JPWO2011070681A1 - 有機ｅｌパネル及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

電極上に形成される塗布材料層の表面を平坦化させると同時に適正なパターニングを行い、その上に形成される膜の均一化を図る。有機ＥＬパネル１００は、基板１０上に第１電極１１を形成し、基板１０上に第１電極１１上の被塗布面を囲むように絶縁壁２０のパターン２０Ａを形成し、絶縁壁２０のパターン２０Ａ内の被塗布面上に塗布材料を塗布して塗布材料層１４を形成し、塗布材料層１４上に発光層を含む有機層１３を積層し、有機層１３上に第２電極１２を形成する。絶縁壁２０は、パターン２０Ａの内面に塗布材料層１４の広がりを抑えるオーバーハング部２０Ｂを有し、塗布材料層１４の形成後に、絶縁壁２０を加熱溶融することで、絶縁壁２０における塗布材料層１４の上方の部分を変形させ、第２電極１２の連続性を確保する傾斜面２２又は曲面２２Ａを形成する。

Description

本発明は、有機ＥＬパネル及びその製造方法に関するものである。

有機ＥＬ素子は一対の電極間に発光層を含む有機層を積層した構造を有しており、この有機ＥＬ素子を基板上に単数又は複数配置した有機ＥＬパネルは、有機ＥＬ素子を構造的又は電気的に区画する絶縁構造物を備えている。絶縁構造物としては、基板上に形成された電極を画素毎に区画する絶縁膜や、有機層上に成膜される電極を分離するための隔壁等がある。

このような有機ＥＬ素子では、有機層の被成膜面になる電極の表面状態が発光特性の良否に大きな影響を及ぼす。電極の表面に凹凸があると、その上に蒸着される有機層の膜厚が均一にならず、有機ＥＬ素子にリーク等の発光不良が生じやすくなる。これを解消するために、電極上に湿式の有機層（導電性ポリマーなど）を塗布し、平坦化された有機層の上に発光層等を成膜する技術が開発されている。

例えば、下記特許文献１には、図１に示すような絶縁壁を備える有機ＥＬパネルが記載されている。この従来技術は、基板Ｊ１の絶縁表面上に複数の画素に対応する第１電極Ｊ２を設け、第１電極Ｊ２を囲むように絶縁壁Ｊ３を設け、絶縁壁Ｊ３及び第１電極Ｊ２の上に導電性ポリマー層Ｊ４を形成し、その導電性ポリマー層Ｊ４の上に発光層を含む有機層Ｊ５を形成して、その有機層Ｊ５の上に第２電極Ｊ６を形成したものである。

特開２００４−１４５２４４号公報

このような従来技術によると導電性ポリマー層のような塗布材料層が電極表面の凹凸を埋めて自身の表面を平坦化するので、その上に積層される膜の均一化が可能になり、耐リーク性を向上させる等、発光性能や耐久性能を向上させることが可能になる。また、電極上に成膜される湿式成膜にアクセプタ（ドーパント）を添加させることによって、電荷注入効率が向上して、低電圧化の実現が可能になる。

しなしながら、図１に示すように絶縁壁で囲まれた領域に塗布材料層を形成すると、絶縁壁Ｊ３の側面に付着する塗布材料の表面張力によって電極上に形成される塗布材料層の表面が平坦にならず、その上に形成される膜（蒸着膜など）の膜厚が中心部と周辺部で異なってしまい、絶縁壁で囲まれた画素領域全体で均一な発光が得られない問題が生じる。

また、絶縁壁Ｊ３における側面の内側傾斜角θが図１に示すように小さい（直角より小さい）と、第１電極Ｊ２上にのみ形成されればよい塗布材料層が不要な箇所にまで形成されてしまい、塗布材料層のパターニングを適正に行うことができない問題が生じる。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、電極上に形成される塗布材料層の表面を平坦化させると同時に適正なパターニングを行い、その上に形成される膜の均一化を図ることで有機ＥＬ素子の発光特性を改善すること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明による有機ＥＬパネル及びその製造方法は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

