(57)【要約】      （修正有）【課題】１画素内での輝度均一性に優れた有機ＥＬ表示装置及びその製造方法の提供。【解決手段】基板１上に複数の画素が配置され、各画素が画素電極と発光層を含む有機材料層５と上部電極６との積層体を有する有機ＥＬ表示装置において、画素内で画素電極及び有機材料層５が複数に分割されている。画素電極を分割した分割画素電極３の端面が有機材料層５によって被覆されている。分割画素電極３の各々に対し有機材料を含む溶液をインクジェット法で滴下することにより、溶液を選択的に塗布し、有機材料層５を形成する。又は、複数の分割画素電極３からなる分割画素電極群の各々に対し溶液をインクジェット法で滴下した後、滴下された溶液を各分割画素電極３に対応して分離させることにより、溶液を選択的に塗布する。分割画素電極３下に撥液性表面を有する下地層２を形成する。溶液を滴下する前に、分割画素電極３間に露出する下地層２表面の撥液性を高める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の画素が配置され、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、
前記画素内で前記画素電極及び前記有機材料層が複数に分割されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
【請求項２】
前記画素電極を分割した分割画素電極下に撥液性表面を有する下地層が形成されてい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ス表示装置。
【請求項３】
前記画素電極を分割した分割画素電極の最長辺が２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２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】
前記画素電極を分割した分割画素電極の端面が前記有機材料層によって被覆されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項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】
基板上に複数の画素を配置し、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
前記画素内で前記画素電極を複数に分割形成した後、形成された分割画素電極の各々に対し有機材料を含む溶液を選択的に塗布し、前記有機材料層を形成することを特徴とする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６】
前記分割画素電極下に撥液性表面を有する下地層を形成することを特徴とする請求項５記載の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】
前記溶液を選択的に塗布する前に、前記分割画素電極間に露出する前記下地層表面の撥液性を高めておくことを特徴とする請求項６記載の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８】
前記分割画素電極の最長辺を２００μｍ以下とすることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項記載の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９】
前記分割画素電極の各々に対し前記溶液をインクジェット法で滴下することにより、前記溶液を選択的に塗布することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の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１０】
複数の前記分割画素電極からなる分割画素電極群の各々に対し前記溶液をインクジェット法で滴下した後、滴下された前記溶液を各分割画素電極に対応して分離させることにより、前記溶液を選択的に塗布することを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載の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１１】
滴下直後の前記溶液の径を２００μｍ以下とすることを特徴とする請求項９又は１０記載の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１２】
１回に滴下する前記溶液の液量を１５０ｐｌ以下とすることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に複数配置された画素の各々において画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極とがこの順に積層されてなる有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと称する。）素子は、自発光型素子であるため視野角が広く、バックライトが不要で薄型化及び消費電力の節減が容易であり、しかも応答速度が速い等の利点を持つことから、液晶表示装置に替わる次世代表示装置として注目を集めている。有機ＥＬ素子は、発光層の材料により高分子型と低分子型とに大きく分けることができ、このうち高分子型の有機ＥＬ素子は、大面積化が容易であることから高精細、大画面の表示装置に適するものである。高分子型の有機ＥＬ素子の発光層は、高分子有機材料と溶剤を含む溶液を基板に塗布することにより形成され、例えばインクジェット法により形成されることが多い。
【０００３】
