JPWO2014174803A1 - El表示装置の製造方法 - Google Patents

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Abstract

パネル部を構成する構成要素が蒸着装置により成膜されるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置は、蒸着材料(45)が収容される坩堝(48)と、坩堝(48)が内部に配置される金属製のケース(49)と、坩堝(48)内の蒸着材料(45)を加熱する加熱ヒータ(50)とを備え、ケース(49)は、坩堝(48)との間に間隙を設けて坩堝(48)を収容する容器部(49a)と、容器部(49a)の開口部に取外し可能に取付けられ、かつ蒸着材料(45)の蒸気を噴出させる噴出口(49c)を設けた蓋部(49b)とを有する。

Description

本技術は、EL表示装置の製造方法に関するものである。
近年、次世代の表示装置が盛んに開発されており、駆動用基板に、第1電極、発光層を含む複数の有機層および第2電極を順に積層したEL(Electroluminescence)表示装置が注目されている。EL表示装置は、自発光型であるので視野角が広く、バックライトを必要としないので省電力が期待でき、応答性が高く、装置の厚みを薄くできるなどの特徴を有している。そのため、テレビ等の大画面表示装置への応用が強く望まれている。
カラーディスプレイ用としては赤と青と緑の三色の画素による表示が最も一般的であり、省電力化や信頼性などを目的として赤と青と緑と白や赤と青と緑と薄青などの四色の画素による表示技術も各社で開発が進んでいる。
有機EL発光素子においては画素ごとに赤と青と緑の三色や赤と青と緑と白などの四色に有機EL発光部を形成する必要がある。
個別の有機EL部を形成する工法として最も一般的な工法は微細な穴の開いたファインメタルマスクを用いて、穴の部分だけに蒸着により有機EL部を形成する工法である。例えば、赤用ファインメタルマスクにより赤色に発色する有機EL部を蒸着により形成し、緑用ファインメタルマスクにより緑色に発色する有機EL部を蒸着により形成し、青用ファインメタルマスクにより青色に発色する有機EL部を蒸着により形成して、赤と緑と青の発光部が形成される。
一方大型の有機EL発光素子の作成やコストダウンには大型基板による有機EL発光素子技術の開発が重要である。
近年、大型基板による有機EL発光素子を形成する方法として二つの方法が注目されている。
一つ目の工法は白色有機EL素子を表示領域全域に形成し、赤と緑と青と白の四色のカラーフィルターにより着色表示させる方法である。この方法は大画面を形成したり、高精細ディスプレイを作成したりするには有効な方法である。
大型基板による有機EL発光素子の形成方法として注目されているもうひとつの工法は、塗布法により有機EL発光部を形成する方法である。塗布法としては様々な工法が検討されてきたが、大きく分けると凸版印刷やフレキソ印刷やスクリーン印刷やグラビア印刷などを用いるものとインクジェット法を用いるものである(特許文献1参照)。
特開2011−249089号公報
本技術は、複数個の画素を配列して配置した発光部と、発光部の発光を制御する薄膜トランジスタアレイ装置とからなるパネル部を備え、パネル部を構成する構成要素が蒸着装置により成膜されるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置は、蒸着材料が収容される坩堝と、坩堝が内部に配置される金属製のケースと、坩堝内の蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、ケースは、坩堝との間に間隙を設けて坩堝を収容する容器部と、容器部の開口部に取外し可能に取付けられ、かつ蒸着材料の蒸気を噴出させる噴出口を設けた蓋部とを有することを特徴とする。
本技術によれば、EL表示装置を製造する際に、歩留まりを向上させることが可能となる。
図1は、本技術の一実施の形態による有機EL表示装置の概略構成を示す斜視図である。 図2は、画素を駆動する画素回路の回路構成を示す電気回路図である。 図3は、EL表示装置において、RGBのサブピクセル部分の断面構造を示す断面図である。 図4は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、電子輸送層を成膜するための真空蒸着装置の概略構成の一例を示す説明図である。 図5は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置の蒸着源の構成を示す図である。 図6は、図5の6−6断面図である。
