JP5677435B2 - 有機el表示パネルとその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の一態様における有機EL表示パネルは、基板と、基板に対向して配された層間絶縁層と、層間絶縁層に対向し、行方向及び列方向に沿って並ぶ複数の素子形成領域の各々に対応して設けられた第1電極と、
行方向に沿って並ぶ各素子形成領域を区画するように、列方向に延設された隔壁と、各第1電極に対向し、行方向で隣接する素子形成領域同士では発光色が異なる有機発光材料を含んで配された有機発光層と、各有機発光層に対向して配設され、第1電極と極性が異なる第2電極と、を含み、
前記層間絶縁層には、行方向で隣接する第1電極間の位置に合わせて第1の開口部が設けられ、前記列方向に延設された隔壁は、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1の開口部に充填された埋設部と、埋設部から隆起して一体的に形成された本体部を有し、前記本体部の頂部には、前記行方向で隣接する第1電極間及び前記第1の開口部の形状に沿って窪んでなる第1の窪み部が存在する構成とする。
当該機能層形成工程において、第1電極に接して積層し、且つ、行方向に沿って隣接する第1電極間及び前記第1開口部の内部周面を覆うように、機能層である電荷注入輸送層を配設することもできる。
(有機EL表示パネル100の構成)
図1は、本発明の実施の形態1に係るトップエミッション型の有機EL表示パネル100(以下、単に「パネル100」と称する。)の構成を示す上面図である。図2はパネル100上に配された一の有機EL素子周辺の部分拡大図である。なお図1、2では説明のため、有機発光層8より上方に配置される第2電極、封止層等の構成を省略している。図2では、第1電極6の輪郭を点線で示し、コンタクトホール5の輪郭を二点鎖線で示している。
(表示装置の構成例)
図21は、パネル100を利用してなる表示装置200の構成を示す図である。
(パネル100が有する諸効果について)
以上の構成を有するパネル100は、各有機EL素子15R〜15Bに配される、互いに異なる発光色の有機発光層8が、製造工程においてバンク10Lの窪み部101を利用することで、有機発光材料を含むインクを塗布する際に混色発生を防止して良好に形成されており、優れた画像表示性能を有している。
ここでは、先に有機EL表示パネル100の全体的な製造方法を図11〜14を用いて例示する。これらの図では説明簡単化のため、基板1、TFT層2、給電電極3の図示を省略している。図11〜13では、図中左側にバンク10L(窪み部)101の周辺領域のYZ断面図を示す。また、図中右側には、コンタクトホール5の周辺領域のXZ断面図を示す。
(基板準備工程)
まず、基板1を準備し、スパッタ成膜装置のチャンバー内に載置する。そしてチャンバー内に所定のスパッタガスを導入し、反応性スパッタ法に基づき、図3に示すように、TFT層2及び給電電極3を形成する。
(平坦化膜形成工程;第1の方法)
次にフォトレジスト法に基づき、TFT層2及び給電電極3の上に対向して、絶縁性に優れる公知の光硬化型樹脂を含む有機材料(平坦化膜材料4X)を、最終厚みが約4μmになるように一様に塗布する(図11(a))。
(第1電極形成工程;第1の方法)
続いて、平坦化膜4の上に対向して、真空蒸着法またはスパッタ法に基づき、厚み50nm程度の金属膜6Xを一様に成膜する(図11(e))。次に、この上に対向して光分解性樹脂を含むレジストPR1を一様に塗布し(図11(f))、開口部41に対応する位置に開口窓を持つフォトマスクPM2を介して露光処理する(図11(g))。その後、現像処理を行うと(図11(h))、開口部41に対応する位置のレジストPR1が剥離される。この状態でエッチング処理を実施し(図11(i))、残存するレジストPR1を剥離すれば、開口部41に臨む金属膜61Xの端部が切除され、コンタクトホール5の内部を覆うように配設された、第1電極6が完成する(図11(j))。
(平坦化膜形成工程;第2の方法)
(図11(a))と同様に、フォトレジスト法に基づき、TFT層2及び給電電極3の上に対向して、平坦化膜材料4Xを最終厚みが約4μmになるように一様に塗布する(図12(a))。
(第1電極形成工程;第2の方法)
続いて、図11(e)〜(g)と同様の手順で、金属膜6Xの成膜を行い、その上にレジストPR1を一様に形成し、フォトマスクPM2を介して露光処理を行う(図12(e)〜(g))。現像処理を経ると、開口部41の形成位置における金属膜6Xが露出する(図12(h))。次に、第1のエッチング処理(ウェットエッチング)を行い、金属膜6Xをパターニングして、第1電極6を形成する(図12(i))。このとき、Y方向で隣接する第1電極6間の平坦化膜4が露出する。続いて、第2のエッチング処理(ウェットエッチングまたはドライエッチング)を行い、前記露出した平坦化膜4を厚み方向に掘削する(図12(j))。ここで、第2のエッチング処理の強度や処理時間に比例して、開口部の深さを深くすることができる。その後、レジストPR1を剥離すると、図11(j)と同様に、開口部41が形成され、且つ第1電極6が形成された基板が得られる(図12(k))。
(画素規制層形成工程)
