WO2007125768A1 - 有機エレクトロルミネッセント表示装置及びその製造方法 - Google Patents

有機エレクトロルミネッセント表示装置及びその製造方法 Download PDF

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WO2007125768A1
WO2007125768A1 PCT/JP2007/058198 JP2007058198W WO2007125768A1 WO 2007125768 A1 WO2007125768 A1 WO 2007125768A1 JP 2007058198 W JP2007058198 W JP 2007058198W WO 2007125768 A1 WO2007125768 A1 WO 2007125768A1
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organic
display device
partition wall
film
electrode
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PCT/JP2007/058198
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kiyoshi Okano
Original Assignee
Sharp Kabushiki Kaisha
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Publication date
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10—OLED displays
    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/122—Pixel-defining structures or layers, e.g. banks
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K50/80—Constructional details
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
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    • H10K59/805—Electrodes

Definitions

  • the present invention relates to an organic electret luminescent display device and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to an organic electoluminescent display device suitable for an active matrix system and a manufacturing method thereof.
  • An organic-elect-mouth luminescent (hereinafter, also referred to as EL) display device is an organic EL element composed of two opposing electrodes and an organic EL film sandwiched between them for each pixel or dot. Is provided.
  • an active matrix organic EL display device is usually arranged on a substrate 101 so that a gate line 111 and a source line 112 are orthogonal to each other, and a thin film transistor (hereinafter referred to as a thin film transistor) for each pixel or dot. Switching elements such as TFTs) and organic EL elements are installed.
  • a switch TFT 131 and a drive TFT 132 are usually provided as shown in FIG.
  • the electrode 103 hereinafter also referred to as a lower electrode
  • the opposite electrode 105 hereinafter also referred to as the upper electrode
  • the lower electrode 103 is an anode
  • the upper electrode 105 is a cathode.
  • Each TFT controls the driving of organic EL elements.
  • an interlayer insulating film 102 is usually formed between the substrate 101 and the lower electrode 103 except for a portion necessary for wiring.
  • a bank 106 is formed on the interlayer insulating film 102 so as to surround the organic EL film 104.
  • the current i is controlled by the driving TFT 132 from the power supply line 113 and flows in the direction of the arrow in the figure, and further flows to the external region 114 through the organic EL light emitting region 107.
  • G of the drive TFT132 is the gate electrode
  • S Denotes a source electrode
  • D denotes a drain electrode.
  • Such an organic EL display device has excellent visibility and responsiveness such as a contrast ratio and a viewing angle, is low in power consumption, thin and light, and allows flexible display body. It is extremely superior and is expected to expand in the future as a next-generation flat panel display.
  • organic EL display devices are still under development compared to the current mainstream liquid crystal display devices and plasma display devices, and there is still room for improvement in image quality, especially when displaying large screens. .
  • amorphous silicon and a silicon thin film having a polysilicon force can be cited.
  • Polysilicon has a high field-effect mobility, but it is difficult to form a large-screen panel in the manufacturing process. Therefore, it is conceivable to form the panel using amorphous silicon, which can be easily enlarged.
  • amorphous silicon only a method for forming n-channel TFTs has been established in the manufacturing process.
  • the lower electrode (anode) 103 of the organic EL element and the source electrode 134 of the driving TFT 132 are connected.
  • the gate voltage of the driving TFT 132 changes, making it difficult to drive the organic EL element with a constant current. There was a risk of becoming.
  • the organic EL element structure is turned upside down so that the cathode is located on the lower side (substrate side), that is, the bottom force sword structure, and the cathode and the n-channel TFT are connected.
  • the cathode material is deteriorated due to the formation process of the organic EL film.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-246320
  • Patent Document 2 JP 2001-35662 A
  • Non-patent literature l Jan Blochwitz Nimoth et al., “Full Color Active Matrix OLED Displays with High Aperture RatioJ, “SID Digest of Technical Papers” (USA), Society for Information Display, 2004, p. 1000
  • Non-Patent Document 2 “Lower cost”, “Nikkei MIC mouth device February 2005 issue”, Nikkei BP, p. 77
  • the present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to provide an organic EL display device capable of improving image quality and a method for manufacturing the same.
  • the present inventor has made various studies on the high image quality of an organic EL display device, particularly on a large screen display, and has focused on the form of the upper electrode.
  • the upper electrode is provided on the entire surface of the substrate as a common electrode as in the prior art, all the pixels on the substrate are connected through the upper electrode, so that a voltage drop occurs at the end portion of the pixel on the substrate.
  • display unevenness may occur, and by dividing the upper electrode into pixels or dots by an insulating partition, the voltage drop at the pixel at the end can be reduced.
  • the present invention is an organic electoluminescent display device comprising a substrate, a lower electrode, an organic electoluminescent film, and an upper electrode in this order, wherein the upper electrode has an insulating partition.
  • the organic EL display device of the present invention includes a lower electrode, an organic EL film, and an upper electrode in this order on a substrate.
  • the substrate is not particularly limited as long as the organic EL element can be disposed on the substrate, and a glass substrate, a resin substrate, and the like are used.
  • a lower current for passing a current through the organic EL film of each pixel unit or dot unit is usually provided on the substrate. Wiring connected to pole and z or upper electrode, circuit element to control the amount of current
  • An insulating film (hereinafter also referred to as an interlayer insulating film) for electrically separating the layer in which the wiring is disposed and the layer in which the lower electrode is disposed is formed.
  • an insulating film material allylic photosensitive resin is used.
  • One of the lower electrode and the upper electrode is an anode, and the other is a cathode. At least one of them is translucent and transmits light generated by the organic EL film.
  • the anode material is a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide) or IZO (indium zinc oxide) for the bottom emission type, and a transparent conductive film and a metal such as aluminum or silver for the top emission type.
  • a laminate is preferably used.
  • the cathode material in the case of a bottom emission type, for example, a laminate of norium and aluminum is preferably used. In the case of the top emission type, the same material as that of the bottom emission type can be applied. Since the structure emits light from the upper electrode side, the film thickness of the upper electrode is reduced in order to reduce the light loss due to the upper electrode. Is preferably as thin as possible.
  • the organic EL film is not particularly limited as long as it is an organic material that emits light due to excitation of molecules by injection of electrons with electrode force.
  • the organic EL film should be a multilayer film including a hole injection Z transport layer, an electron injection Z transport layer, a carrier block layer, etc. in addition to a light emitting layer that is preferably a multilayer film in order to improve device characteristics. Is preferred.
  • the upper electrode is divided into a pixel unit or a dot unit by an insulating partition.
  • an insulating partition By electrically separating the upper electrode into pixel units or dot units, it is possible to connect a power source to each organic EL element individually. As a result, it is possible to suppress a voltage drop in the pixel at the end portion on the substrate and to drive each organic EL element on the substrate with a constant current.
  • the partition wall only needs to have an insulating property that can electrically control each of the upper electrodes individually provided in pixel units or dot units and control them individually.
  • a pixel is a minimum unit of drawing in monochrome display (monochrome display) or color display. In color display, one pixel is composed of a plurality of dots.
  • a dot is the minimum unit of driving, and a desired pixel display is performed by individually controlling a plurality of dots (in general, dots displaying different colors) constituting one pixel. Therefore, in the case of monochrome display, one organic EL element is arranged for each pixel, and color In the case of display, for example, one pixel is composed of three dots of R (red), G (green), and B (blue), and one organic EL element is arranged for each dot. A dot is sometimes called a subpixel or subpixel.
  • the material of the partition wall is not particularly limited as long as it has an insulating property, but from the viewpoint of simplicity of the manufacturing process, a negative photosensitive resin is preferable, for example, a novolac resin is applied. Is possible.
  • the partition wall in the organic EL display device of the present invention may be provided with a partition wall called a force sword separator in order to pattern the cathode in stripes.
  • the upper electrode is separated in pixel units or dot units, and the difference in configuration and function is different.
  • the configuration of the organic EL display device of the present invention is not particularly limited with respect to the other components as long as such components are formed as essential.
  • the partition wall has an overhang shape.
  • the overhang shape is not particularly limited as long as the bottom is smaller than the top when the substrate side is the bottom and the opposite side is the top. ,.
  • a reverse taper shape tapered toward the bottom portion can be cited. Since the partition wall has an overhang shape, when the conductive film is formed on the entire surface of the substrate after the partition wall is formed, the conductive film formed on the partition wall and the conductive film (upper electrode) formed on the organic EL film are formed. Since it is possible to prevent connection, it is possible to easily ensure electrical separation in pixel units or dot units in the upper electrode.
  • Such a partition can be formed by a photolithography method or the like.
  • the partition preferably has a conductive film on the upper surface (hereinafter also referred to as the first embodiment of the present invention). U).