以下、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法について、図1〜図5の図面を用いて説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
図1は本技術の一実施の形態による有機EL表示装置の概略構成を示す斜視図、図2は画素を駆動する画素回路の回路構成を示す図である。
図1、図2に示すように、EL表示装置は、下層より、複数個の薄膜トランジスタを配置した薄膜トランジスタアレイ装置1と、下部電極である陽極2、有機材料からなる発光層3及び透明な上部電極である陰極4からなる発光部との積層構造により構成され、発光部は薄膜トランジスタアレイ装置1により発光制御される。また、発光部は、一対の電極である陽極2と陰極4との間に発光層3を配置した構成であり、陽極2と発光層3の間には正孔輸送層が積層形成され、発光層3と透明な陰極4の間には電子輸送層が積層形成されている。薄膜トランジスタアレイ装置1には、複数の画素5がマトリックス状に配置されている。
各画素5は、それぞれに設けられた画素回路6によって駆動される。また、薄膜トランジスタアレイ装置1は、行状に配置される複数のゲート配線7と、ゲート配線7と交差するように列状に配置される複数の信号配線としてのソース配線8と、ソース配線8に平行に延びる複数の電源配線9(図1では省略)とを備える。
ゲート配線7は、画素回路6のそれぞれに含まれるスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ10のゲート電極10gを行毎に接続する。ソース配線8は、画素回路6のそれぞれに含まれるスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ10のソース電極10sを列毎に接続する。電源配線9は、画素回路6のそれぞれに含まれる駆動素子として動作する薄膜トランジスタ11のドレイン電極11dを列毎に接続する。
図2に示すように、画素回路6は、スイッチ素子として動作する薄膜トランジスタ10と、駆動素子として動作する薄膜トランジスタ11と、対応する画素に表示するデータを記憶するキャパシタ12とで構成される。
薄膜トランジスタ10は、ゲート配線7に接続されるゲート電極10gと、ソース配線8に接続されるソース電極10sと、キャパシタ12及び薄膜トランジスタ11のゲート電極11gに接続されるドレイン電極10dと、半導体膜(図示せず)とで構成される。この薄膜トランジスタ10は、接続されたゲート配線7及びソース配線8に電圧が印加されると、当該ソース配線8に印加された電圧値を表示データとしてキャパシタ12に保存する。
薄膜トランジスタ11は、薄膜トランジスタ10のドレイン電極10dに接続されるゲート電極11gと、電源配線9及びキャパシタ12に接続されるドレイン電極11dと、陽極2に接続されるソース電極11sと、半導体膜(図示せず)とで構成される。この薄膜トランジスタ11は、キャパシタ12が保持している電圧値に対応する電流を電源配線9からソース電極11sを通じて陽極2に供給する。すなわち、上記構成のEL表示装置は、ゲート配線7とソース配線8との交点に位置する画素5毎に表示制御を行うアクティブマトリックス方式を採用している。
また、EL表示装置において、少なくとも赤色、緑色および青色の発光色で発光する発光部は、少なくとも赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光層を有するサブピクセルが複数個マトリクス状に配列されて複数個の画素が形成されている。各画素を構成するサブピクセルは、バンクによって互いに分離されている。このバンクは、ゲート配線7に平行に延びる突条と、ソース配線8に平行に延びる突条とが互いに交差するように形成することにより設けられる。そして、この突条で囲まれる部分、すなわちバンクの開口部にRGBの発光層を有するサブピクセルが形成されている。
図3は、EL表示装置において、RGBのサブピクセル部分の断面構造を示す断面図である。図3に示すように、EL表示装置のパネル部は、ガラス基板、フレキシブル樹脂基板などのベース基板21上に、上述した画素回路6を構成する薄膜トランジスタアレイ装置22を形成している。また、薄膜トランジスタアレイ装置22には、平坦化絶縁膜(図示せず)を介して下部電極である陽極23が形成されている。そして、陽極23上には、正孔輸送層24、有機材料からなるRGBに発光する発光層25、電子輸送層26、透明な上部電極である陰極27が順に積層形成され、これによりRGBの有機EL発光部が構成されている。
