)とを比較すると、インクが窪み部15に充填されることによって、サブピクセルにおけるインク層の高さHが、仮想高さH0(図7(b)において直線Jで示す)よりも小さくなることが分かる。その結果、乾燥後にホール輸送層9の膜厚hが、仮想膜厚h0よりも小さくなるのである。
=N・V0/S−N(V0−V1)/S
=N・V1/S ・・・(1−5)
すなわち、ホール輸送層9の仮想膜厚h0に対する膜厚hの減少量Eは、原則的に、窪み部15の容積に基づいて定まるのである。よって、窪み部15の容積(V1)を大きくすれば、ホール輸送層9の膜厚hの仮想膜厚h0に対する減少量Eを大きくすることができる。
図7(b)、(c)には、インク層の高さHa,Hbと、ホール輸送層9a,9bの膜厚ha,hbとを示す。なお、図7では、簡略化のため、陽極板5等の図示を省略し、窪み部15の断面形状を矩形にしている。
なお、インクの塗布量V0及び溶質濃度Nは、各色のインク塗布領域で互いに等しくされているものとする。この場合に、例えば、青色のサブピクセルにおけるホール輸送層9aの膜厚haと、緑色のサブピクセルにおけるホール輸送層9bの膜厚hbとの膜厚差Δhabは、次式によって得られる。
=N(V0−V1a)/S−N(V0−V1b)/S
=N(V1b−V1a)/S
=N・ΔV1ab/S ・・・(2−1)
すなわち、各色のインク塗布領域でインク量V0及び溶質濃度Nが等しい場合、上記膜厚差Δhabは、原則的に、青色に対応する窪み部15aの容積と、緑色に対応する窪み部15bの容積との差ΔV1abに比例するのである。よって、窪み部15a,15b,15c間の容積の差ΔV1(例えば、V1a−V1b)を調節することで、その容積の差ΔV1に応じて、各色に対応するホール輸送層9の膜厚ha,hb,hcの膜厚差Δh(例えば、ha−hb)を調節することができる。ここで、窪み部15aの容積V1aは、窪み部15bの容積V1bよりも大きいため、容積V1bから容積V1aを引くと負の値となるが、これは、膜厚haが膜厚hbよりも小さいことを示している。
(3)ホール輸送層9の膜厚差の調節単位について
各窪み部15の大きさは、層間絶縁膜3に形成するコンタクトホール13の大きさによって規定されており、後述するように微調節可能である。従って、窪み部の体積V1a、V1b,V1cは、インク液滴1滴の体積と比べて、細かい単位で調節することができるので、対応色が異なるホール輸送層9の膜厚差を微調節できる。
図7(b),(c)に示すように、窪み部15内のホール輸送層9の膜厚は、概ねサブピクセルにおけるホール輸送層9の膜厚よりも厚くなる。これは、窪み部15に充填されたインクによるものである。
なお、体積v1と体積v2とは、次式で表わされる。
v1=N・V1 ・・・(3−2)
v2=N・V2 ・・・(3−3)
ここで、図7(b),(c)に示すように、窪み部15に入り込んだホール輸送層9のうち、第2部分44の元となる第2インク部分43は、サブピクセルにおけるインク層の高さHに応じて変化するだけであり、ホール輸送層9の膜厚hの変化に寄与していないと考えられる。また、式(1−5)からも明らかである。
=h・S1 ・・・(3−4)
よって、第2インク部分43の体積相当値v2’が得られ、第1インク41の体積相当値v1’が算出できる。なお、合計体積v3の相当値v3’は、例えば、窪み部15内に入り込んだホール輸送層9の断面に基づいて算出することができる。具体的には、例えば、窪み部15の中心軸を含む断面が得られる場合は、ホール輸送層9の断面形状を中心軸周りに1回転させた回転体の体積を相当値v3’とすることができる。
=v3’−h・S1 ・・・(3−5)
なお、理想的には、体積相当値v1’と、窪み部15a容積V1に溶質濃度Nを乗じて得られた体積v1とは、同程度の値となる(例えば、±10%の範囲内)。
また、本実施の形態において、青色のサブピクセルにおけるホール輸送層9aが前記第1有機機能層に相当し、緑色のサブピクセルにおけるホール輸送層9bが前記第2有機機能層に相当し、赤色のサブピクセルにおけるホール輸送層9cが前記第3有機機能層に相当する。
例えば、1つのサブピクセルで、陽極板5上のインク塗布領域(図3(a)の符合5で示す領域)のサイズを縦300μm、横70μmとすると、陽極板5上のインク塗布領域の面積S=21000μm2となる。
=0.02μm=20nm ・・・(4−1)
ここで、青色に対応する窪み部15aは、上面半径が下面半径よりも大きな円錐台形状とし、上面半径r1を20μm、下面半径r2を約17.7μm、高さTを4μm、側面の傾斜角度が60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。窪み部15aの容積V1aは、次式で求められ、πが3.14とすると、4468μm3(4.468pL)となる。
その結果、青色サブピクセルのホール輸送層9aの膜厚haは、次式によって得られる。
緑色に対応する窪み部15bは、上側が拡径した2つの円錐台が上下に積み重ねられた形状であり、上下の部分を個別に計算する。まず、上側の円錐台部分は、上面半径20μm、下面半径を約19.1μm、高さを1.5μm、側面の傾斜角度が60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。次に、下側の円錐台部分は、上面半径15μm、下面半径を約13.6μm、高さを2.5μm、側面の傾斜角度を60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。
赤色に対応する窪み部15cも、上側が拡径した2つの円錐台が上下に積み重ねられた形状であり、上下の部分を個別に計算する。まず、上側の円錐台部分は、上面半径20μm、下面半径を約19.1μm、高さを1.5μm、側面の傾斜角度が60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。次に、下側の円錐台部分は、上面半径10μm、下面半径を約8.6μm、高さを2.5μm、側面の傾斜角度を60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。
よって、青色サブピクセルのホール輸送層9aの膜厚haと、緑色サブピクセルのホール輸送層9bの膜厚hbとの膜厚差Δhabは、1.0nmとなる。また、膜厚hbと膜厚hcとの膜厚差Δhbcは、0.9nmとなる。さらに、膜厚haと膜厚hcとの膜厚差Δhacは、1.9nmとなる。上記の場合、コンタクトホール13の容積差ΔV1は、それぞれΔV1ab(青色と緑色)及びΔV1bc(緑色と赤色)が1000μm3(1pL)程度、ΔV1ac(青色と赤色)が2000μm3(2pL)程度である。
一方、比較例では、1つのサブピクセルあたりに充填するインク液滴の滴数を1滴増減させた場合、形成される中間層の膜厚は約2.9nmだけ増減するので、約2.9nm単位でしか膜厚を調節できない。