  • the partition wall can be used as a place for wiring and electrodes.
  • the conductive film on the partition walls is used as a bus line, the location of the bus line, which has conventionally been required, can be reduced and the substrate can be used effectively, and the aperture ratio can be improved.
  • parasitic capacitance can be reduced by forming wirings or electrodes on the insulating partition.
  • the conductive film on the partition can be formed at the same time as the upper electrode by forming a conductive film on the entire surface of the substrate by vapor deposition after forming the partition, and does not require a special formation process. Therefore, the same material as that for the upper electrode is suitable as the material for the conductive film.
  • the partition preferably has a contact hole formed therein.
  • the conductive film on the partition can be electrically connected to the wiring or electrode located on the lower layer side of the partition, and the conductive film on the partition can be effectively used.
  • a contact hole refers to a through hole provided in a partition wall, and a conductive material is usually formed in the contact hole.
  • the form of the contact hole may be a cylindrical hole or a groove formed along the extending direction of the partition wall, but from the viewpoint of ensuring electrical connection more reliably, the substrate
  • the surface of the contact hole is preferably smooth from the viewpoint of preventing insulation in the contact hole due to stepping. It is possible to make it simultaneously when putting the partition wall.
  • the present invention is a method for manufacturing an organic electoluminescent display device of the present invention having a partition wall having a conductive film on the upper surface and formed with contact holes, wherein the manufacturing method includes both sides of a substrate.
  • the organic electroluminescent layer is formed by exposing the photosensitive resin film through a photomask having a different light-transmitting pattern and developing the photosensitive resin film to form a partition wall having an opening. It is also a method for manufacturing a display device (hereinafter also referred to as the first partition wall forming method!).
  • the first partition wall forming method of the present invention by exposure from the upper surface side (partition wall forming surface side) of the substrate.
  • the outer wall side of the partition wall is patterned, and the inner wall side (contact hole side) of the partition wall is patterned by exposure from the lower surface side of the substrate.
  • the outer wall portion of the partition wall becomes overhang, and the contact hole is a tapered shape as the flow proceeds to the substrate side (see FIG. 5.) 0
  • the present invention is a method for manufacturing an organic-electric-luminescence display device of the present invention having a partition wall having a conductive film on the upper surface and formed with contact holes, the manufacturing method described above.
  • An organic electoluminescence display device comprising: a step of forming a resin film; and a step of exposing and developing the positive photosensitive resin film to form an inner wall of a partition wall provided with a second opening. It is also a manufacturing method (hereinafter referred to as the second partition wall forming method!).
  • an outer wall part having an overhanging shape is formed using a negative photosensitive resin.
  • a first opening having a forward tapered shape is formed in the outer wall of the partition wall.
  • a positive photosensitive resin film is formed on the outer wall of the partition wall and in the first opening.
  • a positive photosensitive resin may be applied to the entire surface of the substrate including the partition wall outer wall and the first opening.
  • the positive photosensitive resin film is patterned to form a partition inner wall portion having a forward taper shape on and inside the partition outer wall portion (see FIG. 6). 0 At this time, the partition wall inner wall portion is formed.
  • An overhang-shaped second opening is formed.
  • a contact hole is formed by forming a conductive material in the second opening.
  • the second partition wall formation method of the present invention it is possible to suitably form a partition wall that has a contact hole that has a teno shape and that itself has an overhang shape as it progresses toward the substrate side. it can.
  • the organic electret luminescent display device further includes an n-channel thin film transistor.
  • the upper electrode is preferably connected to the drain electrode of the n-channel thin film transistor (hereinafter also referred to as the second embodiment of the present invention).
  • amorphous silicon amorphous silicon that is more suitable for larger screens than polysilicon can be used in terms of the manufacturing process. That is, in the second embodiment of the present invention, amorphous silicon is suitable as the semiconductor material for the n-channel TFT.
  • a bottom anode structure in which the lower electrode serving as the anode, in which the cathode of the organic EL element and the TFT source electrode are preferably connected is particularly preferred.
  • the cathode is less deteriorated during the manufacturing process than with the bottom force sword structure, so materials with a low work function such as barium and calcium can be used for the cathode. Suitable for organic EL devices.
  • the organic EL film preferably has a high molecular material strength
  • the upper electrode is preferably a cathode having a low work function material such as barium or calcium.
  • the organic EL element cannot be driven with a constant current when the resistance of the organic EL film changes with time. is there.
  • the organic EL light emitting region is disposed in the upstream region of the TFT, and the resistance of the organic EL film is reduced. The effect of changes over time is small. Therefore, the organic EL light emitting region can be driven with a constant current regardless of the change in the resistance of the organic EL film over time.
  • the drain electrode of an n-channel TFT is an electrode through which majority carriers flow
  • the source electrode is an electrode through which majority carriers flow.
  • the pole has a higher voltage.
  • the partition preferably has a conductive film connected to a source electrode of an n-channel thin film transistor on an upper surface.
  • a form in which the first form and the second form are combined is particularly suitable.
  • the conductive film on the partition and the TFT source electrode can be connected.
  • the conductive film on the partition wall can be used as a bus line while realizing the second embodiment of the present invention.
  • the wiring connected to the source electrode can be formed in a grid pattern without reducing the aperture ratio. It is possible to reduce wiring resistance and improve redundancy (even if there is a part where the electrode is cut off, it can be electrically bypassed).
  • the present invention is also a method for manufacturing the organic electoluminescent display device according to the second aspect, wherein the manufacturing method forms an organic electroluminescent luminescent film by selectively applying a liquid material. It is also a method for manufacturing an organic electret luminescent display device (hereinafter also referred to as the method for manufacturing the organic EL display device of the present invention).
  • the manufacturing method forms an organic electroluminescent luminescent film by selectively applying a liquid material. It is also a method for manufacturing an organic electret luminescent display device (hereinafter also referred to as the method for manufacturing the organic EL display device of the present invention).
  • the contact hole may be blocked with the organic EL film material when the organic EL film is formed.
  • the method for manufacturing an organic EL display device of the present invention since the liquid material of the organic EL film is selectively applied, the contact hole can be prevented from being blocked by the organic EL layer.
  • the method for selectively applying the liquid material include an inkjet method, a nozzle printing method, a gravure printing method, a screen printing method, a spray method, a spin coating method, and the like.
  • the inkjet method is preferably used.
  • the surface of the bank has a liquid material repellent property (liquid repellency), and the lower electrode surface has an affinity for the liquid material (lyophilic property). Grant And prefer.
  • the lyophilicity of the lower electrode can be imparted, for example, by ultraviolet (UV) -ozone treatment or oxygen plasma treatment.
  • the liquid repellency of the bank can be imparted, for example, by plasma treatment using a fluorine-based gas such as carbon tetrafluoride.
  • each pixel or each dot is electrically separated by the partition wall, so that a voltage drop in the pixel at the end portion on the substrate can be prevented. It is easy to apply a constant current to the in-plane organic EL device, which improves the image quality.
  • the conductive film and the source electrode of the driving TFT are connected, so that it is not necessary to separately provide a wiring for connecting the source electrode and the outside, thereby crossing the wiring.
  • the parasitic capacitance generated in the portion can be reduced, and the aperture ratio can be improved.
  • the reduction in parasitic capacitance can be expected to improve display uniformity and reduce wiring delay. Furthermore, it is possible to reduce the wiring resistance and improve the redundancy while improving the aperture ratio.
  • the TFT drain electrode and upper electrode can be connected to drive at a constant current regardless of changes in the resistance of the organic EL film over time.
  • the image quality of the large screen display can be improved.
  • the organic EL display device manufactured in Example 1 has a partition on a bank surrounding the organic EL film and includes an n-channel TFT.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic EL display device manufactured in Example 1.
  • FIG. 1 shows a cross section taken along the line AB shown in FIG.
  • the organic EL display device manufactured in Example 1 includes a source line, a gate line 11, a power supply line 13, a switch TFT drain electrode 35 and a source electrode 36, a driving TFT drain electrode 33 and a substrate 1 on a substrate 1.
  • the source electrode 34 and the like are wired, and further provided thereon are an interlayer insulating film 2, an organic EL element anode (lower electrode) 3, an organic EL film 4 and an organic EL element cathode (upper electrode) 5 in this order, and
  • a bank 6 is provided so as to surround the organic EL film 4.
  • a reverse-tapered partition wall 21 having an insulating property is provided on the bank 6, whereby the cathode (upper electrode) 5 is individually divided in units of pixels or dots. Furthermore, the drain electrode 33 of the driving TFT, the cathode 5 of the organic EL element, and the first contact hole 8 provided in the force bank 6 are connected, and the conductive electrode on the source electrode 34 of the driving TFT and the partition wall are connected. The film 22 is connected via the second contact hole 9.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the organic EL display device manufactured in Example 1.