また、発光部の発光層25は、絶縁層であるバンク28により区画された領域に形成されている。バンク28は、陽極23と陰極27との絶縁性を確保するとともに、発光領域を所定の形状に区画するためのものであり、例えば酸化シリコンまたはポリイミドなどの感光性樹脂により構成されている。
なお、上記実施の形態においては、正孔輸送層24、電子輸送層26のみを示しているが、正孔輸送層24、電子輸送層26それぞれには、正孔注入層、電子注入層が積層形成されている。
このように構成された発光部は、窒化ケイ素などの封止層29により被覆され、さらにこの封止層29上に接着層30を介して透明なガラス基板、フレキシブル樹脂基板などの封止用基板31が全面にわたって貼り合わされることにより封止されている。
ここで、ベース基板21としては、その形状、材質、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、無アルカリガラス、ソーダガラスなどのガラス材料やシリコン基板でも金属基板でも良い。また、軽量化やフレキシブル化を目的として高分子系材料を用いても良い。高分子系材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどが適しているが、その他のアセテート系樹脂やアクリル系樹脂やポリエチレンやポリプロピレンやポリ塩化ビニル樹脂などの既知の高分子基板材料を用いても良い。高分子系材料を基板として用いるときには、ガラスなどの剛性のある基材の上に高分子基板を塗布法や貼り付けなどで形成した後、有機EL発光素子を形成し、その後ガラスなどの剛性のある基材を除去する製造方法が用いられる。
陽極23は、アルミニウムやアルミニウム合金や銅などの導電性の良い金属材料や、光透過性のIZO、ITO、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛などの電気伝導度の高い金属酸化物や金属硫化物などにより構成される。成膜方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法やイオンプレーティング法などの薄膜形成法が用いられる。
正孔輸送層24は、ポリビニルカルバゾール系材料、ポリシラン系材料、ポリシロキサン誘導体、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン系化合物や芳香族アミン系化合物等などが用いられる。成膜方法としては、各種の塗布工法を用いることが可能であり、10nm〜200nm程度の厚みに形成される。また、正孔輸送層24に積層される正孔注入層は、陽極23からの正孔注入を高める層であり、酸化モリブデンや酸化バナジウムや酸化アルミニウムなどの金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物によりスパッタ法を用いて形成される。
発光層25は、蛍光や燐光などを発光する有機系材料を主成分とし、必要に応じてドーパントを添加して特性を改善する。印刷法に適した高分子系有機材料としては、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニリン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体などが用いられる。ドーパントは、発光波長のシフトや発光効率の改善のために用いられるものであり、色素系および金属錯体系のドーパントが数多く開発されている。また、大型基板に発光層25を形成する場合には印刷法が適しており、各種の印刷法の中でもインクジェット法が用いられ、20nm〜200nm程度の厚みの発光層25が形成される。
電子輸送層26は、ベンゾキノン誘導体、ポリキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体などの材料が用いられる。成膜方法としては、真空蒸着法や塗布法が用いられ、通常10nm〜200nm程度の厚みに形成される。また、電子注入層は、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウムなどの材料が用いられ、真空蒸着法や塗布法により形成される。
陰極27は、光の取り出し方向により材料が異なり、陰極27側から光を取り出す場合は、ITO、IZO、酸化スズ、酸化亜鉛などの光透光性の導電材料を用いる。陽極23側から光を取り出す場合は、白金、金、銀、銅、タングステン、アルミニウム及びアルミニウム合金などの材料を用いる。成膜方法としては、スパッタ法や真空蒸着法が用いられ、50nm〜500nm程度の厚みに形成される。