基板と、該基板上に直接又は他の層を介して形成された第１電極と、前記第１電極上に塗布形成される塗布材料層と、前記塗布材料層をパターニングする絶縁壁と、前記塗布材料層上に積層される発光層を含む有機層と、該有機層上に形成される第２電極とを備え、前記絶縁壁は、前記塗布材料層に接する側面が当該塗布材料層の広がりを抑えるオーバーハング部を有すると共に、前記塗布材料層の上方では前記第２電極の連続性を確保する傾斜面又は曲面を有することを特徴とする有機ＥＬパネル。

基板上に直接又は他の層を介して第１電極を形成する工程と、前記基板上に前記第１電極上の被塗布面を囲むように絶縁壁のパターンを形成する工程と、前記絶縁壁のパターン内の前記被塗布面上に塗布材料を塗布して塗布材料層を形成する工程と、前記塗布材料層上に発光層を含む有機層を積層する工程と、前記有機層上に第２電極を形成する工程とを有し、前記絶縁壁は、前記パターンの内面に前記塗布材料層の広がりを抑えるオーバーハング部を有し、前記塗布材料層の形成後に、当該絶縁壁を加熱溶融することで、当該絶縁壁における前記塗布材料層の上方の部分を変形させ、前記第２電極の連続性を確保する傾斜面又は曲面を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。

従来技術の説明図である。 本発明の一実施形態に係る有機ＥＬパネルの構成を説明する説明図（同図（ａ）が同図（ｂ）におけるＸ−Ｘ断面図、同図（ｂ）が平面図）である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法を説明する説明図である。 絶縁壁の各種形態例を示した説明図である。 絶縁壁の各種形態例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの形成例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの形成例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの形成例を示した説明図である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの形成例を示した説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態は図示の内容を含むがこれのみに限定されるものではない。図２は本発明の一実施形態に係る有機ＥＬパネルの構成を説明する説明図（同図（ａ）が同図（ｂ）におけるＸ−Ｘ断面図、同図（ｂ）が平面図）である。本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネル１００は、基板１０上に、第１電極１１と第２電極１２との間に発光層を含む有機層１３を積層した有機ＥＬ素子１を形成したものであって、基板１０と、基板１０上に直接又は他の層を介して形成された第１電極１１と、第１電極１１上に塗布形成される塗布材料層１４と、塗布材料層１４をパターニングする絶縁壁２０と、塗布材料層１４上に積層される発光層を含む有機層１３と、有機層１３上に形成される第２電極１２とを備える。図示の例では、絶縁壁２０は、第１電極１１の側部に沿って形成され、第１電極１１上に開口パターン２０Ａを形成している。絶縁壁２０のパターンはこの開口パターン２０Ａに限らず各種の形態に形成でき、このパターンの形態によって塗布材料層１４を自由な形状にパターニングできる。

絶縁壁２０は、塗布材料層１４に接する側面２１が塗布材料層１４の広がりを抑えるオーバーハング部２０Ｂを有すると共に、塗布材料層１４の上方では第２電極１２の連続性を確保する傾斜面２２又は曲面を有する。すなわち、絶縁壁２０は、塗布材料層１４に接する側面２１と塗布材料層１４の上方の部分とが異なる形状を有しており、図示の例では、側面２１は塗布材料層１４側に傾く傾斜面を有し、傾斜面２２は側面２１とは逆側に傾斜している。

このような構造を有する有機ＥＬパネル１００は、第１電極１１上に形成される塗布材料層１４の表面を平坦化させると同時に適正なパターニングを行い、その上に形成される有機層１３の均一化を図ることができ、これによって有機ＥＬ素子１の発光特性を開口パターン２０Ａの全体で均一化することができる。

