JP2001085162A - 有機発光素子及びその製造方法 - Google Patents

有機発光素子及びその製造方法

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JP2001085162A
JP2001085162A JP25745199A JP25745199A JP2001085162A JP 2001085162 A JP2001085162 A JP 2001085162A JP 25745199 A JP25745199 A JP 25745199A JP 25745199 A JP25745199 A JP 25745199A JP 2001085162 A JP2001085162 A JP 2001085162A
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frame wall
electrode
organic material
electrode film
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Yoshimasa Fujita
悦昌 藤田
Kimitaka Ohata
公孝 大畑
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極膜間の短絡を防止し、各画素の角部を含
めた有機層全体が均一に発光する有機発光素子及びその
製造方法を提供する。 【解決手段】 有機発光素子は、基板と、第1電極と、
それぞれの画素の四周を囲む枠壁と、電極の上に形成さ
れた有機層と、有機層の上に形成された第2電極とを有
し、有機層のうち少なくとも1層は、枠壁の内側に注入
された有機材料を含む溶液または分散液が固化して形成
され、枠壁は、注入された有機材料を含む溶液または分
散液で枠壁内側の角部が充塞されるよう前記角部が角を
取られてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイの画
素として使用される有機発光素子及びその製造方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、湿式法による有機LED素子の作
製には、スピンコート法、ディップ法、ドクターブレー
ド法等の塗布法が用いられていたが、これらの方法で
は、発光層のパターニングによって画素をカラー化する
のは困難であった。しかし、近年、この問題に対する一
つの解決法として、発光層を、インクジェット法により
パターン化して形成する方法が提案されている(特開平
10-12377号公報、Appl, Phys.Lett.No.72, 519頁,1998
年) 。
【0003】また、透明基板上に形成された陽極をパタ
ーニングして陽極群とした後に、前記陽極間にバンクを
形成し、前記バンク間に電荷注入輸送層および/または
発光層を液相にて形成し、その上に陰極を形成した構造
の電界発光素子が開示されている(特開平11-87062号公
報)。この電界発光素子では、バンクの構成材料の臨界
表面張力γcが、前記液相の表面張力γよりも小さいの
で、バンクが撥水・撥油性を有する。したがって、これ
らの層を形成する物質が画素間にまたがることがないの
で、画素間における漏電が防止される。また、発光層を
形成する材料液をインクジェットヘッドを用いて吐出し
ても、これらの溶媒の表面張力γは、通常、30dyne/c
m 以上でありバンクに対するヌレが小さいので、画素内
に収まり、隣接する画素を汚染することがない。そのた
め、各画素の確実な発光により、鮮やかなカラー表示が
可能となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、バンクの構成
材料の臨界表面張力γcを、電荷注入輸送層および/ま
たは発光層を形成する液相の表面張力γよりも小さくす
ることにより、バンクで画素を囲った場合に、画素を区
画するバンク内の角部まで発光層を形成する液が浸透せ
ず、第1電極膜が剥き出しになる。よって、発光層を形
成する液が固化して形成された有機層上に第2電極膜を
形成した際、第1電極膜と第2電極膜との間で短絡が生