バンク28は、領域内に発光層25の材料を含む溶液を十分な量で充填するために必要な構造物で、フォトリソ法によって所定の形状に形成される。バンク28の形状により、有機EL発光部のサブピクセルの形状を制御することができる。
封止層29は、窒化ケイ素膜を成膜することにより形成され、成膜法としてはCVD(化学気相成長)法が用いられる。
上記のように、EL表示装置は、薄膜トランジスタアレイ装置22や発光部の電子輸送層26などのパネル部を構成する構成要素の一部または全部は、蒸着装置を用いて成膜する方法が用いられる。
図4は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、電子輸送層を成膜するための真空蒸着装置の概略構成の一例を示す説明図である。
図4に示すように、発光層25を形成したパネル基板41は、搬送治具42に保持された状態で真空雰囲気の蒸着装置43内に搬送される。蒸着装置43は、パネル基板41の幅方向の長さに対応する長尺形状の蒸着源44を有し、この蒸着源44内には、電子輸送層26を構成する蒸着材料45が収容されている。また、蒸着源44とパネル基板41の間には、シャッター機構46およびマスク47が配置されている。
図5は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置の蒸着源の構成を示す図であり、具体的には、図5は、長尺形状の蒸着源を長手方向の側面から見た概略断面図である。図6は、図5のA−A線で切断した概略断面図である。
図5、図6に示すように、蒸着装置43の蒸着源44は、電子輸送層26を構成する蒸着材料45が収容されるセラミック材料などの耐火性の坩堝48と、坩堝48が内部に配置されるステンレス鋼やチタンにより構成される金属製のケース49と、坩堝48内の蒸着材料45を加熱する加熱部としての加熱ヒータ50と、ケース49と加熱ヒータ50とを保持具51を介して保持する金属製の蒸着源ケース52とを備えている。また、加熱ヒータ50は、ケース49を側面から挟むように配置されている。
ケース49は、坩堝48との間に間隙を設けて坩堝48を収容する容器部49aと、容器部49aの開口部にボルトなどにより取外し可能に取付けられる蓋部49bと、蓋部49bに長手方向に沿って複数個設けられ、蒸着材料45の蒸気を噴出させる噴出口49cとを有している。また、坩堝48は、ケース49の容器部49aの底部に支持具53により支持されている。
このように坩堝48は、ケース49の容器部49a内に隙間を設け、しかも支持具53により接触面積を少なくして収容しているため、蒸着材料45により坩堝48とケース49とが固着するのを防ぐことができる。
本技術による製造方法においては、図5、図6に示す蒸着装置43の蒸着源44を用い、坩堝48に収容した蒸着材料45を加熱してケース49の噴出口49cから蒸気を噴出させることにより、パネル基板41に電子輸送層26を成膜するものである。
そして、蒸着源44のケース49は、坩堝48との間に間隙を設けて坩堝48を収容する容器部49aと、容器部49aの開口部に取外し可能に取付けられ、かつ蒸着材料45の蒸気を噴出させる噴出口49cを設けた蓋部49bとを有する構成であるため、蒸着材料45により坩堝48とケース49とが固着するのを防ぐことができる。しかも、ケース49は、坩堝48を収容する容器部49aから、噴出口49cを設けた蓋部49bが取外し可能であるため、噴出口49cが汚れた場合のメンテナンスを容易に行うことができる。
これにより、パネル部を構成する構成要素を蒸着装置により成膜する際に、高い品質での成膜が可能となり、EL表示装置の製造時の歩留まりを向上させることができる。
なお、上記実施の形態においては、より高精細化を実現しやすい構造であるトップエミッション型で作成したが、本技術はボトムエミッション構造にも有効な技術である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。
以上のように本技術によれば、EL表示装置を製造する際の歩留まりを向上させる上で有用である。
1,22 薄膜トランジスタアレイ装置
2,23 陽極
3,25 発光層
4,27 陰極
5 画素
6 画素回路
7 ゲート配線
8 ソース配線
9 電源配線
10,11 薄膜トランジスタ
21 ベース基板
24 正孔輸送層
26 電子輸送層
28 バンク
29 封止層
30 接着層
31 封止用基板
41 パネル基板
42 搬送治具
43 蒸着装置
44 蒸着源
45 蒸着材料
48 坩堝
49 ケース
49a 容器部
49b 蓋部
49c 噴出口
50 加熱ヒータ
51 保持具
52 蒸着源ケース
53 支持具
本技術は、EL表示装置の製造方法に関するものである。