図３は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの製造方法を説明する説明図である。有機ＥＬパネル１００の製造方法は、基板１０上に直接又は他の層を介して第１電極１１を形成する工程１（同図（ａ）参照）、基板１０上に第１電極１１上の被塗布面を囲むように絶縁壁２０のパターンを形成する工程２（同図（ｂ）参照）、絶縁壁２０のパターン内の第１電極１１上の被塗布面に塗布材料を塗布して塗布材料層１４を形成する工程３（同図（ｃ）参照）、絶縁壁２０を加熱溶融処理（キュア処理）する工程４（同図（ｄ）参照）、塗布材料層１４上に発光層を含む有機層１３を積層する工程５（同図（ｅ）参照）、有機層１３上に第２電極１２を形成する工程６（同図（ｆ）参照）を有する。図示の例では、基板１０上に第１電極１１の側部に沿って絶縁壁２０を形成して第１電極１１上に開口パターン２０Ａを形成して、この開口パターン２０Ａ内を塗布材料の被塗布面としている。

前述した工程１では、ガラス、プラスチック、表面に絶縁膜を形成した金属などが用いられる基板１０の上に、例えば蒸着，スパッタリングなどで導電膜を形成し、フォトリソ工程などのパターン形成工程によって第１電極１１のパターンを形成する。

前述した工程２では、絶縁壁２０の開口パターン２０Ａを形成するだけでなく、絶縁壁２０にオーバーハング部を形成する。絶縁壁２０は、例えば、故意にＵＶ光の透過性を低くしたリフトオフ用ネガ形フォトレジストをスピンコーティングし、プリベークする。そして、光透過スリットを備えたハードクロムマスクを介してＵＶ光を照射し露光する。この際、前記したフォトレジストはＵＶ光の透過率が低いため、深さ方向で現像液に対する溶解性の差が生ずる。したがって、基板１０にアルカリ現像液をスプレーシャワーすることにより現像性の差によって、同図（ｂ）に示すようなオーバーハング部２０Ｂを有する絶縁壁２０が形成される。図示の例では、絶縁壁２０における縦断面形状は、ほぼ逆等脚台形の形状になっている。

前述した工程３では、塗布装置１４Ａを用いて塗布材料が塗布される。ここでいう塗布は、スプレー塗布、ディスペンサー塗布、インクジェット、印刷などを含んでいる。塗布材料としては、高分子材料，高分子材料中に低分子材料を含んだものなどが適し、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン、無機化合物のゾルゲル膜、ルイス酸を含む有機化合物膜、導電性高分子などを利用することができる。この工程３では、絶縁壁２０にオーバーハング部２０Ｂが形成されていることで、塗布材料層１４の広がりが抑えられ、塗布材料層１４はほぼ平坦に第１電極１１上に層を形成する。

前述した工程４では、塗布材料層１４の形成後に、第１電極１１，絶縁壁２０，塗布材料層１４が形成された基板１０を加熱槽Ｍ内に入れ、加熱溶融処理を施す。これによって、絶縁壁２０の上部（塗布材料層１４の上方の部分）が変形し、図２に示した傾斜面２２或いは図３（ｄ）に示すような曲面２２Ａが形成される。これによって、絶縁壁２０は、塗布材料層１４に接する側面２１が塗布材料層１４の広がりを抑えるオーバーハング部２０Ｂを有すると共に、塗布材料層１４の上方では第２電極１２の連続性を確保する傾斜面２２又は曲面２２Ｂを有することになる。

前述した工程５では、真空蒸着などで発光層を含む有機層１３が形成される。塗布材料層１４上に形成する有機層１３の形成例を説明する。例えば先ず、ＮＰＢ（N,N-di(naphtalence)-N,N-dipheneyl-benzidene）を正孔輸送層として成膜する。この正孔輸送層は、下部電極線２から注入される正孔を発光層に輸送する機能を有する。この正孔輸送層は、１層だけ積層したものでも２層以上積層したものであってもよい。また正孔輸送層は、単一の材料による成膜ではなく、複数の材料により一つの層を形成しても良く、電荷輸送能力の高いホスト材料に電荷供与（受容）性の高いゲスト材料をドーピングしてもよい。