じやすい。この問題を解決するには、有機層が形成され
ている部分のみに第2電極膜を形成する方法や、真空蒸
着法等のドライプロセスで有機層を形成するプロセスと
湿式法とを組み合わせる方法も可能であるが、これらの
方法を用いた場合には、有機層の開口率が著しく低下す
る。
【0005】本発明は、上記の問題点に鑑みてなされた
ものであり、電極膜間の短絡を防止し、各画素の角部を
含めた有機層全体が均一に発光する有機発光素子及びそ
の製造方法を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、基板
と、その表面に縦横に列設された第1電極(膜)と、そ
れぞれの画素の四周を囲む枠壁と、電極膜の上に形成さ
れた有機層と、有機層の上に形成された第2電極膜群と
を有する有機発光素子において、少なくとも1層の有機
層は、枠壁の内側に注入された有機材料を含む溶液また
は分散液が固化して形成され、枠壁は、注入された有機
材料を含む溶液または分散液で枠壁内側の角部が充塞さ
れるよう前記角部が角を取られてなることを特徴とする
有機発光素子が提供される。
【0007】すなわち、本発明者らは、有機層と枠壁の
内側の角部との間に隙間を生じさせないために、枠壁内
側の角部の形状について鋭意検討を行った。その結果、
枠壁の内側の角を取ることによって、有機材料を含む溶
液または分散液(以下、「有機材料液」と略称する)を
枠壁の内側に注入した際に、有機材料液が枠壁内側の角
部を充塞し、有機材料液が固化した際に枠壁内側の角部
との間に隙間のない有機層が形成される。したがって、
第2電極膜が、枠壁と有機層との間の隙間に浸入して第
1電極膜と短絡するのを防止することができる。さら
に、優れた表示品質を有するとともに開口率の高い有機
発光素子を湿式法により容易にかつ安価に製造すること
が可能となる。
【0008】この発明の別の観点によれば、基板の表面
に第1電極膜群を縦横に列設し、それぞれの画素の四周
を枠壁で囲み、電極膜の上に有機材料液を注入して少な
くとも1層の有機層を形成し、次いで第2電極膜群を形
成する工程を有する有機発光素子の製造方法において、
枠壁は、その内側の角部が、有機材料液によって充塞さ
れるよう角を取られてなることを特徴とする有機発光素
子の製造方法が提供される。
【0009】この発明における臨界表面張力とは、固体
の表面における液体の「ヌレ」の度合を規定する「ジス
マン(Zisman) の臨界表面張力」を意味する。すなわ
ち、低エネルギー表面をもつ大部分の有機高分子や有機
化合物等の固体の表面上に、種々の表面張力をもつ極性
の有機液体や飽和炭化水素、水等を滴下し、それらの接
触角θを測定し、これらのcosθをそれぞれの液体の
表面張力γ〔dyne/cm 〕に対してプロットし、得られた
近似直線が接触角θ=0°の水平線と交わる点の表面張
力の値γc 〔dyne/cm 〕が、この発明における臨界表面
張力となる。この発明における有機材料液の表面張力と
は、液体が単位面積〔cm2 〕の表面をつくるための仕事
〔erg 〕として表示される表面張力の値γ〔dyne/cm 〕
を意味する。
【0010】枠壁の臨界表面張力が、枠壁の内側に注入
する有機材料液の表面張力よりも小さくなるように、有
機材料液及び枠壁材質の双方を選択することにより、有
機材料液を枠壁の内側に注入する際に、枠壁の内側壁面
が有機材料液に対して撥水性または撥油性となるので、
すなわち、有機材料液が枠壁の上部内側をぬらさないの
で、有機材料液が枠壁を伝って隣接する画素にまたがる
ことがなく、画素間における短絡を防止できる。
【0011】また、隣接する画素の有機材料液による汚
染が防止されるので、混色等の問題も回避でき、有機層
全体を均一に発光させることができる。枠壁の内側壁面
の20℃における臨界表面張力と有機材料液の20℃に
おける表面張力の差は、5dyne/cm 以上であることが好
ましい。この範囲にあれば、有機材料液の枠壁に対する
付着力が小さいので、凸状のメニスカスを形成する。
【0012】他方、第1電極膜の臨界表面張力が、有機
材料液の表面張力よりも大きくなるよう第1電極膜およ
び有機材料液の材質を選択することで、電極膜に対する
有機材料液のヌレ性が向上し、枠壁の内側角部の下部隅