例えば特許文献１には、特定の有機化合物と感光性樹脂とを含む溶液を塗布し、乾燥して感光性樹脂層を形成し、感光性樹脂層を露光、現像処理した後、ポストベークして前記有機化合物層で表面が覆われた格子状のバンクを形成し、格子状のバンクで区画された複数の陽極上にインク状正孔輸送材料及びインク状発光材料をインクジェットにより供給する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−０８６３７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インクジェット法で発光層を含む有機材料層を形成する場合、例えば図１０（ａ），（ｂ）に示すように、予め基板１０１上に格子状の画素分離用バンク１０２と画素分離用バンク１０２の開口部に露出した画素電極１０３とを形成しておき、この画素電極１０３上にノズルから高分子有機材料と溶剤を含む溶液を滴下する。滴下直後の溶液１０４は、端部に比べて中央部が盛り上がった形状とされているが、溶液１０４を乾燥させて溶剤を除去することにより徐々に平坦化し、その結果有機材料層が形成されることになる。有機ＥＬ素子を用いた表示装置においては、均一な表示を達成する観点から、画素分離用バンク１０２で区画される画素内における有機材料層の膜厚を均一に形成することが要求される。
【０００５】
しかしながら、実際には画素内での有機材料層の膜厚均一性を確保することは困難である。例えば、溶液１０４を１回滴下しただけでは溶液１０４の量が不足し、図１１に示すように、画素電極１０３全体へ溶液１０４が広がらず、塗布が不十分となることがある。この問題は、対角３２インチ型のハイビジョンテレビのような大画面表示装置に形成される有機ＥＬ素子のように、画素分離用バンク１０２で囲まれる画素電極１０３の寸法が２００μｍ×４００μｍ程度とされる場合、顕著となる傾向にある。そこで、塗布対象となる領域、すなわち画素電極１０３につき溶液の滴下を複数回行うことが考えられるが、この場合、有機材料層に膜厚むらが生じてしまう。その結果、画素内で輝度むらを生じ、表示領域の全域で均一な画像表示を行うことができなくなるおそれがある。また、例えばノズル径を大きくすること等により１回に滴下される溶液の量を増やすことも考えられるが、この場合、滴下される溶液の量のばらつきが大きくなり、有機材料層の膜厚を制御することができなくなるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明はこのような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、１画素内での輝度均一性に優れた有機エレクトロルミネッセンス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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の目的を達成するために、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、基板上に複数の画素が配置され、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置であって、前記画素内で前記画素電極及び前記有機材料層が複数に分割されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、基板上に複数の画素を配置し、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、前記画素内で前記画素電極を複数に分割形成した後、形成された分割画素電極の各々に対し有機材料を含む溶液を選択的に塗布し、前記有機材料層を形成することを特徴とする。
【０００９】
画素内の画素電極を複数の分割画素電極として分割形成し、塗布対象となる領域を細分化することで、比較的少量の溶液で各領域の充分な塗布が可能となり、有機材料層の膜厚制御が容易となる。分割画素電極の各々に形成される有機材料層の膜厚制御が容易となるので、画素内全体で膜厚の均一性に優れた有機材料層が形成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、各画素内における輝度むらの発生が抑制され、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の表示領域の全域にわたって均一な表示を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した有機エレクトロルミネッセンス表示装置及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
先ず、本発明を適用した有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置の第１の実施形態について説明する。有機ＥＬ表示装置は、基板上に複数の画素が例えばマトリクス状に配置され、各画素が画素電極と少なくとも発光層を含む有機材料層と上部電極との積層体を有するものである。
【００１３】
本実施形態の有機ＥＬ表示装置では、図１に示すように、例えばガラス基板等に薄膜トランジスタや駆動回路等（図示は省略する。）が予め作製された基板１上に下地層２を介して画素分離用バンク４が例えば格子状に形成され、有機ＥＬ表示装置の画素を区画している。画素分離用バンク４で囲まれる領域（画素）の各々には、ＩＴＯ等からなる画素電極（陽極）、発光層を含む有機材料層及び陰極の積層体が形成されている。本実施形態では、各画素内において画素電極は３分割され、３つの分割画素電極３から構成される。また、各分割画素電極３上に少なくとも発光層を含む分割有機材料層５が形成され、さらに分割画素電極３上に、上部電極としてアルミニウム等の金属や合金等からなる陰極６が各画素共通に形成されている。
【００１４】
分割画素電極３の間の領域には、下地層２の表面が露出している。露出した下地層２の表面は、分割画素電極３の表面より高い撥液性を有するものである。ここで撥液性とは、分割有機材料層５を形成するための有機材料と有機溶剤とを含む溶液に対する撥液性のことをいう。下地層２は、例えばアクリル系の感光性樹脂等を基板１の略全面に塗布し、露光処理、現像処理等の処理を経て形成される。
【００１５】
分割有機材料層５は少なくとも発光層を含んでいればよく、図１に示すような単層構造でもよいし、多層構造でもよい。分割有機材料層５が多層構造の場合、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を含むことができる。
【００１６】
