JPWO2009038171A1 - 有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2007年9月21日に、日本に出願された特願2007−245804号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明では、第1の波長で発光する第1の発光層の上に、第1の波長よりも長い第2の波長で発光する第2の発光層が重なるようにしたため、第1の発光層に含まれる色素が、第2の発光層に流入した場合であっても、第1の発光層の色素よりもエネルギーの低い第2の発光層の色素が優先的に発光させることができ、混色が起こることを防ぐことができる。
本発明では、第1の発光層又は第2の発光層を形成する際に、第1の発光層の色素又は第2の発光層の色素が隔壁内に納まらず、隔壁上に乗り上げてしまった場合であっても、混色が起こることを防ぐことができる。
本発明では、第1の電極層と第2の電極層との間を、第1の発光層で絶縁することができるため、第1の電極層と第2の電極層との間で漏れ電流が生じることを防ぐことができる。
本発明では、正孔輸送層を第1の電極及び隔壁の全面に形成するようにしたので、隔壁内の表面の濡れ性を均一にすることができ、直上に形成される第1の発光層の膜厚を均一にすることができる。
本発明では、第1の波長で発光する第1の発光層を形成した後に、第1の波長よりも長い第2の波長で発光する第2の発光層が第1の発光層に重なるように形成するようにしたため、第1の発光層に含まれる色素が、第2の発光層に流入した場合であっても、第1の発光層の色素よりもエネルギーの低い第2の発光層の色素を優先的に発光させることができ、混色が起こることを防ぐことができる。
本発明では、第1の発光層をパターニングして、その第1の発光層が固化して乾燥した後に、第2の発光層をパターニングするようにしたので、第1の色素が第2の発光層に流入する量を少なくすることができ、混色が起きにくくすることができる。
本発明では、第1の発光層又は第2の発光層を形成する際に、第1の発光層の色素又は第2の発光層の色素が隔壁内に納まらず、隔壁上に乗り上げてしまった場合であっても、混色が起こることを防ぐことができるため、第1の発光層や第2の発光層を形成する際に厳密な位置あわせをする必要がなくなり、有機エレクトロルミネッセンスディスプレイを容易に製造することができる。
基板10上であって、隔壁11aと隔壁11bとの間、隔壁11bと隔壁11cとの間、隔壁11cと隔壁11dとの間には、画素電極である陽極12a、12b、12cがそれぞれ層状に形成されている。
陽極12a、12b、12c上には、それぞれ正孔輸送層13a、13b、13cが層状に形成されている。
なお、隔壁11a、11b、正孔輸送層13a上へのインキの塗布は、青色、緑色、赤色の順に行っている。そのため、発光層14Rは、隔壁11b上で発光層14Bに重っている。また、発光層14Rは、隔壁11c上で発光層14Gに重っている。また、発光層14Gは、隔壁11d上で発光層14Bに重っている。
封止樹脂16上には、封止基板17が設けられている。
図3に示す有機ELディスプレイ100aでは、隔壁11aと隔壁11bに挟まれた領域、隔壁11bと隔壁11cに挟まれた領域、隔壁11cと隔壁11dに挟まれた領域が、有機EL素子である。
始めに、基板10を用意し、隣接する有機EL素子との間の基板10上に所定間隔を開けて、台形状の隔壁11a、11b、11c、11dを形成する。
そして、隔壁11a、11b、11c、11dの間の領域に陽極12a、12b、12cの層(第1の電極層とも称する)を形成し、その陽極12a、12b、12c上に、正孔輸送層13a、13b、13cを形成する。
青色で発光する色素を含むインキ4aが固化して乾燥した後、隔壁11c及び隔壁11d上の領域と、隔壁11cと隔壁11dとの間の領域に、青色よりも発光波長が長い緑色で発光する色素を含むインキ4aを、少なくとも一部が発光層14Bと重なるように塗布することによりパターニングして、発光層14Gを形成する。
緑色で発光する色素を含むインキ4aが固化して乾燥した後、隔壁11b及び隔壁11c上の領域と、隔壁11bと隔壁11cとの間の領域に、緑色よりも発光波長が長い赤色で発光する色素を含むインキ4aを、少なくとも一部が発光層14B又は発光層14Gと重なるように塗布することによりパターニングして、発光層14Rを形成する。
そして、陰極15上に、封止樹脂16の層を形成する。そして、封止樹脂16の層の上に、封止基板17を設置する。
ここでは、有機発光層による発光効率を増大させるなどのために、透明電極層(陽極11a、11b、11c)と有機発光層(発光層14R、14G、14B)との間に正孔輸送層13a、13b、13cを設けているが、対向電極層(陰極15)と有機発光層(発光層14R、14G、14B)との間に電子輸送層を設けるようにしてもよい。
正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Cu2O,Cr2O3,Mn2O3,FeOx(x〜0.1),NiO,CoO,Pr2O3,Ag2O,MoO2,Bi2O3、ZnO,TiO2,SnO2,ThO2,V2O5,Nb2O5,Ta2O5,MoO3,WO3,MnO2等の金属酸化物を蒸着法やスパッタリング法、CVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法を用いて形成される。ただし材料はこれらに限定されるものではない。これら金属の炭化物、窒化物、硼化物などを用いることもできる。真空蒸着、スパッタリング法、CVD法などにより成膜することができる。
