(57)【要約】【課題】  表示画素内の発光層の膜厚を均一化でき、かつ表示品質をより向上できる有機ＥＬ表示素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】  基板１１の一方の面に画素に対応してパターニングされた電極１２と、電極１２を囲うように基板１１の一方の面に形成された絶縁層１３と、絶縁層１３で囲まれた電極１２の上面の周縁全周を所定の幅で覆うように絶縁層１３に設けられた遮蔽部１４と、絶縁層１３で囲まれた電極１２の上面及び遮蔽部１４の上面に正孔輸送層１５を介して形成された発光層１６を備える構成にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた電極と、
前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に形成された絶縁層と、
前記電極の上面の周縁全周を覆うように前記絶縁層から突設された遮蔽部と、
前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して形成された発光層と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示素子。
【請求項２】
前記発光層の上面の高さは、その上面周縁全周が残りの他の部分よりも低く形成され、前記遮蔽部は、前記低く形成された発光層の上面の周縁全周に対向していることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ表示素子。
【請求項３】
前記遮蔽部の厚さは前記絶縁層の厚さより小さい寸法で形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬ表示素子。
【請求項４】
基板の一方の面に、形成すべき画素に対応して電極をパターニングする電極パターニング工程と、
前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に絶縁層を形成するとともに前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面の周縁全周を覆うように遮蔽部を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して発光層を形成する発光層形成工程と、
を備えることを特徴とする有機ＥＬ表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁層形成工程は、前記電極の上面及び該電極がパターニングされない前記基板の上面にポジ型レジスト層を形成するレジスト成形工程と、前記ポジ型レジスト層に前記絶縁層を形成するための遮光部及び前記遮蔽部を形成するためのハーフトーン部を有するフォトマスクを用いて前記ポジ型レジスト層を露光する露光工程を備えることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記遮蔽部の厚さは前記絶縁層の厚さより小さい寸法で形成されていることを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記発光層の上面の高さは、その上面周縁全周が残りの他の部分よりも低く形成され、前記遮蔽部は、前記低く形成された発光層の上面の周縁全周に対向していることを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の有機ＥＬ表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子の有機発光層からなる有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）ディスプレイ等に用いられる有機ＥＬ表示素子とその製造方法に関し、特に有機発光層を印刷方式によって形成する有機ＥＬ表示素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示素子は、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層を形成し、電極を通して有機発光層に電流を流すことにより発光させるものである。このような有機ＥＬ表示素子を効率良く発光させるには発光層の膜厚が重要であり、１００ｎｍ程度の薄膜にする必要がある。さらに、これをディスプレイ化するには高精細にパターニングする必要がある。
【０００３】
有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は抵抗加熱蒸着法等により薄膜形成される。この場合、低分子材料は微細パターンのマスクを用いてパターニングされるが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題がある。
【０００４】
そこで、最近では有機発光材料に高分子材料を用い、有機発光材料を溶剤に溶かして塗布液にし、これをウエットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。薄膜形成するためのウエットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等があるが、高精細にパターニングしたりＲＧＢ３色に塗分けしたりするためには、これらのウエットコーティング法では難しく、塗分けパターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。
【０００５】
また、印刷法の中でも、有機ＥＬ表示素子やディスプレイにおいては、その基板にガラス基板が用いられることが多いため、グラビア印刷法等のように金属製の印刷版等の硬い版を用いるものは不向きであり、弾性を有するゴム版を用いたオフセット印刷法またはゴムやその他の樹脂を主成分とした感光性樹脂版を用いる凸版印刷法が適正である。実際にこれらの印刷法の試みとして、オフセット印刷による方法（例えば特許文献１参照）、凸版印刷による方法（例えば特許文献２参照）などが提唱されている。
【０００６】
有機ＥＬ表示素子の発光層を凸版印刷法で形成する場合について、図５〜図７を参照して説明する。
