(57)【要約】【課題】機能溶液を貯留、乾燥して形成される発光層を有する有機ＥＬ表示装置において、機能溶液の乾燥速度に着目して機能膜の出来上がり厚さを好適に制御する技術を提供する。【解決手段】有機ＥＬ表示装置１は、ガラス基板１１上に、駆動回路層１２、平坦化層１３、陽極１４、画素規制層１５、および正孔注入層１６をこの順に積層してなる下部構造体と、下部構造体上における、個々に発光表示を行うための複数の画素領域と複数の画素領域に隣接して設けられた非有効領域の一部とを含む配置領域の周囲に形成された隔壁１７とを備える。さらに、電界発光可能な有機材料を含む発光層が前記配置領域に形成され、陰極を含む上部構造体が前記発光層上に形成される。【選択図】図１
2010263054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、陽極および陰極のうちの一方を含む下部構造体と、
前記下部構造体上における、個々に発光表示を行うための複数の画素領域からなる有効領域の一部と前記有効領域に隣接する非有効領域の一部とを含む配置領域の周囲に形成された隔壁と、
前記配置領域に形成され、電界発光可能な有機材料を含む発光層と、
前記発光層上に形成され、前記陽極および前記陰極のうちの他方を含む上部構造体と
を備える有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
前記配置領域の幅は、前記有効領域と前記非有効領域との境界部と、終端部とで異なる
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項３】
前記配置領域の終端部における前記下部構造体の高さは、前記配置領域の前記有効領域と前記非有効領域との境界部における前記下部構造体の高さよりも低い
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項４】
前記発光層は、前記有機材料を含む機能溶液を前記配置領域に貯留し、乾燥することで形成され、
前記配置領域に含まれる前記非有効領域の大きさは、前記機能溶液の種類に応じて定められる
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項５】
基部上において、設置される膜体の厚さが管理されるべき領域である有効領域の一部と、前記有効領域の外周に設定される非有効領域の一部とを含む配置領域を囲む隔壁と、
前記基部上の前記隔壁で囲まれた前記配置領域に形成された機能膜と
を備える装置。
【請求項６】
基板上に、陽極および陰極のうちの一方を含む下部構造体を形成する工程と、
前記下部構造体上における、個々に発光表示が行われる複数の画素領域からなる有効領域の一部と前記有効領域に隣接する非有効領域の一部とを含む配置領域の周囲に隔壁を形成する工程と、
前記配置領域に、電界発光可能な有機材料を含む機能溶液を配置する工程と、
前記機能溶液を乾燥することで、発光層を形成する工程と、
前記発光層上に、前記陽極および前記陰極のうちの他方を含む上部構造体を形成する工程と
を含む有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【請求項７】
基部上において、設置される膜体の厚みが管理されるべき領域である有効領域の一部と前記有効領域の外周領域である非有効領域の一部とを含む配置領域を囲む隔壁を形成する工程と、
前記基部上の前記隔壁で囲まれた前記配置領域に、機能溶液を配置する工程と、
前記機能溶液を乾燥することで、機能膜を形成する工程と
を含む成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置およびその製造方法に関し、特に、機能溶液の塗布および乾燥によって形成された発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は、有機化合物の電界発光現象を利用した発光表示装置であり、携帯電話機などに用いられる小型の表示装置として実用化されている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置は、画素ごとに独立に発光制御可能な複数の有機ＥＬ素子を基板上に配置して構成される。典型的な有機ＥＬ表示装置は、基板上に、駆動回路、陽極、発光機能層、陰極を積層することで作製される。発光機能層には、有機化合物からなる発光層とともに、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層などの複数の機能層のうちの１つ以上が積層される。
【０００４】
このような構成において、陽極および陰極から正孔輸送層などを介して発光層へ電荷が注入され、注入された電荷が発光層内で再結合することによって、発光が生じる。発光層は、均一な厚さで形成されることが重要である。なぜなら、発光層の厚さが不均一であると、発光面内での電流分布が不均一となって輝度むらが生じ、また、薄い部分への電流集中による装置寿命の低下の原因となるからである。
【０００５】
発光層は、例えば、発光層となるべき有機化合物を含む機能溶液を基板に塗布し、乾燥させることで形成される。機能溶液の貯留および乾燥によって形成される機能膜は、有機ＥＬ表示装置の発光層に限らず、各種の装置に利用されており、厚さが均一な機能膜を形成するための種々の技術が検討されている。
【０００６】