  • the organic EL display device manufactured in Example 1 is driven by an active matrix method.
  • the gate lines 11 and the source lines 12 are arranged orthogonally, and organic EL elements are installed in pixel units or dot units.
  • a power supply line 13 for organic EL light emission is separately provided and wired to the organic EL light emitting region 7.
  • Each pixel or dot has at least two switches. One is a switch TFT 31 for performing light emission control in pixel units or dot units, and the other is a drive TFT 32 for controlling voltage from the power supply line 13. When a switch signal is input to the switch TFT31, a current flows through the gate electrode G of the drive TFT32.
  • the configuration has two TFTs, that is, the configuration in which the switch TFT 31 and the driving TFT 32 are provided, but in order to correct the variation in TFT characteristics threshold, mobility, and temporal change, It is preferable to place 3 or more TFTs and capacitance ⁇
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a circuit configuration of the organic EL display device manufactured in Example 1.
  • the same electrode material can be used for the gate electrode G and the gate line 11 of the switch TFT 31 and the drive TFT 32, and examples of the electrode material include refractory metals such as tantalum and tantasten, Those compounds are used.
  • the same electrode material can be used for the drain electrode 35 and the source electrode 36 of the switch TFT 31, the drain electrode 33 and the source electrode 34 of the driving TFT 32, the source wiring 12, and the power supply line 13.
  • a low resistance metal such as aluminum or a compound thereof or a laminated film containing them is used.
  • each dotted line area represents a contact hole.
  • the organic EL display device of Example 1 is manufactured by, for example, a manufacturing flow as shown in FIG.
  • the substrate 1 First, as shown in FIG. 4A, on the substrate 1, the source and drain electrodes 35 of the switch TFT31, the source and drain electrodes 34 and 33 of the driving TFT32, the gate line 11, the source line 12, and the power supply line Wire 13 Next, the interlayer insulating film 2 is laminated on the whole while providing the first contact hole 8a and the second contact hole 9a. Then, the anode 3 is arranged so as to be connected to the power supply line 13.
  • a bank 6 plays a role of storing droplets when applying ink containing a polymer material.
  • the bank 6 includes a first contact hole 8 for connecting the cathode 5 and the source electrode 34 of the driving TFT, and a conductive film 22 on the partition wall and a drain electrode 33 of the driving TFT. It is preferable to form a second contact hole 9b for connecting the two.
  • the shapes of the first contact hole 8 and the second contact hole 9b are preferably smooth so as to ensure electrical connection.
  • the taper angle of the inclined surface is preferably 45 ° or less, more preferably 30 ° or less.
  • the material for bank 6 it is preferable to use a photosensitive resin since the process can be simplified.
  • a photosensitive resin polyimide resin, acrylic resin, nopolac resin and the like can be used.
  • a method for forming bank 6, for example liquid After applying the grease material with a spin coater or slit coater, pre-beta at 120 ° C for 3 minutes to expose the accumulated exposure to lOOmjZcm 2, and 2.
  • the thickness of the bank is preferably 1 to 5 ⁇ m, more preferably 2 to 4 ⁇ m.
  • the partition wall 21 is formed.
  • the partition wall 21 is necessary for electrically isolating the cathode in units of pixels or dots.
  • the partition wall 21 is preferably provided with a through hole and is connected to the second contact hole 9b already provided in the bank 6 to form the second contact hole 9. As a result, the metal film 22 on the partition formed later and the source electrode 34 of the driving TFT 32 can be connected.
  • the partition wall 21 is manufactured using the “first partition wall formation method”. That is, as shown in FIG. 5, a negative photosensitive resin 43 is applied onto the bank 6, sandwiched on both sides of the substrate by two masks 42a and 42b having different patterns, and exposed to ultraviolet rays 41 from both sides. This can be formed. Specifically, as shown in FIG. 5A, the light transmitted through the opening of the upper mask 42a forms the outer wall side of the partition wall 21, and the light transmitted through the opening of the lower mask 42b is the partition wall. The positions of the masks 42a and 42b each having two openings are adjusted so as to form the inner wall 21 side.
  • the ultraviolet ray 41 When the ultraviolet ray 41 is exposed in such a manner, the light transmitted through the upper mask 42a and the lower mask 42b is directed to the opposite direction and irradiated with the ultraviolet ray 41 in a tapered shape. Then, by performing the development process, the resist is patterned in the shape of the regions 51 and 52 to which the ultraviolet ray 41 is irradiated.
  • the outer wall side of the partition wall 21 can be patterned from the upper part of the substrate, and the inner wall (contact hole) side of the partition wall 21 can be patterned from the lower part of the substrate.
  • the overhanging partition wall 21 having the second contact hole 9c in the center is formed. It should be noted that when performing the above patterning, it is necessary to connect the opening of the partition wall 21 and the second contact hole 9b provided on the bank 6.
  • the organic EL film 4 is formed.
  • a technique that can selectively apply a specific area It is preferable to use the Kudgett method.
  • the organic EL film 4 can be formed by applying an ink material to the opening 16 of the bank 6 and performing a drying process or a baking process. It is preferable that the surface of bank 6 has a property of repelling the coating liquid (liquid repellency) and the surface of the anode 3 has an affinity for the coating liquid (lyophilicity). Even if the applied liquid droplets are applied to the surface of the opening 16 of the bank 6, the patterning can be performed accurately.
  • the lyophilic property can be imparted by ultraviolet (UV) ozone treatment or oxygen plasma treatment, and the lyophobic property can be imparted by plasma treatment using a fluorine-based gas such as carbon tetrafluoride.
  • the organic EL film 4 is dried at a temperature of 100 ° C or less (combined with reduced pressure if necessary) and fired at a temperature of 150 ° C to 200 ° C after applying the organic EL film material. It can be obtained through a process.
  • the organic EL film 4 is a laminated layer including a hole injection / transport layer, an electron injection / transport layer, a carrier block layer, and the like.
  • each layer is preferably about 50 to about LOOnm.
  • the hole injection / transport material include PEDOT-PSS (polyethylenedioxythiophene polystyrene sulfonic acid) and polyaline.
  • the light-emitting material include polyfluorene derivatives such as polydioctylfluorene, spiro-type polyfluorene derivatives, and poly-p-lenbiylene derivatives.
  • the cathode 5 is formed on the organic film 4.
  • the material of the cathode 5 for example, in the case of the bottom emission type, a laminated film of norium and aluminum can be used. The film thickness at this time is about 5 nm for norlium and about lOOnm for aluminum.
  • the top emission type it is necessary to ensure the transmittance in order to reduce the loss of light due to the negative electrode 5 because it emits light from the cathode 5 side force, and it is a laminated film of barium and aluminum. If is used, it is preferable to make the cathode 5 thin, for example, 10 nm or less.
  • a transparent conductive material may be used as the material of the cathode 5.
  • a conductive film 22 is formed on the partition wall 21.
  • the material of the conductive film 22 can be appropriately changed according to the purpose of use.
  • the cathode 5 may be formed at the same time. In this case, even if the metal film is formed on the entire surface at once, the metal film is formed by dividing the cathode 5 and the conductive film 22 on the partition wall 21 by the partition wall 21. Therefore, there is no need to increase the manufacturing process.
  • the cathode 5 is isolated in pixel units or dot units. There is an advantage that the voltage drop can be reduced.
  • a conductive film 22 is formed on the partition wall 21 and is connected to the source electrode 34 of the driving TFT through the contact hole 9, so that the wiring taken out from the source electrode 34 of the driving TFT 32 to the outside of the display region is separated from the partition wall.
  • the upper conductive film 22 is responsible for improving the aperture ratio and reducing the parasitic capacitance.
  • Example 2 is the same as Example 1 except that the manufacturing method of the partition wall 21 is different.
  • Example 2 the partition wall 21 is manufactured using the “second partition wall forming method”.
  • FIG. 6 shows a manufacturing flow of the partition wall 21 of the second embodiment.
  • a negative photosensitive resin 43 is applied on the bank 6.
  • the position of the mask 42c having two openings is adjusted so that light passing through the opening of the mask 42c forms the outer wall side of the partition wall 21 from the negative photosensitive resin 43 side, and the ultraviolet ray 41 Irradiate the entire surface.
  • the ultraviolet rays 41 are irradiated in a taper shape with a force in the facing direction, and the shape of the region irradiated with the ultraviolet rays 41 as shown in FIG.
  • resist 43 is put out.
  • a positive photosensitive resin 44 is applied.
  • the position of the mask 42d having one opening is adjusted so that the light transmitted through the opening of the mask 42d forms the inner wall side of the partition wall 21 from the positive photosensitive resin 44 side. Is irradiated on the entire surface.
  • the ultraviolet rays 41 are irradiated in a tapered shape toward the facing direction.