また、コンタクトホール13の上面半径も20μmに限られず、例えば25μm以上にする等、任意の値にしてもよい。
ここで、コンタクトホール13の上面積について説明する。
本実施の形態において、各色に対応するコンタクトホール13a,13b,13cの上面積が実質同一とされている。また、コンタクトホール13の上面積は、コンタクトホール13の周縁部の最も高い位置から約10%下がった位置におけるコンタクトホール13の直径で規定される円の面積とされる。
図9は、有機EL素子20内での光の光路を模式的に示す断面図である。当図には、発光層10から陰極層11側に直接出射する直出光61と、陽極板5側で反射してから出射する反射光62とが示されている。なお、当図において、陽極板5を、金属層63と透明電極層64(IZO)とに分けて示している。この場合、陽極板5の反射面は、透明電極層64側の金属層63の主面によって構成されている。
前記実施の形態において、コンタクトホール13b,13cは、上段部分と下段部分とを有しており、下段部分の上面半径が異なっていた。それに対して、上段部分と下段部分の深さを変えることによってもコンタクトホール13の容積を異ならせることができる。
マルチトーンマスク70は、光を透過させる透光部71,72と、光の透過率が低い第1半透光部73と、第1半透光部73よりもさらに光の透過率が低い第2半透光部74と、光を遮る遮光部75とからなる。なお、透光部71及び第1半透光部73はコンタクトホール13dに対応し、透光部72及び第2半透光部74はコンタクトホール13cに対応している。
さらに、コンタクトホール13間の上段深さ(d2、d4)及び下段深さ(d1、d3)と、底面径(r1、r3)との両方を異ならせることができる。また、側面の傾斜角度を異ならせてもよい。
前記実施の形態および変形例1において、各色に対応するコンタクトホール13の容積を変えることで、ホール輸送層9の膜厚差を微調節していたが、有機機能層の一例である発光層10の膜厚差を微調節することもできる。
1.表示装置の構成例
図11は、上記表示パネル100を用いた表示装置200の構成を示す図である。
表示装置200は、有機EL表示パネル100と、これに接続された駆動制御部120とから構成されている。駆動制御部120は、4つの駆動回路121〜124と制御回路125とから構成されている。駆動制御部120には図示を省略する電源供給部から電力が供給される。
6.上記実施の形態では、陽極板5の上方に、中間層としてホール輸送層をウェット方式で形成する例を示したが、中間層として、ホール注入層、ホール注入兼輸送層をウェット方式で形成する場合も、同様にして、その中間層の膜厚を微調節して、各発光色の光を効率よくすることができる。
2 TFT層
3 層間絶縁膜
5(5a〜5c) 陽極板
6 画素規制層
7(7a〜7c) ホール注入層
8(8a〜8c) 隔壁
9(9a〜9c) 中間層
10(10a〜10c) 有機発光層
11 陰極層
13(13a〜13c) コンタクトホール
14 段差面
15(15a〜15c) 窪み部
20a〜20c 有機EL素子
22 SD電極
23(23a〜23c) 窪み部
100 表示パネル
Claims (25)
- TFT層と、
前記TFT層の上方に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、ライン状に配列された複数の第1色用の電極板を含む第1電極板群と、
前記層間絶縁膜上に前記第1電極板群と隣接して形成され、ライン状に配列された複数の第2色用の電極板を含む第2電極板群と、
前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って形成された第1隔壁と、
前記第1電極板群の他方の長辺部分と、前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に形成された第2隔壁と、
前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って形成された第3隔壁と、
前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に形成された第1有機機能層と、
前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に形成された第2有機機能層と、
前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に設けられた対向電極と、
を具備し、
前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが設けられ、
前記第1色用の電極板の各々は、前記第1コンタクトホールの形状に沿って窪む第1窪み部を有し、前記第2色用の電極板の各々は、前記第2コンタクトホールの形状に沿って窪む第2窪み部を有しており、
前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホール及び前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの少なくとも一方は、段階的に狭くなる形状をしており、
前記第1コンタクトホールの容積は、前記第2コンタクトホールの容積より大きく、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、
有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホールの上面積と前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの上面積とは、同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールの各コンタクトホールの上面積は、前記層間絶縁膜における前記各コンタクトホールの周縁部のもっとも高い位置から10%、又は10%の近傍値の範囲内に下がった位置における前記各コンタクトホールの直径で規定される円の面積である、
請求項2に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1コンタクトホールに対応する前記第1窪み部は、第1画素規制層により覆われ、前記第1画素規制層の上方に第1有機機能層が形成され、
前記第2コンタクトホールに対応する前記第2窪み部は、第2画素規制層により覆われ、前記第2画素規制層の上方に第2有機機能層が形成されている、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層は、インクジェット式塗布方法により所定の体積の液滴が塗布されることにより、前記第1電極板群の上方に連続して形成され、