次に、正孔輸送層の上に発光層を成膜する。一例としては、抵抗加熱蒸着法により、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層を、塗分け用マスクを利用してそれぞれの成膜領域に成膜する。赤（Ｒ）としてＤＣＭ１（４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（４’−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン）等のスチリル色素等の赤色を発光する有機材料を用いる。緑（Ｇ）としてアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ₃） 等の緑色を発光する有機材料を用いる。青（Ｂ）としてジスチリル誘導体、トリアゾール誘導体等の青色を発光する有機材料を用いる。勿論、他の材料でも、ホスト‐ゲスト系の層構成でも良く、発光形態も蛍光発光材料を用いてもりん光発光材料を用いたものであってもよい。

発光層の上に成膜される電子輸送層は、抵抗加熱蒸着法等の各種成膜方法により、例えばアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ₃ ）等の各種材料を用いて成膜する。電子輸送層は、上部電極線３から注入される電子を発光層に輸送する機能を有する。この電子輸送層は、１層だけ積層したものでも２層以上積層した多層構造を有してもよい。また、電子輸送層は、単一の材料による成膜ではなく、複数の材料により一つの層を形成しても良く、電荷輸送能力の高いホスト材料に電荷供与（受容）性の高いゲスト材料をドーピングして形成してもよい。

前述した工程６では、真空蒸着などで第２電極１２が形成される。第１電極１１及び第２電極１２は、一方が陽極として機能し他方が陰極として機能するものである。第１電極１１は、基板側から光を取り出すトップエミッション方式にする場合にはＩＴＯなどの透明導電膜を採用する。陰極は陽極より仕事関数の低い材料を用いる、陽極としてＩＴＯを用いる場合には、陰極としてはアルミニウム（Ａｌ）やＭｇ−Ａｌなどのマグネシウム合金を用いることができる。

図４及び図５は、絶縁壁２０の各種形態例を示した説明図である。絶縁壁２０に形成されるオーバーハング部２０Ｂとは、塗布材料層１４の端部上に覆い被さる形状のことを指し、図２に示した側面２１の形状に限定されるものではなく、様々な形態を含みうる。

図４（ａ）に示した例は、絶縁壁２０の側面２１に塗布材料層１４側に突出する突出部２１ａが形成され、加熱成形前の絶縁壁２０の断面形状は略Ｔ字形状になっている。（ａ１）の加熱溶融前の状態から、加熱後（ａ２）の状態に変化する。（ａ２）の状態では、絶縁壁２０は、塗布材料層１４の側面と上面の一部を覆ってオーバーハング部２０Ｂが形成される。そして、塗布材料層１４の上には曲面２２Ａが形成される。

図４（ｂ）に示した例は、絶縁壁２０の側面２１に塗布材料層１４側に突出する突出部２１ａ１が形成されており、この突出部２１ａ１が角部を有している。（ｂ１）の加熱溶融前の状態から、加熱後（ｂ２）の状態に変化する。（ｂ２）の状態では、絶縁壁２０は、塗布材料層１４の側面と上面の一部を覆ってオーバーハング部２０Ｂが形成される。そして、塗布材料層１４の上には曲面２２Ａが形成される。

絶縁壁２０の断面形状は左右対称である必要はなく、オーバーハング部２０Ｂが片側だけに形成されていても良い。図４（ｃ）は側面２１が片側のみに傾斜面２１ａ２を有している。（ｃ１）の加熱溶融前の状態から、加熱後（ｃ２）の状態に変化する。（ｃ２）の状態では、絶縁壁２０は、塗布材料層１４の側面と上面の一部を覆ってオーバーハング部２０Ｂが形成される。そして、塗布材料層１４の上には曲面２２Ａが形成される。