部にまで有機材料液を満たすことができる。その結果、
高開口率を有したままで、画素間および電極膜間の短絡
を防止でき、かつ、極めて鮮やかなカラー表示が可能と
なる。第1電極膜の20℃における臨界表面張力と有機
材料液の20℃における表面張力の差は、5dyne/cm 以
上であることが好ましい。
【0013】この発明における画素とは、単色またはゾ
ーンカラーのディスプレイの場合にはピクセルを意味
し、マルチカラー、フルカラーディスプレイの場合には
サブピクセルを意味する。画素の形状は特に限定されな
いが、多角形状、円形状、楕円形状が例示される。画素
の角部まで均一な膜を形成するためには、俯瞰したとき
に、画素の角部が中心に向かって凹状をなす円弧状のも
のが好ましい。
【0014】有機材料液を枠壁の内側へ注入する方法と
しては、スピンコート法、インクジェットヘッドから有
機材料液を吐出させるインクジェット法あるいはノズル
またはニードルから有機材料液を吐出させるノズル噴射
法等、公知の方法を採用できる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図1から図6を参照して、
本発明の有機発光素子及びその製造方法の実施の形態を
説明するが、これによって本発明は限定されない。
【0016】図1に、本発明の有機発光素子としての有
機LED素子の基本的な構造を示す。図1において、有
機LED素子10は、偏向板7、基板1、第1電極膜
2、有機層3、第2電極膜4及び封止膜6が、この順に
積層されてなり、枠壁5が有機層3の周囲を取り囲み、
1つの画素(ピクセル)を形成する。有機層3は、有機
材料液を注入した際の凸状のメニスカスが固化されて形
成される。基板1としては、石英基板、ガラス基板、プ
ラスチック基板等が使用される。
【0017】第1電極膜2及び第2電極膜4は、陽陰両
極を形成する電極対であり、複数の有機LED素子10
からなるディスプレイを形成したとき、基板1及び第1
電極膜2が透明である場合は、有機層3からの発光が基
板1側から出射されるので、発光効率を高めるために
は、第2電極膜4が反射電極であること、あるいは第2
電極膜4の有機層3と隣接しない側に反射膜を有するこ
とが好ましい。 逆に、第2電極膜4を透明材料で構成
して、有機層3からの発光を第2電極膜4側から出射さ
せることもできる。この場合には、第1電極膜2が反射
電極であること、基板1が反射基板であること、あるい
は第1電極膜2と基板1との間に反射膜を有することが
好ましい。
【0018】透明電極としては、CuI、ITO、Sn
2 、ZnO、CuAlO2 等の透明電極が使用され
る。また、反射電極としては、アルミニウム、カルシウ
ム等の金属、マグネシウム−銀、リチウム−アルミニウ
ム等の合金、マグネシウム/銀等の金属同士の積層膜、
フッ化リチウム/アルミニウム等の絶縁体と金属との積
層膜等が使用される。偏向板7は、ディスプレイにおけ
る良好なコントラストを得るために基板1の外側に設け
られる。封止膜6(または封止基板)は、第2電極膜4
の損傷あるいは劣化を防止するために設けられる。
【0019】枠壁5は、その内側の角部が、後述する有
機材料液によって充塞されるよう角を取られてなり、有
機材料液が枠壁5の内側の形状に従って固化し、有機層
3を形成するので、画素は枠壁5の形状によって決定さ
れる。図2の(a)〜(c)は、各画素を形成する枠壁
5内側の角部51の形状の一例を示す(51a〜51
c)水平断面図である。角部51の形状としては、51
a及び51bのように、1本または複数の直線で「角取
り」されたものでもよいし、51cのように、中心に向
かって凹状をなす曲線で「角取り」されたものでもよ
い。さらに、四隅の角部51の「角取り」を異なる大き
さにしてもよいし、異なる形状にしてもよい。
【0020】枠壁5は、フォトリソグラフィにより作製
することができる。この場合、所望の形状の角部51を
有する枠壁5のフォトマスクを準備し、レジスト膜を形
成した後、このフォトマスクを用いてエッチングを行
い、所望の「角取り」がなされた枠壁5を形成すること
ができる。枠壁5は、枠壁5の内側に注入される有機材
料液の表面張力よりも小さい臨界表面張力を有する材質