例えば、特許文献１は、基板上に隔壁を形成し、隔壁で画素ごとに区切られた空間（液体受容部と呼ばれる）に機能膜となるべき機能溶液を貯留、乾燥させて膜パターンを形成する製造方法を開示している。機能溶液は、例えばインクジェット法により、液体受容部に配置される。
【０００７】
この製造方法では、機能溶液の乾燥速度に着目して、表示装置として有効な画素に対応する領域である有効領域の外周部（非有効領域と呼ばれる）にまで複数の液体受容部をドット状に設け、有効領域から遠い液体受容部ほど多くの量の機能溶液を貯留する。これにより、有効領域の境界近傍における機能溶液の乾燥速度が緩和され、有効領域の全体で機能溶液の乾燥速度が均一になる。その結果、有効領域の全体で厚さが均一な機能膜が形成されるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１０３３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、非有効領域に複数のドット状の液体受容部を設ける従来技術の構成では、非有効領域に配置できる機能溶液の量が離散的になり、機能溶液の望ましい乾燥速度を正確に出すことが難しい。言い換えれば、特に有効領域の境界近傍において、機能膜の出来上がり厚さの制御性が悪く、膜厚の均一化に改善の余地があるという問題がある。
【００１０】
この問題は、機能膜が発光層である場合に限らず、カラーフィルタ膜など、機能溶液の貯留および乾燥により成膜可能なあらゆる機能膜に共通して生じる問題であると考えられる。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、有効領域の境界近傍における機能溶液の乾燥速度に着目して機能膜の出来上がり厚さを好適に制御できる有機ＥＬ表示装置および製造方法、ならびに機能膜を備える装置および成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ表示装置は、基板上に形成され、陽極および陰極のうちの一方を含む下部構造体と、前記下部構造体上における、個々に発光表示を行うための複数の画素領域からなる有効領域の一部と前記有効領域に隣接する非有効領域の一部とを含む配置領域の周囲に形成された隔壁と、前記配置領域に形成され、電界発光可能な有機材料を含む発光層と、前記発光層上に形成され、前記陽極および前記陰極のうちの他方を含む上部構造体とを備える。
【００１３】
この構成によれば、前記発光層が、前記有機材料を含む機能溶液を前記配置領域に貯留し、乾燥することで形成される場合に、前記非有効領域に設ける前記配置領域の大きさに応じて、前記非有効領域に配置する機能溶液の量を連続的に調整することが可能となる。その結果、前記非有効領域の近傍にある画素領域において、機能溶液の望ましい乾燥速度が出しやすくなり、機能膜の出来上がり厚さの制御性が改善される。
【００１４】
また、前記配置領域の幅は、前記有効領域と前記非有効領域との境界部と、終端部とで異なってもよい。好ましくは、前記配置領域の終端部における幅は、前記境界部における幅よりも広くてもよい。
【００１５】
また、前記配置領域の終端部における前記下部構造体の高さは、前記配置領域の前記有効領域と前記非有効領域との境界部における前記下部構造体の高さよりも低くてもよい。
【００１６】
この構成によれば、前記配置領域の終端部に貯留できる機能溶液の量を増やすことができるので、溶媒の乾燥速度が速い場合など、多量の機能溶液を前記非有効領域に配置したい場合に有利である。
【００１７】
また、望ましくは、前記配置領域に含まれる前記非有効領域の大きさは、前記機能溶液の種類に応じて定めてもよい。
【００１８】
この構成によれば、例えば溶媒の乾燥速度などに応じて、最適な量の機能溶液を前記非有効領域に配置できるので、機能膜の出来上がり厚さの制御性を改善するために有効である。
【００１９】
なお、本発明は、このような有機ＥＬ表示装置として実現することができるだけでなく、機能膜を備える装置、有機ＥＬ表示装置の製造方法、および成膜方法として実現することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る有機ＥＬ表示装置において、下部構造体上に、個々に発光表示を行うための複数の画素領域からなる有効領域の一部と、前記有効領域の周辺に設けられた非有効領域の一部とを含む配置領域を囲む隔壁を設置するので、前記配置領域に電界発光可能な有機材料を含む機能溶液を貯留し、乾燥することで、発光層を形成する場合に、前記配置領域に含まれる前記非有効領域の大きさに応じて、前記非有効領域に配置する機能溶液の量を連続的に調整することが可能となる。
【００２１】
その結果、前記非有効領域の近傍にある画素領域において、機能溶液の望ましい乾燥速度が出しやすくなり、機能膜の出来上がり厚さの制御性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施の形態における有機ＥＬ表示装置の構成の一例を示す部分斜視図
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）製造の段階における有機ＥＬ表示装置の構成を示す断面図
【図３】（Ａ）〜（Ｃ）下部構造体の形状の一例を説明するための有機ＥＬ表示装置の断面図
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）配置領域の形状の一例を説明するための有機ＥＬ表示装置の上面図