分割有機材料層５は、分割画素電極３の端面を被覆するように形成される。通常、陰極６は各画素共通、すなわち各分割画素電極３に共通に形成されるため、分割画素電極３上に分割有機材料層５を単純に積層しただけでは、分割画素電極３の露出した端面と陰極６とが接触し、短絡を引き起こすおそれがある。そこで、分割画素電極３の端面を分割有機材料層５で被覆することにより、分割画素電極３と陰極６との接触を防止し、短絡を防止することができる。
【００１７】
なお、分割画素電極３と陰極６との電気的接触を防止する構成としては、分割画素電極間に例えば画素分離用バンク等を別途形成する構成も考えられる。しかしながら、分割画素電極間に画素分離用バンクを形成すると、非発光領域の拡大や分割有機材料層の膜厚平坦性の悪化等の不都合を引き起こすおそれがある。これに対し、分割有機材料層５が分割画素電極３の端面を被覆する構成は、分割有機材料層５が分割画素電極３と陰極６との電気的接触を防止する機能を兼ねるので、画素分離用バンク等を別途形成する構成に比較して、発光に寄与する有効面積を広く確保できる点、及び分割有機材料層５の膜厚平坦化の点で有利である。
【００１８】
分割画素電極３の端面は、分割画素電極３の端面が基板面に対し垂直に立ち上がっていてもよいが、基板１の主面に対し傾斜したテーパー形状とされることが好ましい。分割画素電極３の端面がテーパー形状とされることで、分割有機材料層５による分割画素電極３の被覆性が良好となり、分割画素電極３と陰極６との短絡防止効果を高めることができる。
【００１９】
また、分割画素電極３の端面の被覆性を高める観点では、分割画素電極３を例えば膜厚２０ｎｍ〜５０ｎｍの薄膜に形成することも有効である。分割画素電極３を薄膜とすることで、分割有機材料層５による分割画素電極３の端面の被覆性が良好となり、分割画素電極３と陰極６との短絡防止効果を高めることができる。
【００２０】
以下、図１に示す構成の有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。
先ず、図２（ａ）に示すような構造を得る。下地層２は、基板１上にアクリル系の感光性樹脂（例えばＪＳＲ社製、ＰＣ４０５）等を塗布し、露光処理、現像処理等を行うことにより得ることができる。
【００２１】
次に、下地層２上に分割画素電極３を形成する。通常、画素電極は、下地層２上に例えばＩＴＯ膜を形成した後、例えばフォトリソグラフィ法でパターニングすることにより形成される。ここで、従来の有機ＥＬ表示装置では画素分離用バンク４で区画される画素内に画素電極を一様に形成するが、本発明の有機ＥＬ表示装置では、各画素内で画素電極を分割し、各画素内に複数の分割画素電極３を形成する。分割画素電極３の間には、下地層２の表面を露出させる。
【００２２】
分割画素電極３を形成した後、複数の分割画素電極３から構成される画素電極の周縁部を被覆するように、例えば格子状の画素分離用バンク４を形成する。なお、図２（ｂ）では、画素分離用バンク４の開口部（２００μｍ×４００μｍ）内に３つの分割画素電極３（２００μｍ×１１０μｍ）を形成した状態を示している。
【００２３】
次に、分割画素電極３の間に露出する下地層２の表面の撥液性を高める。下地層２の表面の撥液性は、例えば画素分離用バンク４を形成した後、ＣＦ４を含むガスを用いてドライエッチングを行うことにより高めることができる。
【００２４】
次に、分割画素電極３に対し分割有機材料層５の構成材料と有機溶剤とを含む溶液を選択的に塗布し、有機材料層として分割有機材料層５を形成する。溶液の選択的塗布法としては、印刷法、インクジェット法等が挙げられるが、本実施形態では、図３に示すように、分割画素電極３の各々に対し溶液７をインクジェット法で例えば１滴ずつ滴下することにより、選択的塗布を実現している。このとき、分割画素電極３から溶液７がはみ出すことがあるが、分割画素電極３間に露出した下地層２の表面は高い撥液性を有するので、分割画素電極３からはみ出した溶液７は下地層２によってはじかれて分割画素電極３上及びその周辺部に速やかに移動することとなる。その後、溶液７から溶剤を例えば乾燥により除去することによって、図４に示すように、分割画素電極３の上面及び端面を被覆するように分割有機材料層５が形成される。乾燥は、例えばＮ２雰囲気中、温度１５０℃で１時間処理すればよい。
【００２５】
次に、例えば表示領域の略全面に金属又は合金等を成膜し、各画素に共通の陰極６を形成することにより、図１に示す構成の有機ＥＬ表示装置が得られる。
【００２６】
以上のような有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、画素電極を分割形成することで、塗布対象となる領域（分割画素電極３）１つあたりの面積を狭くしている。塗布対象となる領域を狭くすることで、比較的少量の溶液で各領域（分割画素電極３）の塗布が充分可能となるので、例えば溶液の１回の滴下量の増加や塗布対象となる領域への複数回の滴下等、膜厚むらを発生させる要因を排除でき、膜厚制御が容易となる。したがって、膜厚均一性に優れた分割有機材料層５を形成することができる。また、画素内の分割有機材料層５間での膜厚のばらつきも抑制される。その結果、画素内での輝度均一性を高めることができ、さらには表示領域の全域にわたって均一な表示を実現することができる。
【００２７】
また、各分割画素電極３を撥液性表面を有する下地層２で分割することにより、滴下した溶液７を各分割画素電極３上及びその周辺部へ速やかに分離させ、分割画素電極３を有機材料層５により確実に被覆することができる。
【００２８】
さらに、各分割画素電極３を撥液性表面を有する下地層２で分割することにより、分割画素電極３間の距離を最小のものとすることができ、各画素内における不要な非発光領域の面積を最小限に抑えることが可能となる。
【００２９】
ここで、膜厚むらのない分割有機材料層５を安定して形成する観点から、インクジェット法により１回に滴下する溶液７の液量を１５０ｐｌ以下とすることが好ましく、また、分割画素電極３上に滴下した直後の溶液７の径を２００μｍ以下とすることが好ましいことが実験により確認されている。溶液７の液量が１５０ｐｌを上回ったり、又は滴下直後の溶液７の径が２００μｍを上回るように、溶液７を吐出するためのノズル径を大きくすると、溶液７の液量のばらつきが大となり、分割有機材料層５の膜厚を制御できなくなるおそれがある。
【００３０】