前記第2有機機能層は、インクジェット式塗布方法により前記所定の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内の体積の液滴が塗布されることにより、前記第2電極板群の上方に連続して形成され、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項1乃至請求項4のいずれか1記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層の膜厚と前記第2有機機能層の膜厚との差は、前記インクジェット式塗布方法により前記所定の体積の液滴が塗布される場合、前記第1色用の電極板ごとに塗布される前記液滴数が、n滴増加することにより形成される前記第1有機機能層の膜厚より大きく、前記液滴数がn+1滴増加することにより形成される前記第1有機機能層の膜厚より小さい、
請求項5記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色は青色である、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第2電極板群と隣接して形成され、ライン状に配列された複数の第3色用の電極板を第3電極板群と、
前記第3電極板群の前記第2電極板群と反対側の長辺部分に沿って形成された第4隔壁と、
前記第3隔壁と前記第4隔壁との間において前記第3電極板群の上方に形成された第3有機機能層と、
を含み、
前記対向電極は、前記第3有機機能層の上方に設けられ、
前記層間絶縁膜には、前記第3色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第3色用の電極板は、前記第3コンタクトホールの形状に沿って窪む第3窪み部を有しており、
前記第3色用の電極板に対応する第3コンタクトホールは、段階的に狭くなる形状をしており、
前記第1コンタクトホールの体積は、前記第3コンタクトホールの体積より大きく、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第3色用の電極板上の領域に対応する前記第3有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第3コンタクトホールに対応する第3窪み部に入り込む前記第3有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第3窪み部以外の前記第3色用の電極板上の領域に形成された前記第3有機機能層の膜厚より薄い、
請求項1記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホールの上面積、前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの上面積及び前記第3色用の電極板に対応する第3コンタクトホールの上面積とは、同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項8記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールの各コンタクトホールの上面積は、前記各コンタクトホールが設けられた前記層間絶縁膜の前記各コンタクトホールの周縁部のもっとも高い位置から10%下がった位置における前記各コンタクトホールの直径で規定される円の面積である、
請求項9に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層は、電荷注入層あるいは電荷輸送層のいずれかであり、
前記第1有機機能層と前記対向電極との間に第1有機発光層が形成され、前記第2有機機能層と前記対向電極との間に第2有機発光層が形成されている、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層、前記第2有機機能層、及び前記第3有機機能層は、電荷注入層あるいは電荷輸送層のいずれかであり、
前記第1有機機能層と前記対向電極との間に第1有機発光層が形成され、前記第2有機機能層と前記対向電極との間に第2有機発光層が形成され、前記第3有機機能層と前記対向電極との間に第3有機発光層が形成されている、
請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層は、有機発光層である、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層、前記第2有機機能層、及び前記第3有機機能層は、有機発光層である、
請求項8ないし請求項10のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板および前記第2色用の電極板の各電極板は陽極であり、前記対向電極は陰極である、
請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板および前記第2色用の電極板の各電極板は陰極であり、前記対向電極は陽極である、
請求項1ないし請求項14のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 請求項1ないし請求項16のいずれか1項に記載の有機EL表示パネルを備えた、
表示装置。 - 基板を準備する第1工程と、
前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、
前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、
複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、
前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って第3隔壁を形成する第5工程と、
前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、
前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、
前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に対向電極を形成する第8工程と、
を具備し、
前記第3工程において、
前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが形成され、
前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホール及び前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの少なくとも一方は、段階的に狭くなる形状に形成し、
前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホールより容積を大きく形成し、