図4の有機ELディスプレイ100bでは、陽極12a、12b、12c上だけではなく、隔壁11a、11b、11c、11d上にも正孔輸送層13cが形成されている点において、図3の有機ELディスプレイ100aと異なる。
正孔輸送層13cを隔壁11a、11b、11c、11d上及び陽極12a、12b、12c上、つまり素子の全面に形成することにより、隔壁11a、11b、11c、11d及び画素内の表面の濡れ性を均一にすることができるため、直上に形成される発光層14R、14G、14Bなどの発光媒体層の膜厚を均一にすることができる。
図5の有機ELディスプレイ100cでは、基板10上に隔壁11a、11b、11c、11dが形成されていない点と、陽極11a、11b、11cが形成されていない基板10上の領域にも正孔輸送層13eが形成されている点において、図3の有機ELディスプレイ100aと異なる。
また、有機ELディスプレイ100a(図3)や有機ELディスプレイ100c(図5)の発光層14R、14B、14Bも図6及び図7で説明する方法と同じ方法で形成することができる。
円筒状の版胴6に取り付けられている凸版部形成材層1bの表面には、アニロックスロール5により、インキ4aが付着されている。なお、本実施形態では、凸版部形成材層1bの幅W2は、隔壁間の距離W1よりも小さい。
なお、図6及び図7で示した装置ではなく、図8及び図9で示す装置を用いて、インキ4aを塗布してもよい。
図8及び図9において、図6及び図7と同様の部分については、同一の符号を付して、その説明を省略する。図8及び図9では、凸版部形成材層1bの幅W3が、隔壁間の距離W1よりも大きい点において、図6及び図7と異なる。
1列目、4列目、7列目の有機EL素子には、発光層14Rが塗布されており、2列目、5列目の有機EL素子には、発光層14Bが塗布されており、3列目、6列目の有機EL素子には、発光層14Gが塗布されている。
なお、図10では、列ごとに、それぞれの発光層を形成するインキを塗布する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図11のような方法でそれぞれの発光層を形成するインキを塗布してもよい。
なお、図11において、各有機EL素子の境界領域では、2つの発光層が重なっている。具体的には、2列目と3列目の有機EL素子の境界領域では、発光層14B上に発光層14Gが重なっている。また、3列目と4列目の有機EL素子の境界領域では、発光層14G上に発光層14Rが重なっている。また、1列目と2列目の有機EL素子の境界領域では、発光層14B上に発光層14Rが重なっている。
しかし、本実施形態では、発光層14B、14G、14Rの順番に発光層を形成するようにしたので、例えば、先に塗布した発光層14Bや発光層14Gのインキが発光層14Rのインキ中に溶け出したとしても、流入した発光層14Bや発光層14Gの色素は発光エネルギーが高いので発光せず、発光エネルギーの低い発光層14Rの色素が優先的に発光するので、発光色の混色が起こることを防ぐことができ、有機ELディスプレイを生産する際の収率を向上させることが出来る。
また、隔壁に挟まれた領域から発光層のインキ4aが溢れて、隣接する素子の発光層のインキ4aに流入したとしても、前述のように発光色への影響は小さく、隔壁に挟まれた領域に塗布する発光層のインキの膜厚が均一となるように調整することができる。
なお、上述した実施形態の隔壁11a、11b、11c、11dの断面を逆テーパー形状としてもよい。このような形状とすることにより、隔壁11a、11b、11c、11d上に発光層14R、14G、14Bを形成する際に、隔壁11a、11b、11c、11d上の端部でインキが途切れやすくなるため、インキの流入を抑制し、混色を防ぐことができる。
また、上述した実施形態では、発光層が赤色、緑色、青色の3色からなる場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、発光層を、赤色、緑色、青色、黄色の4色で構成するようにしてもよい。この場合、基板10上への発光層の印刷の順序は、青色、緑色、黄色、赤色の順序で行う。
(有機発光媒体層形成用塗工インキの調製)
高分子蛍光体(又は高分子蛍光体と結着用の高分子樹脂)を溶剤に塗工インキ液濃度が2.0重量%となるように溶解させ、有機発光媒体層形成用塗工インキを調製した。
ここで高分子蛍光体には、ポリフルオレン誘導体からなるRGB三色を発光材料として用いた。インキ溶剤組成は、キシレン(沸点139℃)を88重量%、テトラリン(沸点202℃)を10重量%とした。
150mm角、厚さ0.4mmのガラス基板上に、表面抵抗率15ΩのITO膜を回路パターン状に成膜した透明電極作製用基材(ジオマテック(株)製)を用意した。
隔壁は、日本ゼオン社製ポジレジストZWD6216−6をスピンコーターにてITOパターンが形成された基板面に厚み2μmで形成した後、フォトリソグラフィーによって順テーパー形状の隔壁を形成し、基板上のITO膜パターンを区画した。なお隔壁は、後述のパターン形成時の印刷方向における隔壁幅約15μmとし、隔壁間の距離W1が32μmとなるように形成した。