また、分割画素電極３の最長辺を２００μｍ以下とすることで、分割有機材料層５の膜厚均一性をより高めることができる。なお、分割画素電極３の最長辺とは、画素分離用バンク４の開口部内に露出している分割画素電極３のうち最も長い辺のことであり、画素分離用バンク４によって被覆されている箇所を含まない。
【００３１】
以下、第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置及びその製造方法について、図５〜図９を用いて説明する。なお、以下の各図において同じ部材については同じ符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３２】
図５に示すように、第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置の画素電極は、第１の実施形態に比べてさらに微細に分割されている。具体的には、後述するように、画素電極が１２の分割画素電極３により構成されている。
【００３３】
以下、図５に示す構成の有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すような構造を得る。第２の実施形態の有機ＥＬ表示装置を得るためには、第１の実施形態と同様に、基板１上に下地層２、分割画素電極３及び画素分離用バンク４を形成する。このとき、画素分離用バンク４の開口部（２００μｍ×４００μｍ）内に、画素電極として、２列×６行からなる１２の分割画素電極３を形成する。各分割画素電極３は、８０μｍ×５０μｍの長方形状を呈している。
【００３４】
次に、分割画素電極３の間に露出する下地層２の表面の撥液性を高めた後、分割画素電極３に対し分割有機材料層５の構成材料と有機溶剤とを含む溶液７を選択的に塗布し、有機材料層として分割有機材料層５を形成する。
【００３５】
本実施形態では、分割画素電極群の各々に対して溶液７をインクジェット法で滴下した後、滴下された溶液７を各分割画素電極３に対応して分離させることで、各分割画素電極３に対する溶液７の選択的塗布を実現している。具体的には、先ず、図７に示すように、複数の分割画素電極３からなる分割画素電極群の各々に対し、溶液７をインクジェット法で例えば１滴ずつ滴下する。分割画素電極群を構成する分割画素電極３の数は特に制限されないが、図７においては、隣接する４つの分割画素電極３を１つの分割画素電極群としている。また、図７においては、滴下直後の溶液７が分割画素電極群全体（４つの分割画素電極３）を被覆するように、各分割画素電極群の略中心付近に溶液７を滴下している。
【００３６】
次に、溶液７から溶剤を例えば乾燥によって除去する。溶剤の蒸発に伴って溶液７の体積は徐々に減少するが、このとき、複数の分割画素電極３を被覆していた溶液７は、撥液性を示す下地層２の表面ではじかれることにより、図８に示すように分割画素電極３に対応して例えば略均等に分離し、各分割画素電極３上及びその周辺部に集中するようになる。最終的に、図９に示すように分割画素電極３の上面及び端面に分割有機材料層５が形成される。以上のようにして、分割画素電極３に対する溶液７の選択的塗布が実現される。その後、陰極６を形成する。
【００３７】
以上のように、複数の分割画素電極３からなる分割画素電極群の各々に対し溶液７をインクジェット法で滴下した後、各分割画素電極３に対応して分離させることにより選択的に塗布した場合も、膜厚均一性に優れた分割有機材料層５を形成することができる。このため、画素分離用バンク４の開口部内、すなわち画素内での輝度均一性を高めることができ、表示領域の全体にわたって均一な表示を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明を適用した有機ＥＬ表示装置の一例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、図２（ａ）は分割画素電極形成工程を示す概略断面図、図２（ｂ）は分割画素電極形成工程を示す平面図である。
【図３】図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、溶液滴下工程を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、有機材料層形成工程を示す概略断面図である。
【図５】本発明を適用した有機ＥＬ表示装置の他の例を示す概略断面図である。
【図６】図５に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、図６（ａ）は分割画素電極形成工程を示す概略断面図、図６（ｂ）は分割画素電極形成工程を示す平面図である。
【図７】図５に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、溶液滴下工程を示す概略断面図である。
【図８】図５に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、乾燥工程を示す概略断面図である。
【図９】図５に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、有機材料層形成工程を示す概略断面図である。
【図１０】従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための図であり、図１０（ａ）は概略断面図、図１０（ｂ）は平面図である。
【図１１】従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するための平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  基板、２  下地層、３  分割画素電極、４  画素分離用バンク、５  分割有機材料層、６  陰極、７  溶液
【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】
2007018775.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007018775.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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