  • the positive photosensitive resin 44 is used.
  • the resist is patterned in the shape of the region that has not been irradiated.
  • the inner wall (contact hole) side of the partition wall 21 is formed.
  • an overhanging partition wall 21 having a second contact hole 9c in the center is formed.
  • the partition wall 21 is opened. It should be noted that the mouth and the second contact hole 9b provided on the bank 6 are connected.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an organic EL display device manufactured in Example 1, and is a schematic cross-sectional view taken along the line AB shown in FIG.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of an organic EL display device manufactured in Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic plan view showing a circuit configuration of an organic EL display device manufactured in Example 1.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the manufacturing process of the organic EL display device produced in Example 1. (a) when the anode is fabricated, (b) when the bank is fabricated, (c) when the partition is fabricated, and (d) when the organic film is fabricated, (E) further shows when the cathode was fabricated.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a partition wall manufacturing process (first partition wall manufacturing method) of the organic EL display device manufactured in Example 1.
  • A shows the case where both side forces of the substrate were irradiated with light
  • (b) shows the case where the pattern was exposed and developed.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a partition wall manufacturing process (second partition wall manufacturing method) of the organic EL display device manufactured in Example 2.
  • A is when negative photosensitive resin is applied, (b) is exposed and developed for patterning, (c) is applied with positive photosensitive resin ( d) further shows the patterning after exposure and development.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional organic EL display device.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a conventional organic EL display device.
  • Driving TFT drain electrode 134 Driving TFT source electrode: Switch TFT drain electrode: Switch TFT source electrode

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Abstract

本発明は、大画面表示を行う場合であっても各画素に一定の電流を流すことができ、画質を向上させることができる有機エレクトロルミネッセント表示装置及びその製造方法を提供する。本発明は、基板上に、下部電極、有機エレクトロルミネッセント膜及び上部電極をこの順に備えた有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、上記上部電極は、絶縁性を有する隔壁によって、画素単位又はドット単位に分断されている有機エレクトロルミネッセント表示装置である。

Description

明 細 書
有機エレクト口ルミネッセント表示装置及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセント表示装置及びその製造方法に関する。より詳 しくは、アクティブマトリクス方式に好適な有機エレクト口ルミネッセント表示装置及び その製造方法に関するものである。
背景技術
[0002] 有機エレクト口ルミネッセント（以下、 ELともいう。）表示装置は、画素又はドット毎に、 対向する二つの電極とこれらの間に挟持されている有機 EL膜とから構成される有機 EL素子を備える。
[0003] 有機 EL表示装置の駆動方式としては、ノッシブマトリクス方式やアクティブマトリクス 方式が一般的に用いられる力 特に大画面の場合には、より応答速度が速くコントラ スト比に優れたアクティブマトリクス方式が適している（例えば、特許文献 1及び 2参照 。）。アクティブマトリクス方式の有機 EL表示装置は、通常、図 7及び図 8に示すように 、基板 101上にゲート線 111及びソース線 112が直交するように配置され、かつ画素 又はドット毎に薄膜トランジスタ（以下、 TFTともいう。）等のスイッチング素子及び有 機 EL素子が設置される。なお、スイッチング素子としては、通常、図 7のようにスイツ チ TFT131と駆動 TFT132とが設けられる。一般的には、有機 EL素子の 2つの電極 のうち、基板 101側の電極 103 (以下、下部電極ともいう。）は、 TFTと接続される。一 方、有機 EL膜 104を挟んで反対側の電極 105 (以下、上部電極ともいう。）は、共通 電極として一様に金属膜でベタ形成される。図 8の例においては、下部電極 103が 陽極、上部電極 105が陰極となる。そして、各 TFTによって有機 EL素子の駆動の制 御が行われる。なお、基板 101と下部電極 103との間には、通常、配線に必要な部 分を除き、層間絶縁膜 102が形成される。また、層間絶縁膜 102上には、有機 EL膜 104を囲うようにしてバンク 106が形成される。図 7において電流 iは、電源供給線 11 3から、駆動 TFT132により制御されて図の矢印方向に流れ、有機 EL発光領域 107 を経て、更に外部領域 114へと流れる。なお、駆動 TFT132の Gはゲート電極を、 S はソース電極を、 Dはドレイン電極を指す。
[0004] このような有機 EL表示装置は、コントラスト比や視野角等の視認性や応答性に優れ 、低消費電力化、薄型軽量化、ディスプレイ本体のフレキシブルィ匕が可能である等の 点で非常に優れており、次世代のフラットパネルディスプレイとして今後の市場拡大 が期待されている。しかしながら、有機 EL表示装置は、現在の主流である液晶表示 装置やプラズマ表示装置に比べると未だ開発途上の技術であって、特に大画面表 示を行う場合の画質に未だ改善の余地があった。
[0005] ところで、一般的に有機 EL表示装置に用いられる TFTの半導体材料には、ァモル ファスシリコンやポリシリコン力もなるシリコン薄膜が挙げられる。ポリシリコンは、電界 効果移動度が高いが、製造プロセス上、大画面のパネルに形成することが困難であ る。したがって、大画面化が容易なアモルファスシリコンを用いてパネルを形成するこ とが考えられる。但し、アモルファスシリコンについては、製造プロセス上、 nチャネル 型の TFTを形成する方法しか確立されて 、な 、。
[0006] また、図 7及び図 8に示すように、一般的に有機 EL素子と TFTとの接続では、有機 E L素子の下部電極（陽極） 103と駆動用 TFT132のソース電極 134とが接続される。 このような接続方法では、有機 EL膜 104の抵抗の経時変化が起こった場合に、駆動 用 TFT132のゲート電圧が変化することになるため、有機 EL素子を一定電流で駆 動することが困難になるおそれがあった。