ベース基材1aとして、厚さ0.3mmのポリエチレンテレフタレート(PET)基材上に、凸状部1bとして感光性水溶性ポリマー(水溶性樹脂)を150℃で加熱溶融したものを、スピンコート法により0.1μmの厚さで形成して、凸状部1bの形成層を積層形成した。
フォトリソ法により、凸状部と凹部を、L/S=30/111μm(180ppi相当)のストライプパターンで形成した。このパターンを用いて、赤色、緑色、青色を印刷位置をずらしながら一回ずつ印刷することでRGB三色のフルカラーパネルを作製する事ができる。
まず、図1に示すような本実施形態の印刷用凸版Sを、凸版印刷法による円圧式凸版印刷機(図2参照)の版胴6の周面に装着固定し、被印刷体7(印刷基板)を、被印刷体固定定盤8上に載置固定した。
正孔輸送層として、PEDOT/PSSの代わりに酸化モリブデンを真空蒸着法によりシャドーマスク法で50nmの厚さでパターン成膜した。パターン領域は表示領域全面に成膜されるように120mm×100mmの開口のあるメタルマスクを用いて成膜を行った。それ以外は実施例1と同様の工程で有機ELディスプレイを製造した。
実施例1において、第一回目の印刷を、赤色発光色素を含む塗工インキを用いたパターニングとし、続いて、同様にして、緑色発光色素を含む塗工インキ、青色発光色素を含む塗工インキの順に印刷を行った。それ以外は実施例1と同様の工程で有機ELディスプレイを製造した。
印刷方向における隔壁幅を約22μmとし、隔壁間の距離W1が25μmとなるように形成した。塗工インキを用いた有機発光媒体層のパターニングでは、位置を整合させて、凸状部で画素の開口部を覆うようにして凸状部の頂部面によるパターン状の塗工インキの印刷を行った。それ以外は実施例1と同様の工程で有機ELディスプレイを製造した。
実施例3と同様、印刷方向における隔壁幅を約22μmとし、隔壁間の距離W1が25μmとなるように形成した。また印刷用凸版は、フォトリソ法により、凸状部と凹部を、L/S=20/121μmのストライプパターンで形成した。それ以外は実施例1と同様の工程で有機ELディスプレイを製造した。
図12は、本発明の実施例1及び2により製造した有機ELディスプレイの発光写真である。つまり、図12は、発光層14B、発光層14G、発光層14Rの順番で各発光層を形成した場合を示している。
図13は、比較例1により製造した有機ELディスプレイの発光写真である。つまり、図13は、発光層14R、発光層14G、発光層14Bの順番で各発光層を形成した場合を示している。
Claims (8)
- 基板と、
前記基板上に形成された第1の電極層と、
前記第1の電極層上に形成され第1の波長で発光する第1の発光層と、
前記第1の発光層に少なくとも一部が重なって形成され前記第1の波長よりも長い第2の波長で発光する第2の発光層と、
前記第1又は第2の発光層上に形成された第2の電極層と、
を備える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。 - 隣接する有機エレクトロルミネッセンス素子との間の前記基板上に形成された隔壁を備え、
第2の発光層は、前記隔壁上で前記第1の発光層と重なることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。 - 前記第1の発光層は、前記第1の電極及び前記隔壁上の全面に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。
- 前記第1の電極層と、前記第2の電極層との間に正孔輸送層を備え、
前記正孔輸送層は、前記第1の電極及び前記隔壁上の全面に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ。 - 基板上に第1の電極層を形成する第1の工程と、
前記第1の電極層上に第1の波長で発光する第1の発光層を形成する第2の工程と、
前記第1の波長よりも長い第2の波長で発光する第2の発光層を前記第1の発光層に少なくとも一部が重なるように形成する第3の工程と、
前記第1又は第2の発光層上に第2の電極層を形成する第4の工程と、
を有する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の製造方法。 - 前記第2の工程では、前記第1の波長で発光する第1の色素を含むインキをパターニングすることにより前記第1の発光層を形成し、
前記第3の工程では、前記第2の波長で発光する第2の色素を含むインキを前記第1の発光層が固化した後にパターニングすることにより前記第2の発光層を形成することを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。 - 凸版印刷法により前記第1又は第2の発光層を形成することを特徴とする請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。
- 隣接する有機エレクトロルミネッセンス素子を互いに隔絶するための隔壁を前記基板上に形成する工程をさらに有し、
前記第2の工程では、前記第1の電極層及び前記隔壁上に前記第1の発光層を形成することを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。
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