近年、次世代の表示装置が盛んに開発されており、駆動用基板に、第1電極、発光層を含む複数の有機層および第2電極を順に積層したEL(Electroluminescence)表示装置が注目されている。EL表示装置は、自発光型であるので視野角が広く、バックライトを必要としないので省電力が期待でき、応答性が高く、装置の厚みを薄くできるなどの特徴を有している。そのため、テレビ等の大画面表示装置への応用が強く望まれている。
カラーディスプレイ用としては赤と青と緑の三色の画素による表示が最も一般的であり、省電力化や信頼性などを目的として赤と青と緑と白や赤と青と緑と薄青などの四色の画素による表示技術も各社で開発が進んでいる。
有機EL発光素子においては画素ごとに赤と青と緑の三色や赤と青と緑と白などの四色に有機EL発光部を形成する必要がある。
個別の有機EL部を形成する工法として最も一般的な工法は微細な穴の開いたファインメタルマスクを用いて、穴の部分だけに蒸着により有機EL部を形成する工法である。例えば、赤用ファインメタルマスクにより赤色に発色する有機EL部を蒸着により形成し、緑用ファインメタルマスクにより緑色に発色する有機EL部を蒸着により形成し、青用ファインメタルマスクにより青色に発色する有機EL部を蒸着により形成して、赤と緑と青の発光部が形成される。
一方大型の有機EL発光素子の作成やコストダウンには大型基板による有機EL発光素子技術の開発が重要である。
近年、大型基板による有機EL発光素子を形成する方法として二つの方法が注目されている。
一つ目の工法は白色有機EL素子を表示領域全域に形成し、赤と緑と青と白の四色のカラーフィルターにより着色表示させる方法である。この方法は大画面を形成したり、高精細ディスプレイを作成したりするには有効な方法である。
大型基板による有機EL発光素子の形成方法として注目されているもうひとつの工法は、塗布法により有機EL発光部を形成する方法である。塗布法としては様々な工法が検討されてきたが、大きく分けると凸版印刷やフレキソ印刷やスクリーン印刷やグラビア印刷などを用いるものとインクジェット法を用いるものである(特許文献1参照)。
特開2011−249089号公報
本技術は、複数個の画素を配列して配置した発光部と、発光部の発光を制御する薄膜トランジスタアレイ装置とからなるパネル部を備え、パネル部を構成する構成要素が蒸着装置により成膜されるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置は、蒸着材料が収容される坩堝と、坩堝が内部に配置される金属製のケースと、坩堝内の蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、ケースは、坩堝との間に間隙を設けて坩堝を収容する容器部と、容器部の開口部に取外し可能に取付けられ、かつ蒸着材料の蒸気を噴出させる噴出口を設けた蓋部とを有することを特徴とする。
本技術によれば、EL表示装置を製造する際に、歩留まりを向上させることが可能となる。
図1は、本技術の一実施の形態による有機EL表示装置の概略構成を示す斜視図である。 図2は、画素を駆動する画素回路の回路構成を示す電気回路図である。 図3は、EL表示装置において、RGBのサブピクセル部分の断面構造を示す断面図である。 図4は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、電子輸送層を成膜するための真空蒸着装置の概略構成の一例を示す説明図である。 図5は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置の蒸着源の構成を示す図である。 図6は、図5の6−6断面図である。
以下、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法について、図1〜図5の図面を用いて説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
図1は本技術の一実施の形態による有機EL表示装置の概略構成を示す斜視図、図2は画素を駆動する画素回路の回路構成を示す図である。
図1、図2に示すように、EL表示装置は、下層より、複数個の薄膜トランジスタを配置した薄膜トランジスタアレイ装置1と、下部電極である陽極2、有機材料からなる発光層3及び透明な上部電極である陰極4からなる発光部との積層構造により構成され、発光部は薄膜トランジスタアレイ装置1により発光制御される。また、発光部は、一対の電極である陽極2と陰極4との間に発光層3を配置した構成であり、陽極2と発光層3の間には正孔輸送層が積層形成され、発光層3と透明な陰極4の間には電子輸送層が積層形成されている。薄膜トランジスタアレイ装置1には、複数の画素5がマトリックス状に配置されている。