【図５】従来の有機ＥＬ表示装置の構成の一例を示す部分斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
（構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置１の、製造の途中における構成の一例を示す部分斜視図である。なお、図１は、説明のための模式図であり、各部の大きさの比は不同に描かれている。
【００２５】
図１に示される有機ＥＬ表示装置１は、基部であるガラス基板１１上に、駆動回路層１２、平坦化層１３、陽極１４、画素規制層１５、正孔注入層１６をこの順に積層してなる下部構造体と、下部構造体上に形成された隔壁１７とを備える。
【００２６】
陽極１４は、画素ごとに分割され、コンタクトホール１８において、駆動回路層１２に設けられる画素ごとの駆動用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と接続される。
【００２７】
画素規制層１５は絶縁膜であり、陽極１４上の所定の範囲に開口１９が設けられる。画素規制層１５は、発光が生じる領域を開口１９に対応する部分のみに制限する。
【００２８】
下部構造体上の隔壁１７で囲まれた配置領域に電界発光可能な有機材料を含む機能溶液を貯留し、乾燥することで、発光層が形成される。さらに、発光層上に陰極を含む上部構造体が形成される。
【００２９】
図１の太い破線は、有効な画素に対応する画素領域を示す。画素領域は、有機ＥＬ表示装置１の主面全体の中央部分（図示せず）に配置される。ここで、画素領域の全体を有効領域と定義し、有効領域に隣接する外周部を非有効領域と定義する。有効領域に形成される発光層の厚さは均一であることが求められる。
【００３０】
有機ＥＬ表示装置１において、同一色で発光すべき複数の画素がライン状に配列され、同一色の複数の画素領域と非有効領域の一部とを含む配置領域を囲む隔壁１７が設けられる。
【００３１】
有機ＥＬ表示装置１は、このような隔壁１７の特徴的な形状のために、隔壁１７で囲まれた配置領域に含まれる非有効領域の大きさに応じて、非有効領域に配置する機能溶液の量を連続的に調整することが可能となる。
【００３２】
その結果、非有効領域の近傍にある画素領域において、機能溶液の望ましい乾燥速度が出しやすくなり、機能膜の出来上がり厚さの制御性が改善される。
【００３３】
なお、配置領域の非有効領域部分にある機能溶液が、有効領域の機能溶液よりも先に乾燥してしまうと、非有効領域の近傍にある画素領域の機能溶液の乾燥速度を緩和する効果が失われてしまう。
【００３４】
このような事態を避けるため、配置領域の終端部に貯留される機能溶液の量を、配置領域の有効領域と非有効領域との境界近傍に貯留される機能溶液の量と比べて多くすることが有効である。
【００３５】
そのために、例えば、有効領域から離れるほど、下部構造体の高さを下げるか、配置領域の幅を広げてもよい。そのような形状の具体例については、後ほど詳しく説明する。
【００３６】
（製造方法）
有機ＥＬ表示装置１は、周知の方法を用いて製造することができる。以下では、有機ＥＬ表示装置１の製造方法の一例について、簡単に説明する。
【００３７】
図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、製造の段階における有機ＥＬ表示装置１の構成を示す断面図である。図２（Ａ）〜図２（Ｄ）は、図１のＡＡ’断面における非有効領域および１つの画素領域に対応する。
【００３８】
まず、ガラス基板１１の表面に半導体を薄膜状に堆積することにより駆動回路層１２を形成する。形成された駆動回路層１２内に、画素ごとのＴＦＴなどの素子を含む駆動回路を作り込む。
【００３９】
絶縁性の有機材料からなる平坦化層１３を駆動回路層１２上に形成する。形成された平坦化層１３にドライエッチングによりコンタクトホール１８を形成する。
【００４０】
金属をスパッタリングにより蒸着することにより陽極１４を形成する。形成された陽極１４をドライエッチングにより画素ごとに分割する。画素ごとに分割された陽極１４は、コンタクトホール１８において、駆動回路層１２内に作り込まれた画素ごとのＴＦＴ（図示せず）と電気的に接続される。
【００４１】
ＳｉＯ2、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＡｌＮなどの絶縁性の無機材料、またはポリイミド樹脂などの絶縁性の有機材料からなる画素規制層１５を陽極１４上に形成する。形成された画素規制層１５に、ドライエッチングにより開口１９を設ける。
【００４２】
ここまでの工程で、図２（Ａ）に示す構造が形成される。
【００４３】
次に、ポリチオフェン系のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ等の有機材料からなる正孔注入層１６を、スピンコート、インクジェット、ノズルコートなどの方法で形成する。正孔注入層１６は、酸化モリブデンなどの無機物をスパッタリングにより蒸着することで形成してもよい。
【００４４】
感光性のポリイミド樹脂をスピンコートにより塗布し、フォトリソグラフィーにより隔壁１７を形成する。隔壁１７は、図１に示されるように、同一色の複数の画素領域と非有効領域の一部とを含む配置領域を囲む位置に形成される。
【００４５】
ここまでの工程で、図２（Ｂ）に示す構造が形成される。
【００４６】