[0007] これに対しては、有機 EL素子構造を上下反転させ、陰極が下部 (基板側）に位置す る構造、すなわちボトム力ソード構造とし、陰極と nチャネル型 TFTとを接続させる方 法も試みられている (例えば、非特許文献 1、 2参照。；)。し力しながら、高分子を有機 EL材料に用いる場合には、陰極材料として仕事関数が比較的低い材料が使用され るため、有機 EL膜の形成プロセス等により陰極材料の劣化が生じることになってしま い、その結果、有機 EL素子の特性の劣化は免れられないという点で改善の余地が めつに。
特許文献 1：特開 2004— 246320号公報
特許文献 2：特開 2001 - 35662号公報
非特許文献 l :Jan Blochwitz Nimothら， 「Full Color Active Matrix OLED Displays with High Aperture RatioJ , 「SID Digest of Techni cal Papers」， （米国）， Society for Information Display, 2004年， p. 1000 非特許文献 2 :「『液晶には負けない』 有機 ELが駆動技術で低コスト化へ」， 「日経マ イク口デバイス 2005年 2月号」， 日経 BP社， p. 77
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] 本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、画質を向上させることができる有 機 EL表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明者は、特に大画面表示における有機 EL表示装置の高画質ィ匕について種々 検討したところ、上部電極の形態に着目した。そして、従来のように上部電極が共通 電極として基板全面に設けられる場合には、基板上のすべての画素が上部電極を 通して連結されることによって、基板上の末端部分の画素において電圧降下が大きく なり、表示ムラが生じるおそれがあることを見出すとともに、絶縁性を有する隔壁によ つて上部電極を画素単位又はドット単位に分断することにより、末端部分の画素での 電圧降下を減少させることができ、これにより画像表示をより高画質にすることができ ること、及び、このような隔壁を利用して開口率の向上や寄生容量の低減等に有利な 構成を得ることができることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができること に想到し、本発明に到達したものである。
[0010] すなわち、本発明は、基板上に、下部電極、有機エレクト口ルミネッセント膜及び上部 電極をこの順に備えた有機エレクト口ルミネッセント表示装置であって、上記上部電 極は、絶縁性を有する隔壁によって、画素単位又はドット単位に分断されている有機 エレクト口ルミネッセント表示装置である。
以下に、本発明を詳述する。
[0011] 本発明の有機 EL表示装置は、基板上に、下部電極、有機 EL膜及び上部電極をこ の順に備える。上記基板としては、基板上に有機 EL素子を配置させることができるも のであれば特に限定されないが、ガラス基板、榭脂基板等が用いられる。また、基板 上には、通常、各画素単位又はドット単位の有機 EL膜に電流を流すための下部電 極及び z又は上部電極に接続される配線、その電流量を制御するための回路素子
、配線が配置された層と下部電極が配置された層とを互いに電気的に分離するため の絶縁膜 (以下、層間絶縁膜ともいう。）等が形成される。絶縁膜材料としては、アタリ ル系の感光性榭脂等が用いられる。
[0012] 上記下部電極及び上部電極は、一方が陽極となり、かつ他方が陰極となる。また、少 なくとも一方が透光性を有し、有機 EL膜で生じた光を透過させる。陽極材料としては 、ボトムェミッション型であれば ITO (酸化インジウム錫）、 IZO (酸化インジウム亜鉛） 等の透明導電膜、トップェミッション型であれば透明導電膜とアルミニウムや銀等の 金属との積層体が好適に用いられる。また、陰極材料としては、ボトムェミッション型 の場合には、例えば、ノリウムとアルミニウムとの積層体が好適に用いられる。トップ ェミッション型の場合、ボトムェミッション型と同様の材料が適用可能である力 発光 を上部電極側から取り出す構成であるため、上部電極による光の損失を低減させる ために、上部電極の膜厚を可能な限り薄くすることが好ましい。
[0013] 上記有機 EL膜としては、電極力 の電子の注入による分子の励起に起因して発光 する有機材料であれば特に限定されない。有機 EL膜は、デバイス特性を向上させる ために多層膜とすることが好ましぐ発光層以外に、正孔注入 Z輸送層、電子注入 Z 輸送層、キャリアブロック層等を含む積層膜とすることが好ましい。
[0014] 本発明において、上記上部電極は、絶縁性を有する隔壁によって、画素単位又はド ット単位に分断されて ヽる。上部電極を画素単位又はドット単位に電気的に分離する ことにより、各有機 EL素子に対して個別に電源を接続することが可能となる。その結 果、基板上の末端部分の画素における電圧降下を抑制し、基板上の各有機 EL素子 を一定電流で駆動することが容易となる。上記隔壁は、画素単位又はドット単位で個 別に設けられた各上部電極を電気的に分離して個別に制御することができる程度の 絶縁性を有していればよい。また、画素は、モノクロ表示（白黒表示)又はカラー表示 における描画の最小単位であり、カラー表示の場合には、複数のドットで 1画素が構 成される。ドットは、駆動の最小単位であり、 1画素を構成する複数のドット（一般的に は、異なる色を表示するドット）を個別に制御することによって、所望の画素表示を行 う。したがって、モノクロ表示の場合、 1画素に 1つの有機 EL素子が配置され、カラー 表示の場合、例えば、 R (赤）、 G (緑)、 B (青）の 3ドットで 1画素が構成され、各ドット に 1つの有機 EL素子が配置される。なお、ドットは、サブピクセル、副画素とも呼ばれ ることがある。
[0015] 上記隔壁の材料は、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、製造工程の 簡略ィ匕の観点から、ネガ型感光性榭脂が好適であり、例えばノボラック榭脂等が適用 可能である。
なお、マスクを用いて上部電極の形状をパターユングする手法によって上部電極を 分断することも原理的には可能ではある力 マスクのァライメントずれ、マスクの熱膨 張 Z収縮による精度の低下は免れられな 、ため、画素単位又はドット単位で上部電 極同士の電気的分離をより確実に得るためには、本発明のように隔壁を用いる必要 がある。
[0016] なお、パッシブ駆動型有機 EL表示装置では、ストライプ状に陰極をパターユングす るために、力ソードセパレータと呼ばれる隔壁が設けられることがある力 本発明の有 機 EL表示装置における隔壁は、画素単位又はドット単位に上部電極を分離するも のであり、構成及び機能の ヽずれにぉ ヽても異なるものである。
[0017] 本発明の有機 EL表示装置の構成としては、このような構成要素を必須として形成さ れるものである限り、その他の構成要素について特に限定されない。
本発明の有機 EL表示装置における好ましい形態について以下に詳しく説明する。
[0018] 上記隔壁は、オーバーハング形状であることが好ま 、。なお、本明細書にぉ ヽて、 オーバーハング形状とは、基板側を底部とし、その反対側を上部としたときに、底部 が上部よりも小さ 、形状であれば特に限定されるものではな 、。このような形状として は、例えば、底部に向力つて先細りとなった逆テーパ形状等が挙げられる。隔壁がォ 一バーハング形状を有することにより、隔壁形成後に導電膜を基板全面に形成する 際に、隔壁上に形成される導電膜と有機 EL膜上に形成される導電膜 (上部電極)と が接続されることを防止できるので、上部電極における画素単位又はドット単位での 電気的分離を容易に確保することができる。このような隔壁は、フォトリソグラフィ一法 等によって形成することができる。
[0019] 上記隔壁は、上面に導電膜を有することが好ましい（以下、本発明の第一形態ともい う)。このように隔壁上に導電膜を設ければ、隔壁上を配線や電極の配置場所として 利用することができる。例えば、隔壁上の導電膜をバスラインとして用いれば、従来必 要であったバスラインの配置場所を削減して基板上を有効活用することができ、開口 率の向上を図ることができる。また、絶縁性を有する隔壁上に配線や電極を形成す れば、寄生容量の低減が可能である。更に、隔壁上の導電膜は、隔壁形成後に導 電膜を蒸着法等で基板全面に形成することにより、上部電極と同時に形成することが 可能であり、特別の形成工程を必要としない。したがって、導電膜の材料としては、上 部電極と同じ材料が好適である。
[0020] 本発明の第一形態において、上記隔壁は、コンタクトホールが形成されたものである ことが好ましい。これにより、隔壁上の導電膜と、隔壁よりも下層側に位置する配線や 電極とを電気的に接続させることができ、隔壁上の導電膜を効果的に活用することが できる。なお、本明細書においてコンタクトホールとは、隔壁に設けられた貫通孔をい い、通常、コンタクトホールの中には導電材料が形成されることになる。コンタクトホー ルの形態としては、円筒状の穴であってもよぐ隔壁の延伸方向に沿って形成された 溝であってもよいが、電気的な接続をより確実に確保する観点から、基板側に進むに つれ先細り（テーノ 形状であることが好ましい。また、コンタクトホールの表面は、段 切れによるコンタクトホール内での絶縁を防止させる観点から、滑らかであることが好 ましい。コンタクトホールは、隔壁のパターユングの際に同時に作製することが可能で ある。