各画素5は、それぞれに設けられた画素回路6によって駆動される。また、薄膜トランジスタアレイ装置1は、行状に配置される複数のゲート配線7と、ゲート配線7と交差するように列状に配置される複数の信号配線としてのソース配線8と、ソース配線8に平行に延びる複数の電源配線9(図1では省略)とを備える。
ゲート配線7は、画素回路6のそれぞれに含まれるスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ10のゲート電極10gを行毎に接続する。ソース配線8は、画素回路6のそれぞれに含まれるスイッチング素子として動作する薄膜トランジスタ10のソース電極10sを列毎に接続する。電源配線9は、画素回路6のそれぞれに含まれる駆動素子として動作する薄膜トランジスタ11のドレイン電極11dを列毎に接続する。
図2に示すように、画素回路6は、スイッチ素子として動作する薄膜トランジスタ10と、駆動素子として動作する薄膜トランジスタ11と、対応する画素に表示するデータを記憶するキャパシタ12とで構成される。
薄膜トランジスタ10は、ゲート配線7に接続されるゲート電極10gと、ソース配線8に接続されるソース電極10sと、キャパシタ12及び薄膜トランジスタ11のゲート電極11gに接続されるドレイン電極10dと、半導体膜(図示せず)とで構成される。この薄膜トランジスタ10は、接続されたゲート配線7及びソース配線8に電圧が印加されると、当該ソース配線8に印加された電圧値を表示データとしてキャパシタ12に保存する。
薄膜トランジスタ11は、薄膜トランジスタ10のドレイン電極10dに接続されるゲート電極11gと、電源配線9及びキャパシタ12に接続されるドレイン電極11dと、陽極2に接続されるソース電極11sと、半導体膜(図示せず)とで構成される。この薄膜トランジスタ11は、キャパシタ12が保持している電圧値に対応する電流を電源配線9からソース電極11sを通じて陽極2に供給する。すなわち、上記構成のEL表示装置は、ゲート配線7とソース配線8との交点に位置する画素5毎に表示制御を行うアクティブマトリックス方式を採用している。
また、EL表示装置において、少なくとも赤色、緑色および青色の発光色で発光する発光部は、少なくとも赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光層を有するサブピクセルが複数個マトリクス状に配列されて複数個の画素が形成されている。各画素を構成するサブピクセルは、バンクによって互いに分離されている。このバンクは、ゲート配線7に平行に延びる突条と、ソース配線8に平行に延びる突条とが互いに交差するように形成することにより設けられる。そして、この突条で囲まれる部分、すなわちバンクの開口部にRGBの発光層を有するサブピクセルが形成されている。
図3は、EL表示装置において、RGBのサブピクセル部分の断面構造を示す断面図である。図3に示すように、EL表示装置のパネル部は、ガラス基板、フレキシブル樹脂基板などのベース基板21上に、上述した画素回路6を構成する薄膜トランジスタアレイ装置22を形成している。また、薄膜トランジスタアレイ装置22には、平坦化絶縁膜(図示せず)を介して下部電極である陽極23が形成されている。そして、陽極23上には、正孔輸送層24、有機材料からなるRGBに発光する発光層25、電子輸送層26、透明な上部電極である陰極27が順に積層形成され、これによりRGBの有機EL発光部が構成されている。
また、発光部の発光層25は、絶縁層であるバンク28により区画された領域に形成されている。バンク28は、陽極23と陰極27との絶縁性を確保するとともに、発光領域を所定の形状に区画するためのものであり、例えば酸化シリコンまたはポリイミドなどの感光性樹脂により構成されている。
なお、上記実施の形態においては、正孔輸送層24、電子輸送層26のみを示しているが、正孔輸送層24、電子輸送層26それぞれには、正孔注入層、電子注入層が積層形成されている。
このように構成された発光部は、窒化ケイ素などの封止層29により被覆され、さらにこの封止層29上に接着層30を介して透明なガラス基板、フレキシブル樹脂基板などの封止用基板31が全面にわたって貼り合わされることにより封止されている。