前記第4工程において、
前記第1色用の電極板の各々には、前記第1コンタクトホールの形状に沿って第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には、前記第2コンタクトホールの形状に沿って第2窪み部が形成され、
前記第6工程で形成された前記第1有機機能層及び前記第7工程で形成された前記第2有機機能層において、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、
有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1色用の電極板に対応するコンタクトホールの上面積と前記第2色用の電極板に対応するコンタクトホールの上面積とを、同一又は同一の近傍値の範囲内に形成する、
請求項18に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第4工程と前記第5工程との間に、前記第1コンタクトホールに対応する前記第1窪み部を覆うように第1画素規制層を形成し、前記第2コンタクトホールに対応する前記第2窪み部を覆うように第2画素規制層を形成する工程を設け、
前記第6工程において、前記第1画素規制層の上方に前記第1有機機能層が形成され、
前記第7工程において、前記第2画素規制層の上方に前記第2有機機能層が形成される、
請求項18又は請求項19に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第6工程において、前記第1有機機能層は、インクジェット式塗布方法により所定の体積の液滴を塗布することにより、前記第1電極板群の上方に連続して形成し、
前記第7工程において、前記第2有機機能層は、インクジェット式塗布方法により前記所定の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内の体積の液滴を塗布することにより、前記第2電極板群の上方に連続して形成される、
請求項18ないし請求項20のいずれか1に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1有機機能層の膜厚と前記第2有機機能層の膜厚との差は、前記インクジェット式塗布方法により前記所定の体積の液滴が塗布される場合、前記第1色用の電極板ごとに塗布される液滴数が、n滴増加することによる前記第1有機機能層の膜厚の増加分より大きく、前記液滴数がn+1滴増加することによる前記第1有機機能層の膜厚の増加分より小さい、
請求項21記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層は、電荷注入層あるいは電荷輸送層のいずれかであり、
前記第1有機機能層と前記対向電極との間に第1有機発光層が形成され、前記第2有機機能層と前記対向電極との間に第2有機発光層が形成されている、
請求項18ないし請求項22のいずれか1項に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層は、有機発光層である、
請求項18ないし請求項22のいずれか1項に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 基板を準備する第1工程と、
前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、
前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、
複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第2電極板群と隣接して複数の第3色用の電極板をライン状に配列した第3電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、
前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分と前記第3電極板群の一方の長辺部分との間に第3隔壁を形成し、前記第3電極板群の他方の長辺部分に沿って第4隔壁を形成する第5工程と、
前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、
前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、
前記第3隔壁と前記第4隔壁との間において前記第3電極板群の上方に連続して第3有機機能層を形成する第8工程と、
前記第1有機機能層、前記第2有機機能層及び前記第3有機機能層の上方に対向電極を形成する第9工程と、
を具備し、
前記第3工程において、
前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホール、及び、前記第3色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホール、前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板に対応する第3コンタクトホールのうちの少なくとも2つは、段階的に狭くなる形状に形成し、
前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホール及び第3コンタクトホールの各々より容積を大きく形成し、
前記第4工程において、
前記第1色用の電極板の各々には前記第1コンタクトホールの形状に沿って窪む第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には前記第2コンタクトホールの形状に沿って窪む第2窪み部が形成され、前記第3色用の電極板の各々には前記第3コンタクトホールの形状に沿って窪む第3窪み部が形成され、
前記第6工程、前記第7工程及び前記第8工程でそれぞれ形成された前記第1有機機能層、前記第2有機機能層及び前記第3有機機能層において、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積及び前記第3色用の電極板上の領域に対応する前記第3有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が、前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量及び前記第3コンタクトホールに対応する第3窪み部に入り込む前記第3有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚及び前記第3窪み部以外の前記第3色用の電極板上の領域に形成された前記第3有機機能層の膜厚より薄い、
有機EL表示パネルの製造方法。
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