[0021] 本発明の第一形態において、コンタクトホールが隔壁に設けられる場合の隔壁の形 成方法としては、異なる透光パターンのフォトマスクで基板の両面を挟み、基板の両 側から露光する方法が好適に用いられる。すなわち、本発明は、上面に導電膜を有 し、かつコンタクトホールが形成された隔壁を有する形態の本発明の有機エレクト口 ルミネッセント表示装置の製造方法であって、上記製造方法は、基板の両側から異 なる透光パターンを有するフォトマスクを介して感光性榭脂膜の露光を行 、、感光性 榭脂膜の現像を行うことにより、開口部が設けられた隔壁を形成する有機エレクトロル ミネッセント表示装置の製造方法 (以下、第一の隔壁形成法とも!、う）でもある。
[0022] 本発明の第一の隔壁形成法では、基板の上面側（隔壁形成面側)からの露光により 隔壁の外壁側をパターユングし、基板の下面側からの露光により隔壁の内壁側（コン タクトホール側）をパターユングする。そして、ネガ型感光性榭脂膜を露光する場合で あれば、隔壁の外壁部はオーバーハング形状となり、かつコンタクトホールは、基板 側に進むにつれ先細り形状となる（図 5参照。 )0
[0023] また、基板の片面側力も露光を行うのであれば、上記導電膜が隔壁の上面に設けら れ、かつコンタクトホールが隔壁に設けられる場合の隔壁の形成方法として、ネガ型 感光性榭脂をパターユングし、オーバーハング形状を有する隔壁の外壁側を形成し た後、更にポジ型感光性榭脂を塗布することで、基板側に進むにつれ先細り（テーパ )形状となる隔壁の内壁側（コンタクトホール側）を好適に形成することができる。すな わち、本発明は、上面に導電膜を有し、かつコンタクトホールが形成された隔壁を有 する形態の本発明の有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法であって、上 記製造方法は、ネガ型感光性榭脂膜の露光及び現像を行い、第一開口部が設けら れた隔壁外壁部を形成する工程と、該隔壁外壁部上及び第一開口部内にポジ型感 光性榭脂膜を形成する工程と、該ポジ型感光性榭脂膜の露光及び現像を行い、第 二開口部が設けられた隔壁内壁部を形成する工程とを含む有機エレクト口ルミネッセ ント表示装置の製造方法 (以下、第二の隔壁形成法とも!、う）でもある。
[0024] 本発明の第二の隔壁形成法では、まずネガ型感光性榭脂を用いて、オーバーハン グ形状を有する隔壁外壁部を形成する。このとき、隔壁外壁部に順テーパ形状の第 一開口部が形成されることになる。次に、ポジ型感光性榭脂膜を隔壁外壁部上及び 第一開口部内に形成する。通常は、隔壁外壁部上及び第一開口部内を含む基板上 の全面にポジ型感光性榭脂を塗布すればよい。そして、ポジ型感光性榭脂膜をバタ 一二ングして、順テーパ形状を有する隔壁内壁部を隔壁外壁部上及びその内側に 形成する（図 6参照。 )0このとき、隔壁内壁部にオーバーハング形状の第二開口部 が形成されることになる。そして、第二開口部内に導電材料が形成されることによりコ ンタクトホールが形成されることになる。このように本発明の第二の隔壁形成法によれ ば、基板側に進むにつれ先細り（テーノ 形状となるコンタクトホールを有し、かつ、 自身もオーバーハング形状である隔壁を好適に形成することができる。
[0025] 上記有機エレクト口ルミネッセント表示装置は、更に nチャネル型薄膜トランジスタを有 し、上記上部電極は、 nチャネル型薄膜トランジスタのドレイン電極と接続されている ことが好ましい（以下、本発明の第二形態ともいう）。 nチャネル型 TFTの場合、製造 プロセス面でポリシリコンよりも大画面化に適しているアモルファスシリコン (非晶質シ リコン)を用いることができる。すなわち、本発明の第二形態では、 nチャネル型 TFT の半導体材料として、アモルファスシリコンが好適である。一方、 nチャネル型 TFTの 場合、有機 EL素子の陽極とソース電極とが接続されると、有機 EL膜の経時劣化に 伴う有機 EL表示装置における画質の低下が生じるおそれがある。したがって、本発 明の第二形態では、有機 EL素子の陰極と TFTのソース電極とが接続される構成が 好ましぐ下部電極が陽極となるボトムアノード構造が特に好ましい。ボトムアノード構 造とすれば、ボトム力ソード構造の場合よりも製造プロセス中における陰極の劣化が 少ないことから、バリウム、カルシウム等の仕事関数の低い材料を陰極に使用すること ができ、高分子系有機 EL素子に適している。すなわち、高分子系有機 EL材料を用 V、て、有機 EL素子の陰極と nチャネル型薄膜トランジスタのドレイン電極とが接続さ れた構造を実現し、本発明の第二形態に基づく上述の効果を充分に得るには、ボト ムアノード構造が適している。したがって、本発明の第二形態では、有機 EL膜は、高 分子材料力 なることが好ましぐ上部電極は、バリウム、カルシウム等の仕事関数の 低い材料力もなる陰極であることが好ましい。また、本発明では、上述の隔壁が設け られ、上部電極が有機 EL素子毎に分離して形成されていることから、上部電極と nチ ャネル型 TFTのドレイン電極とを接続しても駆動上の問題を生じさせない。
以上で説明したように、下部電極と TFTのソース電極とを接続させたのでは、有機 E L膜の抵抗の経時変化が起こったときに、有機 EL素子を一定電流で駆動することが できないおそれがある。これに対し、本発明の第二形態では、上部電極を nチャネル 型 TFTのドレイン電極と接続させるので、有機 EL発光領域が TFTの上流域に配置 されることになり、有機 EL膜の抵抗の経時変化の影響が少なくて済む。したがって、 有機 EL発光領域を、有機 EL膜の抵抗の経時変化に関わらず、一定電流で駆動す ることが可能となる。
なお、本明細書において、 nチャネル型 TFTのドレイン電極は、多数キャリアが流れ 出す方の電極であり、ソース電極は、多数キャリアが流れ込む電極であり、ドレイン電 極の方が高電圧となる。
[0027] 本発明の第二形態において、上記隔壁は、 nチャネル型薄膜トランジスタのソース電 極と接続された導電膜を上面に有することが好まし 、。このように本発明にお 、ては 、第一形態と第二形態とを組み合わせた形態が特に好適である。例えば、隔壁に形 成されたコンタクトホールと接続されるように、隔壁下に設けたバンクにもコンタクトホ ールを設ければ、隔壁上の導電膜と TFTのソース電極とを接続することができ、本発 明の第二形態を実現しつつ、隔壁上の導電膜をバスラインとして利用することができ る。すなわち、異なる機能を持つ複数の配線を同一層で形成する必要がなぐ積層 配線とすることができるため、開口率の向上及び配線交差部の寄生容量の低減を図 ることができる。また、寄生容量の低減により、表示均一性の向上及び配線遅延の減 少が図れ、また本形態ではソース電極に繋がる配線を開口率を低下させることなく井 桁状に形成することができるため、配線抵抗の低減と、冗長性の向上 (電極が寸断さ れた箇所があっても電気的に迂回できる）とを図ることができる。
[0028] 本発明はまた、上記第二形態の有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法で あって、上記製造方法は、液状材料を選択的に塗布することにより有機エレクト口ルミ ネッセント膜を形成する有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法 (以下、本 発明の有機 EL表示装置の製造方法とも ヽぅ）でもある。隔壁上の導電膜を nチャネル 型 TFTのソース電極と接続させる場合や、上部電極と TFTのドレイン電極とを接続さ せる場合には、隔壁下のバンク等にこれらを導通させるためのコンタクトホールを設 ける必要がある。しカゝしながら、蒸着法等により有機 EL膜を形成した場合、有機 EL 膜の作製時にこのコンタクトホールが有機 EL膜材料で塞がれてしまうおそれがある。 本発明の有機 EL表示装置の製造方法によれば、有機 EL膜の液状材料を選択的に 塗布するので、コンタクトホールが有機 EL層により塞がれてしまうことを防止すること ができる。液状材料を選択的に塗布する方法としては、インクジェット法、ノズルプリン ティング法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、スプレー法、スピンコート法等が挙げ られ、なかでもインクジェット法が好適に用いられる。
[0029] また、上記選択性をより高めるために、バンクの表面には液状材料をはじく特性 (撥 液性)を、下部電極の表面には液状材料に対し親和的な特性 (親液性)を付与するこ とが好ま 、。それによりインクジェットノズルから吐出された液状材料の液滴がバン クにかかったとしても、下部電極の表面に液状材料が流れ込むことになるので、コン タクトホールが有機 EL層で塞がれてしまうことを効果的に防止することができる。なお 、下部電極の親液性は、例えば、紫外線 (UV)—オゾン処理や酸素プラズマ処理に よって付与することが可能である。また、バンクの撥液性は、例えば、四フッ化炭素等 のフッ素系ガスを用いたプラズマ処理によって付与することが可能である。
発明の効果
[0030] 本発明の有機 EL表示装置によれば、隔壁によって各画素又は各ドットを電気的に 分断しているので、基板上の末端部分の画素における電圧降下を防止することがで き、基板面内の有機 EL素子に一定電流を流すことが容易となり、それによつて、画 質の向上が図れる。
また、隔壁上に導電膜を設けることにより、導電膜と駆動 TFTのソース電極とを接続 させることで、別途ソース電極と外部とを接続させる配線を設ける必要がなくなり、そ れによって配線の交差する部分で生じる寄生容量を低減することができ、開口率の 向上も図ることができる。寄生容量の低減によれば、表示均一性の向上及び配線遅 延の減少が期待できる。更に、開口率の向上を図りつつ、配線抵抗の低減及び冗長 '性の向上を図ることもできる。