ここで、ベース基板21としては、その形状、材質、大きさ等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、無アルカリガラス、ソーダガラスなどのガラス材料やシリコン基板でも金属基板でも良い。また、軽量化やフレキシブル化を目的として高分子系材料を用いても良い。高分子系材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミドなどが適しているが、その他のアセテート系樹脂やアクリル系樹脂やポリエチレンやポリプロピレンやポリ塩化ビニル樹脂などの既知の高分子基板材料を用いても良い。高分子系材料を基板として用いるときには、ガラスなどの剛性のある基材の上に高分子基板を塗布法や貼り付けなどで形成した後、有機EL発光素子を形成し、その後ガラスなどの剛性のある基材を除去する製造方法が用いられる。
陽極23は、アルミニウムやアルミニウム合金や銅などの導電性の良い金属材料や、光透過性のIZO、ITO、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛などの電気伝導度の高い金属酸化物や金属硫化物などにより構成される。成膜方法としては、真空蒸着法やスパッタリング法やイオンプレーティング法などの薄膜形成法が用いられる。
正孔輸送層24は、ポリビニルカルバゾール系材料、ポリシラン系材料、ポリシロキサン誘導体、銅フタロシアニンなどのフタロシアニン系化合物や芳香族アミン系化合物等などが用いられる。成膜方法としては、各種の塗布工法を用いることが可能であり、10nm〜200nm程度の厚みに形成される。また、正孔輸送層24に積層される正孔注入層は、陽極23からの正孔注入を高める層であり、酸化モリブデンや酸化バナジウムや酸化アルミニウムなどの金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物によりスパッタ法を用いて形成される。
発光層25は、蛍光や燐光などを発光する有機系材料を主成分とし、必要に応じてドーパントを添加して特性を改善する。印刷法に適した高分子系有機材料としては、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニリン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体などが用いられる。ドーパントは、発光波長のシフトや発光効率の改善のために用いられるものであり、色素系および金属錯体系のドーパントが数多く開発されている。また、大型基板に発光層25を形成する場合には印刷法が適しており、各種の印刷法の中でもインクジェット法が用いられ、20nm〜200nm程度の厚みの発光層25が形成される。
電子輸送層26は、ベンゾキノン誘導体、ポリキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体などの材料が用いられる。成膜方法としては、真空蒸着法や塗布法が用いられ、通常10nm〜200nm程度の厚みに形成される。また、電子注入層は、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウムなどの材料が用いられ、真空蒸着法や塗布法により形成される。
陰極27は、光の取り出し方向により材料が異なり、陰極27側から光を取り出す場合は、ITO、IZO、酸化スズ、酸化亜鉛などの光透光性の導電材料を用いる。陽極23側から光を取り出す場合は、白金、金、銀、銅、タングステン、アルミニウム及びアルミニウム合金などの材料を用いる。成膜方法としては、スパッタ法や真空蒸着法が用いられ、50nm〜500nm程度の厚みに形成される。
バンク28は、領域内に発光層25の材料を含む溶液を十分な量で充填するために必要な構造物で、フォトリソ法によって所定の形状に形成される。バンク28の形状により、有機EL発光部のサブピクセルの形状を制御することができる。
封止層29は、窒化ケイ素膜を成膜することにより形成され、成膜法としてはCVD(化学気相成長)法が用いられる。
上記のように、EL表示装置は、薄膜トランジスタアレイ装置22や発光部の電子輸送層26などのパネル部を構成する構成要素の一部または全部は、蒸着装置を用いて成膜する方法が用いられる。
図4は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、電子輸送層を成膜するための真空蒸着装置の概略構成の一例を示す説明図である。
図4に示すように、発光層25を形成したパネル基板41は、搬送治具42に保持された状態で真空雰囲気の蒸着装置43内に搬送される。蒸着装置43は、パネル基板41の幅方向の長さに対応する長尺形状の蒸着源44を有し、この蒸着源44内には、電子輸送層26を構成する蒸着材料45が収容されている。また、蒸着源44とパネル基板41の間には、シャッター機構46およびマスク47が配置されている。