まず、図５に示すように、基板７上に、形成すべき画素に対応して電極１をパターン化して形成し、この電極１の周囲を囲む形で絶縁層２を形成する。この絶縁層２は、感光性レジストをスピンコーターにて塗布し、しかる後、マスク露光及び現像によるフォトリソグラフィ法により形成される。次に、図６に示すように、電極１及び絶縁層２の上に正孔輸送層３をスピンコート法にて塗布することで形成する。その後、絶縁層２で囲まれた領域内の電極１上に発光層４を凸版印刷法により形成する。この発光層４が形成された領域が画素表示領域５となる。なお、図示省略したが、発光層４の上面には、電極１とは別の電極が形成される。
【特許文献１】特開２００１−９３６６８号公報
【特許文献２】特開２００１−１５５８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、印刷法で形成された発光層４においては、図６に示すように、発光層４の上面の高さが絶縁層２の内周近傍に対向する部分６で低くなってしまう現象が起こる。これは、溶剤に溶解した発光材料が凸版から電極基板にウエットな状態で転写し印刷された時に電極基板上で凸形となり、その傾向を残したまま乾燥して膜となるためである。その結果、図６及び図７に示すように、画素表示領域５の発光層４の周辺部分に上面高さの低い膜厚の薄い周辺部６が形成される。
このような発光層４の膜厚の薄い周辺部６は電解強度が強くなり、より輝度が上がる。このため、図７に示す画素表示領域５（絶縁層２に囲まれた部分）内の周辺部６のみが明るく光り、発光が不均一となって表示品質を著しく低下させてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、発光層の上面高さが低くなって膜圧が薄くなる部分を画素表示領域から隔絶し、これにより、画素表示領域の均一な発光を可能にするとともに表示品質をより向上できる有機ＥＬ表示素子及びその製造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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の有機ＥＬ表示素子は、基板と、前記基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた電極と、前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に形成された絶縁層と、前記電極の上面の周縁全周を覆うように前記絶縁層から突設された遮蔽部と、前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して形成された発光層とを備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明にかかる有機ＥＬ表示素子の製造方法は、基板の一方の面に、形成すべき画素に対応して電極をパターニングする電極パターニング工程と、前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に絶縁層を形成するとともに前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面の周縁全周を覆うように遮蔽部を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して発光層を形成する発光層形成工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の有機ＥＬ表示素子及びその製造方法によれば、絶縁層で囲まれた電極の上面の周縁全周を覆う遮蔽部を設け、この遮蔽部により発光層の上面高さが低くなって膜厚が薄くなる部分を画素表示領域から隔絶するようにしたので、画素表示領域の均一な発光を実現できるとともに有機ＥＬ表示素子の表示品質をより向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明にかかる有機ＥＬ表示素子及びその製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる有機ＥＬ表示素子及びその製造方法は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。
【００１３】
（第１の実施の形態）
図１〜図４により、本実施の形態における有機ＥＬ表示素子及びその製造方法について説明する。
図１は本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の断面を示す模式図、図２は本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の画素表示領域の平面図、図３は本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の絶縁層の形成過程を示す工程説明図である。
【００１４】
この実施の形態における有機ＥＬ表示素子は、図１に示すように、基板１１と、この基板１１の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた電極１２と、この電極１２の周縁を囲うように基板１１の一方の面に形成された絶縁層１３と、この絶縁層１３で囲まれた電極１２の上面の周縁全周を所定の幅で覆うように絶縁層１３の側壁面から基板１１の一方の面と平行な方向に突設された遮蔽部１４と、絶縁層１３で囲まれた電極１２の上面及び遮蔽部１４の上面に形成された正孔輸送層１５と、絶縁層１３で囲まれた領域の電極１２と対向する正孔輸送層１５の上面に形成された発光層１６とを備えている。また、図示省略したが、発光層１６の上面には、電極１２とは別の電極が形成される。
前記遮蔽部１４は、絶縁層１３の内周近傍部分において正孔輸送層１５からの発光層１６の上面高さが低くなって発光層１６の膜厚が薄くなる部分１６ａと互いに重なり合うように、かつ上記部分１６ａが画素表示領域１７（図２参照）内に臨まないように隔絶できる幅に形成され、そして、この遮蔽部１４の膜厚は絶縁層１３の膜厚より小さい寸法に形成されている。
【００１５】
このような本実施の形態に示す有機ＥＬ表示素子においては、遮蔽部１４を有する絶縁層１３で囲まれた画素表示領域に発光層１６を印刷法により形成した場合、図１に示すように、遮蔽部１４は絶縁層１３の内周近傍に生じた発光層１６の上面高さが低くなって膜厚が薄くなる部分１６ａと互いに重なり合う状態に対向され、この部分１６ａを画素表示領域１７から隔絶する。このため、膜厚の薄くなる部分１６ａは図２に示す画素表示領域１７内に現われない。これにより、画素表示領域１７内にある発光層１６の膜厚は均一な部分のみとなり、画素表示領域１７内の発光が均一になり、有機ＥＬ表示素子の表示品質をより向上することができる。