そして、アモルファスシリコンを備える nチャネル型 TFTを用いる場合には、 TFTのド レイン電極と上部電極とを接続させることで、有機 EL膜の抵抗の経時変化に関わら ず、一定電流で駆動することができ、大画面表示の画質を高めることも可能となる。 発明を実施するための最良の形態
[0031] 以下に実施例を掲げ、本発明について、図面を参照して更に詳細に説明するが、本 発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
[0032] (実施例 1)
実施例 1で作製される有機 EL表示装置は、有機 EL膜を囲むバンク上に隔壁を有し 、かつ nチャネル型 TFTを備える。
[0033] 図 1は、実施例 1で作製される有機 EL表示装置の断面模式図である。なお、図 1は、 図 3に示す A—B線にて切断したときの断面を示している。 実施例 1で作製される有機 EL表示装置は、基板 1上に、ソース線、ゲート線 11、電 源供給線 13、スィッチ TFTのドレイン電極 35及びソース電極 36、駆動 TFTのドレイ ン電極 33及びソース電極 34等が配線され、更にその上に、層間絶縁膜 2、有機 EL 素子の陽極 (下部電極) 3、有機 EL膜 4及び有機 EL素子の陰極 (上部電極) 5をこの 順に備え、かつ、有機 EL膜 4を囲うようにバンク 6が設けられている。また、バンク 6上 には絶縁性を有する逆テーパ形状の隔壁 21が設けられており、これによつて、陰極（ 上部電極） 5は画素単位又はドット単位で個別に分断されている。更に、駆動 TFTの ドレイン電極 33と有機 EL素子の陰極 5と力 バンク 6に設けられた第一のコンタクトホ ール 8を介して接続されており、駆動 TFTのソース電極 34と隔壁上の導電膜 22とが 、第二のコンタクトホール 9を介して接続されている。
[0034] 図 2は、実施例 1で作製される有機 EL表示装置の回路図である。
実施例 1で作製される有機 EL表示装置はアクティブマトリクス方式で駆動される。基 板上には、ゲート線 11とソース線 12とが直交して配置され、かつ画素単位又はドット 単位で有機 EL素子が設置される。また、有機 EL発光用の電源供給線 13が別個設 けられており、これが有機 EL発光領域 7へと配線されている。各画素又は各ドットは、 少なくとも 2つのスィッチを有する。 1つは、画素単位又はドット単位で発光制御を行う ためのスィッチ TFT31であり、もう 1つは、電源供給線 13からの電圧の制御を行うた めの駆動 TFT32である。スィッチ TFT31にスィッチ信号が入れば、駆動 TFT32の ゲート電極 Gに電流が流れる。駆動 TFT32のゲート電極 Gに電流が流れれば、電源 供給線 13から有機 EL発光領域 7に図 2中の矢印の方向に向力つて電流 iが流れる。 また、駆動 TFT32のドレイン電極 Dと有機 EL発光領域 7とが接続されている。そして 、駆動 TFT32のソース電極 Sは隔壁上の導電膜 22を通して表示領域外部 14へ取り 出される。実施例 1における画素回路では、 TFTが 2個の構成、即ちスィッチ TFT31 と駆動 TFT32とが設けられた構成としたが、 TFT特性の閾値や移動度のばらつき及 び経時変化を補正するために、 3個以上の TFTや静電容量を配置するのが好ま ヽ
[0035] 図 3は、実施例 1で作製される有機 EL表示装置の回路構成を示す平面模式図であ る。 図 3に示すように、スィッチ TFT31、駆動 TFT32のゲート電極 G及びゲート線 11は、 同一の電極材料を用いることができ、この電極材料としては、例えば、タンタルやタン ダステン等の高融点金属又はそれらの化合物が用いられる。また、スィッチ TFT31 のドレイン電極 35及びソース電極 36、駆動 TFT32のドレイン電極 33及びソース電 極 34、ソース配線 12、並びに、電源供給線 13は、同一の電極材料を用いることがで き、この電極材料としては、例えば、アルミニウム等の低抵抗金属若しくはそれらの化 合物又はそれらを含む積層膜が用いられる。更に、ソース電極 34と接続されている 隔壁上の導電膜 22の電極材料としては、例えば、ノリウムとアルミニウムの積層膜が 用いられる。なお、実施例 1において、スィッチ TFT31及び駆動 TFT32のシリコン材 料には、大画面化に適するアモルファスシリコンを用いている。なお、図 3において点 線領域は、それぞれコンタクトホールを示す。
[0036] 実施例 1の有機 EL表示装置は、例えば、図 4に示すような製造フローによって作製さ れる。
まず、図 4 (a)に示すように、基板 1上に、スィッチ TFT31のソース電極及びドレイン 電極 35、駆動 TFT32のソース電極 34及びドレイン電極 33、ゲート線 11、ソース線 1 2、電源供給線 13を配線する。次に、第一のコンタクトホール 8a、及び、第二のコンタ タトホール 9aを設けつつ、層間絶縁膜 2を全体に積層させる。そして、電源供給線 13 と接続されるように陽極 3を配置する。
[0037] 続、て、図 4 (b)に示すように、バンク 6を形成する。バンク 6は高分子材料を含有す るインクを塗布する際に液滴を蓄える役割を果たす。バンク 6には層間絶縁膜 2と同 様、陰極 5と駆動 TFTのソース電極 34とを接続するための第一のコンタクトホール 8、 及び、隔壁上の導電膜 22と駆動 TFTのドレイン電極 33とを接続するための第二のコ ンタクトホール 9bを形成しておくことが好ましい。また、第一のコンタクトホール 8、及 び、第二のコンタクトホール 9bの形状は、電気的な接続が確保できるよう滑らかであ ることが好ましい。このときの斜面のテーパ角は、 45° 以下とするのが好ましぐ 30° 以下とするのが更に好ましい。バンク 6の材料としては工程を簡略ィ匕できるため感光 性榭脂を使用するのが好ましい。榭脂の種類としてはポリイミド榭脂、アクリル榭脂、ノ ポラック榭脂等が使用可能である。バンク 6の形成方法としては、例えば、液状の榭 脂材料をスピンコータ又はスリットコータ等の手法で塗布した後、 120°Cで 3分間プリ ベータを行い、積算露光量が lOOmjZcm2となるように露光し、 2. 38wt%TMAH 水溶液でパドル現像を 2分間行い、最後に 220°Cで 1時間ポストベータを行うといつ た、一連のフォトリソプロセスを経て、所定のパターユングを行うという方法がある。こ のときのバンクの厚みは 1〜5 μ mが好ましぐ 2〜4 μ mとするのが更に好ましい。
[0038] 続いて、図 4 (c)に示すように、隔壁 21を形成する。隔壁 21は陰極を画素又はドット 単位で電気的に隔離するために必要である。また、隔壁 21には貫通孔を設け、すで にバンク 6に設けられている第二のコンタクトホール 9bと連結させて、第二のコンタクト ホール 9を形成することが好ましい。これによつて、後に形成される隔壁上の金属膜 2 2と駆動 TFT32のソース電極 34とを接続することができる。
[0039] 実施例 1では、隔壁 21を「第一の隔壁形成法」を用いて作製している。すなわち、図 5に示すように、バンク 6上にネガ型感光性榭脂 43を塗布し、異なるパターンの 2つ のマスク 42a、 42bで基板の両側を挟み、両側カゝら紫外線 41で露光することで、形成 することができる。具体的には、図 5 (a)のように、上部マスク 42aの開口部を透過する 光が隔壁 21の外壁側を形成するように、かつ、下部マスク 42bの開口部を透過する 光が隔壁 21の内壁側を形成するように、それぞれ開口部を 2箇所有するマスク 42a、 42bの位置を調整する。このような形で紫外線 41を露光すると、上部マスク 42a及び 下部マスク 42bを透過した光は、いずれも対面方向に向力つてテーパ状に紫外線 41 が照射されることになる。そして、現像工程を行うことで、そのように紫外線 41が照射 された領域 51、 52の形状で、レジストはパターユングされる。こうして、基板の上部か らは隔壁 21の外壁側を、基板の下部からは隔壁 21の内壁 (コンタクトホール)側を、 それぞれパターユングすることができる。
[0040] その結果、図 5 (b)のように、中央に第二のコンタクトホール 9cを有するオーバーハン グ形状の隔壁 21が形成される。なお、上記パターユングを行う際には、隔壁 21の開 口部とバンク 6上に設けられた第二のコンタクトホール 9bとが連結されるようにする点 に留意が必要である。
[0041] 続 、て、図 4 (d)に示すように、有機 EL膜 4を形成する。有機 EL膜材料として高分子 系有機 EL材料を用いる場合は、特定の領域を選択的に塗布できる手法、特に、イン クジェット法を用いることが好ましい。インク材料をバンク 6の開口部 16に塗布し、乾 燥工程又は焼成工程を行うことにより有機 EL膜 4を形成することができる。バンク 6の 表面には塗液をはじく特性 (撥液性）、陽極 3の表面には塗液に対し親和的な特性（ 親液性)を付与することが好ましぐそれによりインクジェットノズルから吐出された液 滴がバンク 6の開口部 16の表面に力かったとしても、パターユングを的確に行うことが 可能となる。親液性は紫外線 (UV) オゾン処理や酸素プラズマ処理によって付与 することができ、撥液性の付与は四フッ化炭素等のフッ素系ガスを用いたプラズマ処 理によって付与することができる。有機 EL膜 4は、有機 EL膜材料塗布後に、 100°C 以下の温度下での乾燥工程 (必要に応じて減圧を組み合わせる）、及び、 150°C〜2 00°Cの温度下での焼成工程を経て得ることができる。また、有機 EL膜 4は、デバイス 特性を向上させるため多層膜の構成とすることが好ましぐ発光層以外に、正孔注入 /輸送層、電子注入/輸送層、キャリアブロック層等を含む積層膜の構成とすること が好ましい。このときの各層の膜厚は 50〜： LOOnm程度が好ましい。正孔注入/輪 送材料の例としては、 PEDOT—PSS (ポリエチレンジォキシチォフェン ポリスチレ ンスルフォン酸)やポリア-リン等が挙げられる。また、発光材料の例としては、ポリ ジォクチルフルオレン等のポリフルオレン誘導体、スピロ型ポリフルオレン誘導体、ポ リー p フヱ-レンビ-レン誘導体等が挙げられる。