次に、電界発光可能な有機材料であるポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、またはポリフルオレンおよびその誘導体を含む機能溶液を、インクジェット法などにより、隔壁１７で囲まれた配置領域に配置し、乾燥させることで発光層２０を形成する。
【００４７】
ここまでの工程で、図２（Ｃ）に示す構造が形成される。
【００４８】
次に、遷移金属の酸化物からなる電子輸送層２１を、ドライプロセスにより形成する。
【００４９】
そして、Ｂａ、Ａｌなどの仕事関数の小さい金属を用いた光透過性の高い超薄膜を形成し、その上部にＩＴＯ、ＩＺＯなどの透光性材料からなる導電膜を積層することで、陰極２２を形成する。
【００５０】
ここまでの工程で、図２（Ｄ）に示す構造が形成される。
【００５１】
最後にガラスフリットなどを用いて封止をして完成する。
【００５２】
（下部構造体の形状の具体例）
先に、配置領域における下部構造体の高さを、有効領域から離れるほど下げてもよいことを述べた。以下、下部構造体の高さを下げるための構成の具体例について説明する。
【００５３】
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、下部構造体の形状の一例を説明するための有機ＥＬ表示装置１の断面図である。
【００５４】
図３（Ａ）は、配置領域の終端部において、正孔注入層１６をドライエッチングにより除去した例を示している。
【００５５】
図３（Ｂ）は、配置領域の終端部において、正孔注入層１６、画素規制層１５、および陽極１４をドライエッチングにより除去した例を示している。
【００５６】
図３（Ｃ）は、配置領域の終端部において、陽極１４をドライエッチングにより除去した後、画素規制層１５および正孔注入層１６を積層した例を示している。配置領域の終端部における陽極１４の除去は、陽極１４を画素ごとに分割する工程において行ってもよい。
【００５７】
このような構成により、配置領域における下部構造体の高さを、有効領域から離れるほど下げることで、配置領域の非有効領域部分にある機能溶液が、有効領域の機能溶液よりも先に乾燥してしまうことがなくなるので、非有効領域の近傍にある画素領域の機能溶液の乾燥速度を緩和する効果が最後まで持続する。
【００５８】
（配置領域の形状の具体例）
隔壁１７で囲まれた配置領域に含まれる非有効領域の大きさは、機能溶液の有効利用の観点から、非有効領域の近傍にある画素領域における機能溶液の乾燥速度を望ましい乾燥速度に緩和するために必要な、最小限の機能溶液を配置できる大きさであることが望ましい。
【００５９】
そのために、配置領域に含まれる非有効領域の大きさを、機能溶液の種類（特に、機能溶液の乾燥速度）に応じて定めてもよい。
【００６０】
図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、配置領域の形状の一例を説明するための有機ＥＬ表示装置１の上面図である。
【００６１】
図４（Ａ）は、赤の発光層２０Ｒを形成するために用いられる機能溶液の乾燥速度が、緑、青の発光層２０Ｒ、２０Ｇを形成するために用いられる機能溶液の乾燥速度よりも遅い場合に、非有効領域において、赤用の機能溶液の配置領域の大きさを、緑、青用の配置領域の大きさよりも小さくした例を示している。
【００６２】
図４（Ｂ）および図４（Ｃ）は、機能溶液の乾燥速度が、赤用、緑用、青用の順に遅くなる場合に、非有効領域において、機能溶液の配置領域の大きさを、赤用、緑用、青用の順に小さくした例を示している。
【００６３】
配置領域をこのような大きさに定めることにより、乾燥速度が遅い機能溶液が非有効領域に必要以上に配置されることがなくなり、機能溶液の無駄が省かれる。
【００６４】
（他の装置への適用例）
以上、機能溶液の貯留および乾燥により成膜される発光層を備える有機ＥＬ表示装置について説明した。
【００６５】
上述した隔壁や下部構造体の特徴的な形状は、隔壁で囲まれた下部構造体上の配置領域に、機能溶液を配置、乾燥させて形成される機能膜を有するあらゆる装置に適用することができる。
【００６６】
例えば、有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置に広く用いられるカラーフィルタ基板に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の有機ＥＬ表示装置は、携帯電話機、テレビ、パーソナルコンピュータなどのあらゆる表示装置に利用できる。さらには、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置における露光装置としての利用も考えられる。
【符号の説明】
【００６８】
１    有機ＥＬ表示装置
１１    ガラス基板
１２    駆動回路
１３    平坦化層
１４    陽極
１５    画素規制層
１６    正孔注入層
１７    隔壁
１８    コンタクトホール
１９    開口
２０、２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂ    発光層
２１    電子輸送層
２２    陰極
【図１】
2010263054.tif 000003
【図２】
2010263054.tif 000004
【図３】
2010263054.tif 000005
【図４】
2010263054.tif 000006
【図５】
2010263054.tif 000007