次に、SiON等の無機酸化物(絶縁物)を真空蒸着等の方法により基板表面に対向して一様に形成する。そして前記無機酸化物の表面にフォトレジスト法を用い、列(X)方向で隣接する素子形成領域間に画素規制層11を形成する。具体的には、前記機能層を形成した基板表面に対向して一様に光分解性樹脂を含むレジスト材料を塗布する。そして、前記素子形成領域間に相当する位置以外に開口窓を配置させるように、フォトマスクを配設し、露光処理を実施する。その後、現像処理を経ると、行(Y)方向に沿って、帯状に各素子形成領域間以外が露出したレジスト膜が形成される。
(機能層形成工程)
次に、第1電極6の上面に対向して、機能層として、電荷注入輸送層7を成膜する。ここでは反応性スパッタ法に基づいた成膜を行う。モリブデンやタングステン等の金属材料をスパッタ源(ターゲット)として用い、スパッタガスとしてアルゴンガス、反応性ガスとして酸素ガスをそれぞれチャンバー内に導入し、成膜を行う(図13(a))。その後、アニール処理を経ると、モリブデンやタングステンの酸化物からなる電荷注入輸送層7が形成される(図13(b))。いわゆる薄膜形成法の一種である反応性スパッタ法を用いることで、電荷注入輸送層7は開口部41の内周面、及びコンタクトホール5内の第1電極6の表面にも一様に形成される。
(バンク形成工程)
次に、バンク材料として、例えば光硬化性樹脂を含む、フッ素系もしくはアクリル系のレジスト材料を用意する。これを電荷注入輸送層7の表面に対向して一様に塗布する(図13(c))。このとき、開口部41及びコンタクトホール5に対して塗布したレジスト材料は、開口部41及びコンタクトホール5の形状に沿って落ち込む(図13(c))。
(親液性処理工程)
次に、上記形成したバンク10Lの表面に対に対向して、光分解性樹脂を含むレジストPR2を塗布する(図14(a))。次に、窪み部101に対応する位置に開口窓を有するフォトマスクPM4を配設し、露光処理を行う(図14(b))。その後、現像処理を行い、未硬化のレジストを除去すると、窪み部101のみが外部に露出する(図14(c))。この状態で紫外線照射(例えば高圧水銀等を用いて1000mJ照射)を行い、窪み部101の表面に存在するフッ素成分を除去することで、親液性処理を実施する(図14(d))。その後はレジストPR2を除去し、処理を完了する(図14(e))。
(塗布工程による有機発光層形成工程)
次に、インクジェット装置システム(印刷装置)を用いて有機発光層材料を含むインクを塗布する。図15は塗布工程(有機発光層形成工程)を示す模式図である。図中、左側から右側に向けて工程の進行を示す。
(第2電極形成工程)
次に、上記形成された各有機発光層8の表面に対向して、ITO、IZO等の材料を用い、真空蒸着法で成膜する。これにより第2電極10が形成される。
(その他の工程)
第2電極10の表面に対し、SiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等の材料を真空蒸着法で成膜することで、封止層を形成する。
<実施の形態2>
図5は、実施の形態2に係るパネル100Aの部分断面図(パネル100に係る図3に相当)である。パネル100Aの特徴は、電荷注入輸送層7を、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)などの有機材料を用いて構成し、塗布型として配設した点にある。すなわち、パネル100Aの電荷注入輸送層7は、機能層形成工程において、隣接するバンク10Lの間の第1電極6の表面にインクを塗布し、これを乾燥させることで形成されている。この構成によって、バンク10Lの埋設部102は、隣接する第1電極6の各側面と、平坦化膜4の開口部41の内周面に直接接するように配される。
<実施の形態3>
図6(a)は、実施の形態3に係るパネル100Bの構成を示す、模式的な正面図である。図中、「B」で示されるパネル周辺領域でのバンク10Lの窪み量が、「A」で示されるパネル中央領域でのバンク10Lの窪み量よりも大きくなるように調整されている。
<実施の形態4>
図7は、実施の形態4に係るパネル100Cにおける、素子周辺の部分拡大図(パネル100を示す図2に相当)である。
<実施の形態5>
図8は、実施の形態5に係るパネル100Dの素子周辺の部分拡大図(パネル100に係る図2に相当)である。
<実施の形態6>
図9は、実施の形態6に係るパネル100Eの素子周辺の部分拡大図(パネル100に係る図2に相当)である。パネル100Eは実施の形態5のパネル100Dを基本とし、さらにバンク部110Yの頂部に対し、行(Y)方向に沿って窪み部101Yを形成した構成を有する。
<実施の形態7>
図10は、実施の形態7に係るパネル100Fのコンタクトホール周辺の断面図(パネル100に係る図3に相当)である。
<窪み部の深さについて>
次に、平坦化膜の開口部の深さ(凹み量)と、これによって形成されるバンクの窪み部の深さとの関係について述べる。
<その他の事項>
有機発光層8はインクを塗布し、これを乾燥してなる構成(塗布型)を例示したが、有機発光層は塗布型に限定されず、これ以外の方法で形成してもよい。例えば、真空蒸着法やスパッタリング法、電子ビーム法等を用いた、いわゆる真空プロセスで形成することもできる。この場合、インクの混色防止に関する効果は無関係となるが、開口部41に埋設された埋設部103及び本体部102でバンク10Lを形成することで、本体部102の下面で第1電極6や電荷注入輸送層7等を基板側に抑え、剥離や浮き上がりを適切に防止する効果を期待できる。また、隣接する第1電極6、6同士を埋設部103の介在によって確実に短絡防止する効果も奏される。