[0042] 続、て、図 4 (e)に示すように、有機膜 4上に陰極 5を形成する。陰極 5の材料として は、例えば、ボトムェミッション型の場合には、ノ リウムとアルミニウムの積層膜を用い ることができる。このときの膜厚は、ノ リウムが約 5nm、アルミニウムが約 lOOnmとす る。トップェミッション型の場合には、発光を陰極 5側力も取り出す構成であるため、陰 極 5による光のロスを低減させるため透過率を確保する必要があり、バリウムとアルミ -ゥムの積層膜を用いるのであれば陰極 5の膜厚を薄くする方が好ましぐ例えば 10 nm以下とする。また、陰極 5の材料として、透明導電材料を用いてもよい。
[0043] また、隔壁 21上には、導電膜 22を形成する。この導電膜 22は、使用目的に応じて 材料を適宜変更することができる。陰極 5と同じ構成でよい場合は、陰極 5の形成と同 時に形成してもよい。この場合、全面に一度に金属膜を形成したとしても、隔壁 21に よって、陰極 5と隔壁 21上の導電膜 22とがそれぞれ分断されて各金属膜が形成され るので、製造工程を増やす必要がない。
[0044] 最後に大気を遮断するための封止を施すことにより有機 EL素子が完成する。
[0045] このようにして作製された有機 EL表示素子は、陰極 5が画素単位又はドット単位で孤 立しているため、共通電極として基板全面にベタ形成されている場合よりも、陰極 5に おける電圧降下を小さくすることができるという利点がある。また、隔壁 21上には導電 膜 22が形成されており、コンタクトホール 9を介して駆動 TFTのソース電極 34と接続 されているので、駆動 TFT32のソース電極 34から表示領域外部に取り出す配線を 隔壁上の導電膜 22が担っており、これによつて開口率の向上を図ること、及び、寄生 容量の低減が図れる。
[0046] (実施例 2)
実施例 2は、隔壁 21の製造方法が異なる点以外は、実施例 1と同様である。
実施例 2では、隔壁 21を「第二の隔壁形成法」を用いて作製している。図 6は、実施 例 2の隔壁 21の製造フローを示す。
[0047] まず、図 6 (a)のように、バンク 6上にネガ型感光性榭脂 43を塗布する。次に、ネガ型 感光性榭脂 43側から、マスク 42cの開口部を透過する光が隔壁 21の外壁側を形成 するように、開口部を 2箇所有するマスク 42cの位置を調整し、紫外線 41を全面に照 射する。これにより、実施例 1と同様、対面方向に向力つてテーパ状に紫外線 41が照 射され、かつ、現像工程により、図 6 (b)のように、紫外線 41が照射された領域の形 状で、レジスト 43はパターユングされる。
[0048] 続、て、図 6 (c)のように、ポジ型感光性榭脂 44を塗布する。次に、ポジ型感光性榭 脂 44側から、マスク 42dの開口部を透過する光が隔壁 21の内壁側を形成するように 、開口部を 1箇所有するマスク 42dの位置を調整し、紫外線 41を全面に照射する。こ れにより、上述と同様、対面方向に向かってテーパ状に紫外線 41が照射されること になるが、この工程ではポジ型感光性榭脂 44を用いていることから、現像工程により 、紫外線 41が照射されなかった領域の形状で、レジストはパターユングされる。こうし て、隔壁 21の内壁 (コンタクトホール)側が形成される。
[0049] その結果、図 6 (d)のように、中央に第二のコンタクトホール 9cを有するオーバーハン グ形状の隔壁 21が形成される。なお、上記パターユングを行う際には、隔壁 21の開 口部とバンク 6上に設けられた第二のコンタクトホール 9bとが連結されるようにする点 に留意が必要である。
[0050] なお、本願は、 2006年 4月 26曰に出願された曰本国特許出願 2006— 122610号 を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するも のである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
[0051] また、本願明細書における「以上」及び「以下」は、当該数値 (境界値)を含む。
図面の簡単な説明
[0052] [図 1]実施例 1で作製される有機 EL表示装置の断面模式図であり、かつ、図 3に示す A—B線の断面模式図である。
[図 2]実施例 1で作製される有機 EL表示装置の回路図である。
[図 3]実施例 1で作製される有機 EL表示装置の回路構成を示す平面模式図である。
[図 4]実施例 1で作製される有機 EL表示装置の製造工程を示す断面模式図である。 (a)は陽極までが作製されたとき、（b)は更にバンクが作製されたとき、（c)は更に隔 壁が作製されたとき、（d)は更に有機膜が作製されたとき、（e)は更に陰極が作製さ れたときを、それぞれ示す。
[図 5]実施例 1で作製される有機 EL表示装置の、隔壁の製造工程 (第一の隔壁の製 造方法)を示す断面模式図である。（a)は基板の両側力も光を照射したとき、（b)はこ れを露光、現像してパターユングを行ったときを、それぞれ示す。
[図 6]実施例 2で作製される有機 EL表示装置の、隔壁の製造工程 (第二の隔壁の製 造方法)を示す断面模式図である。（a)はネガ型感光性榭脂を塗布したとき、（b)は これを露光、現像してパターユングを行ったとき、（c)はポジ型感光性榭脂を塗布し たとき、（d)は更に、これを露光、現像してパターユングを行ったときを、それぞれ示 す。
[図 7]従来の有機 EL表示装置の回路図である。
[図 8]従来の有機 EL表示装置の断面模式図である。
符号の説明
[0053] 1、 101 :基板
2、 102 :層間絶縁膜 、 103:陽極（下部電極）
、 104:有機 EL膜
、 105:陰極（上部電極）
、 106:バンク
、 107:有機 EL発光領域
、 8a:第一のコンタクトホール 、 9a、 9b、 9c:第二のコンタクトホーノレ1、 111:ゲート線
2、 112:ソース線
3、 113:電源供給線
、 114:表示領域外部
6ソくンク開口部
1:隔壁
2: (隔壁上の)導電膜
1、 131:スィッチ TFT
2、 132:駆動 TFT
：駆動 TFTのドレイン電極 、 134:駆動 TFTのソース電極 ：スィッチ TFTのドレイン電極 ：スィッチ TFTのソース電極
1:紫外線
a:マスク（上部）
b:マスク（下部）
c:マスク（一回目）
d:マスク（二回目）
：ネガ型感光性榭脂 (レジスト） :ポジ型感光性榭脂
：紫外線が照射された領域 (上部） 52：紫外線が照射された領域 (下部) 1: 流
D:ドレイン電極
G:ゲート電極
S:ソース電極

Claims

請求の範囲
[1] 基板上に、下部電極、有機エレクト口ルミネッセント膜及び上部電極をこの順に備え た有機エレクト口ルミネッセント表示装置であって、
該上部電極は、絶縁性を有する隔壁によって、画素単位又はドット単位に分断され ていることを特徴とする有機エレクト口ルミネッセント表示装置。
[2] 前記隔壁は、オーバーハング形状であることを特徴とする請求項 1記載の有機エレク トロルミネッセント表示装置。
[3] 前記隔壁は、上面に導電膜を有することを特徴とする請求項 1記載の有機エレクト口 ルミネッセント表示装置。
[4] 前記隔壁は、コンタクトホールが形成されたものであることを特徴とする請求項 3記載 の有機エレクト口ルミネッセント表示装置。
[5] 請求項 4記載の有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法であって、
該製造方法は、基板の両側力 異なる透光パターンを有するフォトマスクを介して感 光性榭脂膜の露光を行い、感光性榭脂膜の現像を行うことにより、開口部が設けられ た隔壁を形成することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法
[6] 請求項 4記載の有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法であって、
該製造方法は、ネガ型感光性榭脂膜の露光及び現像を行い、第一開口部が設けら れた隔壁外壁部を形成する工程と、
該隔壁外壁部上及び第一開口部内上にポジ型感光性榭脂膜を形成する工程と、 該ポジ型感光性榭脂膜の露光及び現像を行い、第二開口部が設けられた隔壁内壁 部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法。
[7] 前記有機エレクト口ルミネッセント表示装置は、更に nチャネル型薄膜トランジスタを有 し、
前記上部電極は、 nチャネル型薄膜トランジスタのドレイン電極と接続されて 、る ことを特徴とする請求項 1記載の有機エレクト口ルミネッセント表示装置。
[8] 前記隔壁は、 nチャネル型薄膜トランジスタのソース電極と接続された導電膜を上面 に有することを特徴とする請求項 7記載の有機エレクト口ルミネッセント表示装置。 請求項 7記載の有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法であって、 該製造方法は、液状材料を選択的に塗布することにより有機エレクト口ルミネッセント 膜を形成することを特徴とする有機エレクト口ルミネッセント表示装置の製造方法。
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