からなり、有機材料液と枠壁5の内側との「ヌレ」を抑
えることによって、有機材料液の上面に凸状のメニスカ
スが形成されるような有機材料で形成される。したがっ
て、枠壁5は、有機材料液の表面張力との関係でその材
料が選択される。
【0021】枠壁5を形成するための好ましい材料を以
下に列挙する。なお( )内は、20℃における枠壁材
料の臨界表面張力の値γc 〔dyne/cm 〕を示す。枠壁5
の好ましい材料としては、例えば、パーフロロオクチル
エチルメタクリレート(15dyne/cm )、ポリ六フッ化プ
ロピレン(16dyne/cm )、ポリ四フッ化エチレン(18dy
ne/cm )、ポリ三フッ化エチレン(22dyne/cm )、ポリ
ジメチルシロキサン(24dyne/cm )、ポリフッ化ビニリ
デン(25dyne/cm )、ポリエチレン(31dyne/cm )、ポ
リスチレン(33dyne/cm )、旭硝子製サイトップ〔商
標〕(19dyne/cm )等が挙げられる。また、ポジ型レジ
ストをホストとして用い、信越化学製KBM7103
(20dyne/cm )、7803(15dyne/cm )KP801M
(8dyne/cm)をゲストとして混合したものも好ましい材
料として挙げられる。
【0022】枠壁5は、少なくとも画素間の一部に形成
されていればよく、枠壁5の構造は、単層構造であって
もよいし、薄膜を重畳してなる多層構造であってもよ
く、有機材料液の溶媒に対しては不溶もしくは難溶であ
ることが好ましい。また、ディスプレイとしての表示品
質を上げるために、ブラックマトリックス用の材料を用
いることも好ましい。あるいは、これらの材料を用いて
枠壁5を形成した後、プラズマ処理、UV処理、ガス処
理等を行うことにより、枠壁5の表面の臨界表面張力γ
cの値を制御してもよい。
【0023】枠壁5は、上記のような材料を使用するこ
と、あるいは上記のような処理を施すことにより、枠壁
5の内側の壁面部分が構成されるが、より有効な凸状の
メニスカスを形成するには、枠壁5の材料の臨界表面張
力γcと、後述する有機層3となる有機材料液の表面張
力γの差が、少なくとも5dyne/cm 以上であることが好
ましい。なお、枠壁5は、さらに、シャドウマスクを用
いて第2電極膜4を形成した際に、シャドウマスクの密
着による有機層3へのダメージを防止することができ、
枠壁5の形状を適切な形、例えば、逆テーパー状とする
ことにより、シャドウマスクを用いなくても、第2電極
膜4のパターニングが可能となる。
【0024】有機層3は、少なくとも一層の有機層を有
する構造であって、有機層のみからなる単層構造、ある
いは、電荷輸送層と有機層との多層構造であってもよ
い。また、必要に応じて、バッファー層を挿入してもよ
い。電荷輸送層と有機層との多層構造とする場合には、
電荷輸送層及び有機層を各一層ずつとしてもよいし、上
記の各層を複数ずつ用いてもよい。また、有機層3を、
複数層の有機層からなる多層構造とする場合には、有機
層の少なくとも一層が湿式法により形成されていること
が必要である。このとき、他の有機層は湿式法により形
成されていてもよいし、真空蒸着法等のドライプロセス
により形成されていてもよい。
【0025】有機層3は、塗液(有機材料液)の状態か
ら薄膜を形成できる湿式法によるものであれば、材料は
特に限定されない。湿式法としては、例えば、スピンコ
ート法、ディップ法、ドクターブレード法、印刷法、電
着法またはインクジェットヘッド、ノズルもしくはニー
ドルから有機材料液を吐出する方法等、各種の薄膜形成
方法があるが、インクジェットヘッド、ノズルまたはニ
ードルから塗液を吐出する方法が特に好ましい。採用す
る方法によって適する材料(有機材料液)は若干異なる
が、有機材料液の表面張力γは、枠壁5の臨界表面張力
γcより大きく、さらには電極膜2及び電極膜4の臨界
表面張力γcより小さいことが条件となる。
【0026】湿式法で用いられる有機材料液は、発光層
形成用塗液と、電荷輸送層形成用塗液とに分けることが
できる。発光層形成用塗液としては、有機LED用の公
知の高分子発光材料、例えば、ポリ〔2−デシルオキシ
−1,4−フェニレン〕(DO−PPP)、ポリ〔2,
5−ビス〔2−(N,N,N−トリエチルアンモニウ