図５には、加熱溶融前の絶縁壁２０の各種断面形状を示している。同図（ａ）の例は、側面２１から複数の突出部２１ｂ１，２１ｂ２が形成されている。同図（ｂ）に示した例は、片側の突出部２１ｃ１と逆側の突出部２１ｃ２の突出幅が異なっている。同図（ｃ）に示した例は、一方の側面２１に異なる角度の傾斜面２１ｄ１，２１ｄ２が形成されており、他方の側面２１にも異なる角度の傾斜面２１ｄ３，２１ｄ４が形成されている。同図（ｄ）に示した例では、一方の側面２１のみに突出部２１ｅが形成されている。同図（ｅ）に示した例では、一方の側面２１のみに突出部２１ｄが形成され、突出部２１ｄは角部を有している。

図６〜図９は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルの形成例を示した説明図である。前述の説明と共通する箇所には同じ符号を付して重複説明を一部省略する。

図６（同図（ａ）が単体のパネルの第２電極を除いた平面図を示しており、同図（ｂ）が大判基板に形成された分割前の複数パネルの平面図を示している。）に示す例は、有機ＥＬパネル１００における基板１０上の発光領域１０Ｅの外縁に沿って絶縁壁２０のパターンを形成した例である。この絶縁壁２０によって塗布材料層１４がパターニングされる。基板１０における発光領域１０Ｅの外側には配線領域１０Ｆが形成されており、この配線領域１０Ｆに第１電極１１又は第２電極１２に接続される配線３０が形成されている。有機ＥＬパネル１００は、図６（ｂ）に示すように大判基板上に複数のパネルを同時に形成し、分割線Ｃ１〜Ｃ４に沿って分断することで多数個のパネルを一連の工程で形成することができる。

図７（同図（ａ）が第２電極を除いた平面図、同図（ｂ）が第２電極を含めた同図（ａ）のＸ−Ｘ断面図）に示す例は、有機ＥＬパネル１００における基板１０上の画素１Ｇの外縁に沿って絶縁壁２０を形成した例である。前述した有機ＥＬ素子１によって画素１Ｇが形成され、その画素１Ｇの外縁に沿って絶縁壁２０が形成されている。第２電極１２は複数の画素１Ｇに跨って形成され、端部が配線３０にコンタクト部１２Ｓで接続されている。

図８（同図（ａ）が第２電極を除いた平面図、同図（ｂ）が第２電極を含めた同図（ａ）のＸ−Ｘ断面図）に示す例は、有機ＥＬパネル１００における基板１０上の画素１Ｇの外縁に沿って絶縁壁２０を形成し、絶縁壁２０の上部に第２電極１２を分離する機能を有する電極分離隔壁３０を形成した例である。

図９は、絶縁壁２０の他の形態例を示している。絶縁壁２０の開口パターン２０Ａは各種の形態例をとりうる。絶縁壁２０は様々な形状にパターン形成できるので、同図に示した数字のセグメントや、アイコンなどの形態にすることができる。

このような本発明の実施形態に係る有機ＥＬパネルは、第１電極１１上に塗布材料層１４を形成することで、塗布材料層１４が電極表面の凹凸を埋めて自身の表面を平坦化するので、その上に積層される有機層１３の均一化が可能になり、耐リーク性を向上させる等、発光性能や耐久性能を向上させることが可能になる。また、電極上に塗布される塗布材料にアクセプタ（ドーパント）を添加させることによって、電荷注入効率が向上して、低電圧化の実現が可能になる。

また、塗布材料層１４の周囲を囲む絶縁壁２０の内側面にオーバーハング部２０Ｂを形成するので、第１電極１１上に形成される塗布材料層１４の表面を平坦化させると同時に適正なパターニングを行うことができ、その上に形成される有機層１３の更に均一化させることで有機ＥＬ素子の発光特性を改善することができる。特に、開口パターン２０Ａ内の全域で均一な発光特性を得ることができ、有機ＥＬパネル１００の品質を高めることができる。