【００１６】
次に、この実施の形態における有機ＥＬ表示素子の絶縁層及び遮蔽部の形成方法について、図３及び図４を参照して説明する。
図３（Ａ）に示すように、基板１１の一方の面に画素に対応してパターニングされた電極１２を形成する（特許請求の範囲に記載した電極パターニング工程に相当する）。次いで、図３（B）に示すように、パターニングされた電極１２の表面及び電極がパターニングされない基板１１の表面に、例えば感光性と絶縁性を有するポジ型レジスト層２１をスピンコート法により形成する（特許請求の範囲に記載したレジスト成形工程に相当する）。
【００１７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、ハーフトーン部を有するフォトマスク２２を用いて、ポジ型レジスト層２１に露光を行う（特許請求の範囲に記載した露光工程に相当する）。
ここで、フォトマスク２２は、図３（Ｃ）に示すように、透明基板２２ａと、図１に示す絶縁層１３を形成するために透明基板２２ａに設けた遮光部２２ｂと、図１に示す遮蔽部１４を形成するために透明基板２２ａに遮光部２２ｂに隣接して設けたハーフトーン部２２ｃと、電極１２に対応する光透過部２２ｄとによって構成されている。
このハーフトーン部２２ｃを有するフォトマスク２２を介してポジ型レジスト層２１にＵＶ（紫外線）光２３を照射した場合、遮光部２２ｂに対応するポジ型レジスト層２１の箇所へのＵＶ光２３は遮光されるため、その後の現像工程においても、遮光部２２ｂに対応する箇所のレジスト層はほとんど溶解することなく、元のままの厚膜として残り、これが絶縁層１３となる。また、光透過部２２ｄに対応するポジ型レジスト層２１の箇所には光透過部２２ｄを通してＵＶ光２３が十分照射されるため、この箇所のレジスト層は現像工程にて完全に除去される。また、ハーフトーン部２２ｃに対応するポジ型レジスト層２１の箇所には、減じられたＵＶ光２３ａが照射されるため、この箇所のレジスト層には現像工程にてＵＶ光の照射光量に対応する厚さの膜厚が残り、これが遮蔽部１４となる。
【００１８】
よって、ハーフトーン部２２ｂを有するフォトマスク２２を介してポジ型レジスト層２１をＵＶ光２３により露光し、現像することにより、図３（Ｃ）に示すような膜厚の厚い絶縁層１３と膜厚の薄い遮蔽部１４を有する絶縁層を一括形成することができる。
したがって、遮蔽部１４を有する絶縁層１３で囲まれた画素表示領域１７内に発光層１６を印刷法により形成した場合、図１に示すように、遮蔽部１４は絶縁層１３の内周近傍に生じた発光層１６の上面高さが低くなって膜厚が薄くなる部分１６ａと互いに重なり合う状態に対向されるため、この膜厚の薄い部分１６ａは図２に示す画素表示領域１７内に現われることがない。このため、画素表示領域１７内には発光層１６の膜厚が均一な部分のみが存在することになり、画素表示領域１７内の発光が均一になる。
【００１９】
次に、本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の絶縁層を形成する場合の具体例について図４を参照して説明する。
図４において、絶縁層１３及び遮蔽部１４を形成するためのフォトマスク２２は、ＵＶ光２３を透過する透明基板２２１と、この透明基板２２１のＵＶ光出射側表面に積層状態に設けられ、ＵＶ光２３を減衰させる薄膜、例えば、ＩＴＯ（インジウム−錫酸化物）などの金属酸化物からなるハーフトーン部２２２と、このハーフトーン部２２２のＵＶ光出射側表面に積層状態に設けられ、ＵＶ光を遮光する薄膜、例えば、クロム膜からなる遮光部２２３とから構成されている。
【００２０】
遮光部２２３の図４に示す左右方向の幅は、絶縁層１３の幅ｂ＝２０μｍに相当する長さを有し、ハーフトーン部２２２の図４に示す左右方向の幅ａはａ＝４０μｍに相当する長さを有している。また、遮光部２２３はハーフトーン部２２２の図４に示す左右方向の中央に位置して配置することにより、ハーフトーン部２２２の左右方向の両端部分に、幅ｃ＝１０μｍに相当する寸法の部分が形成されるようになっている。この部分は、遮蔽部１４を形成するためのものである。
また、ハーフトーン部２２２の膜厚は、遮蔽部１４の膜厚ｄ２が絶縁層１３の膜厚ｄ１の１／２となるように、ＵＶ光の強度が減じられる厚みに設定されている。例えば絶縁層１３の膜厚ｄ１がｄ１＝１μｍである場合、遮蔽部１４の膜厚ｄ２はｄ２＝０．５μｍとなる。
【００２１】
このように遮蔽部１４を有する絶縁層１３で取り囲まれた電極１２の表面に印刷にて形成された発光層１６において、絶縁層１３の内周近傍部分に対応する発光層１６の上面高さが低くなって発光層１６の膜厚が薄くなる部分１６ａ（従来、輝度が明るくなる周辺部６に相当）の幅寸法は概ね５μｍ程度であるため、遮蔽部１４の幅ｃを、ｃ＝１０μｍにすれば、この遮蔽部１４で膜厚の薄くなる部分１６ａを十分に隠すことができ、画素表示領域１７内に膜厚の薄い部分１６ａが現われないことが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の断面を示す模式図である。
【図２】本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の画素表示領域の平面図である。
【図３】本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の絶縁層の形成過程を示す工程説明図である。
【図４】本実施の形態における有機ＥＬ表示素子の絶縁層を形成する場合の具体例を示す説明図である。
【図５】従来の有機ＥＬ表示素子における絶縁層の形成過程を示す説明用断面図である。
【図６】従来における有機ＥＬ表示素子の断面を示す模式図である。
【図７】従来における有機ＥＬ表示素子の画素表示領域の平面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１……基板、１２……電極、１３……絶縁層、１４……遮蔽部、１５……正孔輸送層、１６……発光層、１６ａ……膜厚の薄い部分、１７……画素表示領域、２１……ポジ型レジスト層、２２……フォトマスク、２２１……透明基板、２２２……ハーフトーン部、２２３……遮光部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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