図5は、本技術の一実施の形態によるEL表示装置の製造方法において、蒸着装置の蒸着源の構成を示す図であり、具体的には、図5は、長尺形状の蒸着源を長手方向の側面から見た概略断面図である。図6は、図5のA−A線で切断した概略断面図である。
図5、図6に示すように、蒸着装置43の蒸着源44は、電子輸送層26を構成する蒸着材料45が収容されるセラミック材料などの耐火性の坩堝48と、坩堝48が内部に配置されるステンレス鋼やチタンにより構成される金属製のケース49と、坩堝48内の蒸着材料45を加熱する加熱部としての加熱ヒータ50と、ケース49と加熱ヒータ50とを保持具51を介して保持する金属製の蒸着源ケース52とを備えている。また、加熱ヒータ50は、ケース49を側面から挟むように配置されている。
ケース49は、坩堝48との間に間隙を設けて坩堝48を収容する容器部49aと、容器部49aの開口部にボルトなどにより取外し可能に取付けられる蓋部49bと、蓋部49bに長手方向に沿って複数個設けられ、蒸着材料45の蒸気を噴出させる噴出口49cとを有している。また、坩堝48は、ケース49の容器部49aの底部に支持具53により支持されている。
このように坩堝48は、ケース49の容器部49a内に隙間を設け、しかも支持具53により接触面積を少なくして収容しているため、蒸着材料45により坩堝48とケース49とが固着するのを防ぐことができる。
本技術による製造方法においては、図5、図6に示す蒸着装置43の蒸着源44を用い、坩堝48に収容した蒸着材料45を加熱してケース49の噴出口49cから蒸気を噴出させることにより、パネル基板41に電子輸送層26を成膜するものである。
そして、蒸着源44のケース49は、坩堝48との間に間隙を設けて坩堝48を収容する容器部49aと、容器部49aの開口部に取外し可能に取付けられ、かつ蒸着材料45の蒸気を噴出させる噴出口49cを設けた蓋部49bとを有する構成であるため、蒸着材料45により坩堝48とケース49とが固着するのを防ぐことができる。しかも、ケース49は、坩堝48を収容する容器部49aから、噴出口49cを設けた蓋部49bが取外し可能であるため、噴出口49cが汚れた場合のメンテナンスを容易に行うことができる。
これにより、パネル部を構成する構成要素を蒸着装置により成膜する際に、高い品質での成膜が可能となり、EL表示装置の製造時の歩留まりを向上させることができる。
なお、上記実施の形態においては、より高精細化を実現しやすい構造であるトップエミッション型で作成したが、本技術はボトムエミッション構造にも有効な技術である。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、上記の実施の形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。
以上のように本技術によれば、EL表示装置を製造する際の歩留まりを向上させる上で有用である。
1,22 薄膜トランジスタアレイ装置
2,23 陽極
3,25 発光層
4,27 陰極
5 画素
6 画素回路
7 ゲート配線
8 ソース配線
9 電源配線
10,11 薄膜トランジスタ
21 ベース基板
24 正孔輸送層
26 電子輸送層
28 バンク
29 封止層
30 接着層
31 封止用基板
41 パネル基板
42 搬送治具
43 蒸着装置
44 蒸着源
45 蒸着材料
48 坩堝
49 ケース
49a 容器部
49b 蓋部
49c 噴出口
50 加熱ヒータ
51 保持具
52 蒸着源ケース
53 支持具

Claims (4)

  1. 複数個の画素を配列して配置した発光部と、前記発光部の発光を制御する薄膜トランジスタアレイ装置とからなるパネル部を備え、前記パネル部を構成する構成要素が蒸着装置により成膜されるEL表示装置の製造方法において、
    前記蒸着装置は、蒸着材料が収容される坩堝と、前記坩堝が内部に配置される金属製のケースと、前記坩堝内の蒸着材料を加熱する加熱部とを備え、
    前記ケースは、前記坩堝との間に間隙を設けて坩堝を収容する容器部と、前記容器部の開口部に取外し可能に取付けられ、かつ前記蒸着材料の蒸気を噴出させる噴出口を設けた蓋部とを有することを特徴とするEL表示装置の製造方法。
  2. 前記蒸着装置は、ケースと加熱部とを保持する蒸着源ケースを有していることを特徴とする請求項1に記載のEL表示装置の製造方法。
  3. 前記加熱部は、ケースを側面から挟むように配置されていることを特徴とする請求項1に記載のEL表示装置の製造方法。
  4. 前記蒸着装置の坩堝は、ケースの容器部の底部に支持具により支持されていることを特徴とする請求項1に記載のEL表示装置の製造方法。
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