更に、絶縁壁２０は、塗布材料層１４の上の部分が第２電極１２の連続性を確保する傾斜面２２又は曲面２２Ａになっているので、塗布材料層１４上に有機層１３を積層し、その上に第２電極１２を成膜する際に、断線のない第２電極１２を形成することができ、信頼性の高い有機ＥＬパネル１００を得ることができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

基板と、該基板上に直接又は他の層を介して形成された第１電極と、前記第１電極上に塗布形成される塗布材料層と、前記塗布材料層をパターニングする絶縁壁と、前記塗布材料層上に積層される発光層を含む有機層と、該有機層上に形成される第２電極とを備え、前記絶縁壁は、前記塗布材料層に接する側面が当該塗布材料層の広がりを抑えるオーバーハング部を有すると共に、前記塗布材料層の上方では前記第２電極の連続性を確保する曲面を有することを特徴とする有機ＥＬパネル。

基板上に直接又は他の層を介して第１電極を形成する工程と、前記基板上に前記第１電極上の被塗布面を囲むように絶縁壁のパターンを形成する工程と、前記絶縁壁のパターン内の前記被塗布面上に塗布材料を塗布して塗布材料層を形成する工程と、前記塗布材料層上に発光層を含む有機層を積層する工程と、前記有機層上に第２電極を形成する工程とを有し、前記絶縁壁は、前記パターンの内面に前記塗布材料層の広がりを抑えるオーバーハング部を有し、前記塗布材料層の形成後に、当該絶縁壁における前記塗布材料層の上方の部分を変形させ、前記第２電極の連続性を確保する傾斜面又は曲面を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。

Claims (8)

1. 基板と、
   該基板上に直接又は他の層を介して形成された第１電極と、
   前記第１電極上に塗布形成される塗布材料層と、
   前記塗布材料層をパターニングする絶縁壁と、
   前記塗布材料層上に積層される発光層を含む有機層と、
   該有機層上に形成される第２電極とを備え、
   前記絶縁壁は、前記塗布材料層に接する側面が当該塗布材料層の広がりを抑えるオーバーハング部を有すると共に、前記塗布材料層の上方では前記第２電極の連続性を確保する傾斜面又は曲面を有することを特徴とする有機ＥＬパネル。
2. 前記オーバーハング部は、前記塗布材料層側に傾いた傾斜面であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬパネル。
3. 前記絶縁壁は、前記塗布材料層の側面と上面の一部を覆っていることを特徴とする請求項１又は２記載の有機ＥＬパネル。
4. 前記絶縁壁は、パネルの発光領域の外縁に沿って形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された有機ＥＬパネル。
5. 前記絶縁壁は、パネルの画素の外縁に沿って形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載された有機ＥＬパネル。
6. 前記絶縁壁の上部に前記第２電極を分離する機能を有する電極分離隔壁を形成することを特徴とする請求項５に記載された有機ＥＬパネル。
7. 基板上に直接又は他の層を介して第１電極を形成する工程と、
   前記基板上に前記第１電極上の被塗布面を囲むように絶縁壁のパターンを形成する工程と、
   前記絶縁壁のパターン内の前記被塗布面上に塗布材料を塗布して塗布材料層を形成する工程と、
   前記塗布材料層上に発光層を含む有機層を積層する工程と、
   前記有機層上に第２電極を形成する工程とを有し、
   前記絶縁壁は、前記パターンの内面に前記塗布材料層の広がりを抑えるオーバーハング部を有し、前記塗布材料層の形成後に、当該絶縁壁を加熱溶融することで、当該絶縁壁における前記塗布材料層の上方の部分を変形させ、前記第２電極の連続性を確保する傾斜面又は曲面を形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
8. 前記絶縁壁の変形前の断面形状は略逆台形形状又は略Ｔ字形状であることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。

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