PM1〜PM4 フォトマスク
1 基板
2 TFT配線部(薄膜トランジスタ層)
3 給電電極
4 平坦化膜(層間絶縁層)
4X 平坦化膜材料
5 コンタクトホール
6 第1電極(陽極)
6X 金属膜
7 電荷注入輸送層(HIL)
8 有機発光層
9 第2電極(陰極)
10L バンク(ラインバンク)
10P バンク(ピクセルバンク)
10X レジスト材料
11 画素規制層(PIL)
15、15R、15G、15B 有機EL素子(サブピクセル)
100、100A〜100F 有機EL表示パネル
101、101X、101Y 窪み部
102、105 埋設部
103、104 本体部
110X、110Y バンク部
200 表示装置
Claims (19)
- 基板と、
基板に対向して配された層間絶縁層と、
層間絶縁層に対向し、行方向及び列方向に沿って並ぶ複数の素子形成領域の各々に対応して設けられた第1電極と、
行方向に沿って並ぶ各素子形成領域を区画するように、列方向に延設された隔壁と、
各第1電極に対向し、行方向で隣接する素子形成領域同士では発光色が異なる有機発光材料を含んで配された有機発光層と、
各有機発光層に対向して配設され、第1電極と極性が異なる第2電極と、を含み、
前記層間絶縁層には、行方向で隣接する第1電極間の位置に合わせて、前記第1電極の厚みよりも深い第1の開口部が設けられ、
前記列方向に延設された隔壁は、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1電極の厚みよりも深い前記第1の開口部に充填された埋設部と、埋設部から隆起して一体的に形成された本体部を有し、
前記本体部の頂部には、前記行方向で隣接する第1電極間及び、前記第1電極の厚みよりも深い前記第1の開口部の形状に沿って窪んでなる第1の窪み部が前記埋設部に対応して存在する
ことを特徴とする、有機EL表示パネル。 - 前記有機発光層は、素子形成領域に有機発光材料を含むインクを塗布し、これを乾燥してなる
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 列方向に延設された前記隔壁が、行方向に所定間隔毎に並設されている
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1の窪み部は、各隔壁の本体部の頂部において、列方向に沿って形成されている
請求項3に記載の有機EL表示パネル。 - 前記隔壁は、各素子形成領域を取り囲むように、列方向及び行方向に延設されている
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 前記層間絶縁層には、列方向で隣接する第1電極間の位置に合わせて第2の開口部が設けられ、
前記行方向に延伸して設けられた隔壁は、列方向で隣接する素子形成領域間及び前記第2の開口部に充填された埋設部と、埋設部から隆起して一体的に形成された本体部を有し、
前記本体部の頂部には、列方向で隣接する素子形成領域間及び前記第2の開口部の形状に沿って窪んでなる第2の窪み部が存在する
請求項5に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1の窪み部は、当該第1の窪み部を取り囲む前記本体部の表面よりも高い親液性を有する
ことを特徴とする、請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第2の窪み部は、当該第2の窪み部を取り囲む前記本体部の表面よりも高い親液性を有する
ことを特徴とする、請求項6に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1の電極と前記有機発光層の間には、1または複数の機能層が設けられ、
前記機能層は、電荷を注入または輸送する電荷注入輸送層を有し、
前記電荷注入輸送層は、前記第1電極に直接接するように積層され、且つ、前記行方向で隣接する第1電極間及び前記第1開口部の内部周面を覆うように配設されている
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1の電極と前記有機発光層との間には、1または複数の機能層が設けられ、
前記機能層は、電荷を注入または輸送する電荷注入輸送層を有し、
前記隔壁は、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1開口部の内部周面に接するように配されている
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 第1の窪み部は、層間絶縁層表面からの本体部の高さの10%以上100%以下に相当する深さを有する
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 基板上に層間絶縁層を形成する層間絶縁層形成工程と、
前記層間絶縁層に対向するように、行方向及び列方向に沿って並ぶ複数の素子形成領域の各々に対応して第1電極を設ける第1電極配設工程と、
行方向に沿って並ぶ各素子形成領域を区画するように、列方向に隔壁を延設する隔壁形成工程と、
各第1電極に対向して、有機発光材料を含んだインクを塗布し、これを乾燥させて有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
有機発光層に対向して、第1電極と極性が異なる第2電極を配設する第2電極形成工程とを経る有機EL表示パネルの製造方法であって、
前記層間絶縁層形成工程では、フォトレジスト法に基づき、行方向で隣接する第1電極間の位置に合わせて前記第1電極の厚みよりも深い第1の開口部を有するように層間絶縁層を形成し、
前記有機発光層形成工程では、行方向で隣接する素子形成領域に、互いに異なる発光色の有機発光層材料からなる有機発光層を配設し、
前記隔壁形成工程では、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1電極の厚みよりも深い前記第1の開口部に埋設部を充填するとともに、埋設部と一体的に本体部を形成することで、列方向に隔壁を延設し、
前記本体部の頂部を、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1電極の厚みよりも深い前記第1の開口部の形状に沿って窪ませることで第1の窪み部を前記埋設部に対応して形成する
有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記隔壁形成工程後に、第1の窪み部に対し、当該窪み部を取り囲む本体部よりも高い親液性を有するように親液性処理を実施する
請求項12に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記親液性処理は、ハーフトーン露光処理もしくは紫外線照射処理である
請求項13に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1電極配設工程と前記隔壁形成工程の間において、各々の第1電極の上面に1または複数の機能層を形成する機能層形成工程を有し、
当該機能層形成工程において、第1電極に接して積層し、且つ、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1開口部の内部周面を覆うように、機能層である電荷注入輸送層を配設する
請求項12に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 基板上に層間絶縁層を形成する層間絶縁層形成工程と、
前記層間絶縁層に対向して、行方向及び列方向に沿って並ぶ複数の素子形成領域の各々に対応して第1電極を設ける第1電極配設工程と、
行方向に沿って並ぶ各素子形成領域を区画するように、列方向に延伸された隔壁を設ける隔壁形成工程と、
各第1電極に対向して、有機発光材料を含んだインクを塗布し、これを乾燥させて有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
有機発光層に対向して、第1電極と極性が異なる第2電極を配設する第2電極形成工程とを経る有機EL表示パネルの製造方法であって、
前記第1電極配設工程では、層間絶縁層に対向して金属膜を成膜し、これをエッチング処理して第1電極をパターニングし、且つ、前記エッチング処理により、行方向で隣接する第1電極間の位置の層間絶縁層を掘削することにより前記第1電極の厚みよりも深い第1の開口部を形成し、
前記有機発光層形成工程では、行方向で隣接する素子形成領域に、互いに異なる発光色の有機発光層材料からなる有機発光層を配設し、
前記隔壁形成工程では、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1電極の厚みよりも深い前記第1の開口部に埋設部を充填するとともに、埋設部と一体的に本体部を形成することにより、列方向に隔壁を延設し、
前記本体部の頂部を、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1電極の厚みよりも深い前記第1の開口部の形状に沿って窪ませることにより第1の窪み部を前記埋設部に対応して形成する
有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記隔壁形成工程後に、第1の窪み部に対し、当該窪み部を取り囲む本体部よりも高い親液性を有するように親液性処理を実施する
請求項16に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記親液性処理は、ハーフトーン露光処理もしくは紫外線照射処理である
請求項17に記載の有機EL表示パネルの製造方法。
- 第1電極配設工程と隔壁形成工程の間において、各々の第1電極に対向して、1または複数の機能層を形成する機能層形成工程を有し、
当該機能層形成工程において、第1電極に接して積層し、且つ、行方向で隣接する第1電極間及び前記第1開口部の内部周面を覆うように、機能層である電荷注入輸送層を配設する
請求項16に記載の有機EL表示パネルの製造方法。
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