ム)エトキシ〕−1,4−フェニレン−アルト−1,4
−フェニレン〕ジブロマイド(PPP−NEt3 +)、ポ
リ〔2−(2’−エチルヘキシルオキシ)−5−メトキ
シ−1,4−フェニレンビニレン〕(MEH−PP
V)、ポリ〔5−メトキシ−(2−プロパノキシサルフ
ォニド)−1,4−フェニレンビニレン〕(MPS−P
PV)、ポリ〔2,5−ビス(ヘキシルオキシ)−1,
4−フェニレン−(1−シアノビニレン)〕(CN−P
PV)等を公知の溶媒に溶解あるいは分散させた塗液、
もしくは、有機LED用の公知の低分子発光材料、例え
ば、テトラフェニルブタジエン(TPB)、クマリン、
ナイルレッド、オキサジアゾール誘導体等と、公知の高
分子材料、例えばポリカーボネート(PC)、ポリメタ
クリル酸メチル(PMMA)、ポリビニルカルバゾール
(PVCz)等を公知の溶媒に溶解もしくは分散させた
塗液を用いることができる。また、これらの塗液には、
必要に応じてpH調整用、粘度調整用、浸透促進用、レ
ベリング用等の添加剤、有機LED用及び有機光導電体
用の公知のホール輸送材料(例えば、前記N,N’−ビ
ス−(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス−(フェ
ニル)−ベンジジン(TPD)、N,N’−ジ(ナフタ
レン−1−イル)−N,N’−ジフェニル−ベンジジン
(NPD)等)、電子輸送材料(例えば、3−(4−ビ
フェニルイル−4−4−フェニレン−5−t−ブチルフ
ェニル−1,2,4−トリアゾール(TAZ)、トリス
(8−ヒドロキシキノリノナト)アルミニウム(Alq
3 )等)等の電荷輸送材料、アクセプター、ドナー等の
ドーパント等を添加してもよい。
【0027】電荷輸送層形成用塗液としては、有機LE
D用、有機光導電体用の公知の高分子電荷輸送材料(例
えば、ポリアニリン(PANI)、3,4−ポリエチレ
ンジオキシチオフェン(PEDT)、ポリ〔トリフェニ
ルアミン誘導体〕(Poly−TPD)、ポリ〔オキサ
ジアゾール誘導体〕(Poly−OXZ等)、前記PV
Cz等を公知の溶媒に溶解もしくは分散させた塗液、も
しくは、有機LED用、有機光導電体用の公知の低分子
電荷輸送材料(例えば、前記のTPD、NPD、オキサ
ジアゾール誘導体等)と公知の高分子材料(例えば、前
記のPC、PMMA、PVCz等)を公知の溶媒に溶解
もしくは分散させた塗液を用いることができる。また、
これらの液に、必要に応じてpH調整用、粘度調整用、
充満促進用、レベリング用、表面張力調整用等の添加
剤、アクセプター、ドナー等のドーパント等を添加して
もよい。
【0028】また、インクジェット法を用いる場合に
は、前記の高分子材料を溶解もしくは分散させる溶媒と
して、従来の溶媒を用いることができるが、これらの溶
媒中には、低蒸気圧の溶剤、例えばエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、トリエチレングリコール、
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリ
コールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモ
ノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチル
エーテル、グリセリン、ホルムアミド、N−メチル−2
−ピロリドン、シクロヘキサン、1−プロパノール、オ
クタン、ノナン、デカン等が含まれることが好ましい。
発光層形成用塗液および電荷輸送層形成用塗液における
固形分と溶媒の組成割合は、塗液の20℃における粘度
が10mPa・s以下になるように調整することが好ま
しく、また、表面張力γを少なくとも40dyne/cm とな
るように調整することが好ましい。
【0029】また、従来のドライプロセス、例えば、抵
抗加熱蒸着法、EB蒸着法、イオンプレーティング法等
で有機層3を電極膜2及び電極膜4の間に形成すること
もできる。ドライプロセスで使用できる有機材料として
は、有機LED用の公知の発光材料が使用可能であり、
有機層は有機材料のみから構成されてもよいし、添加剤
等を含有していてもよい。また、電荷輸送材料として
は、有機LED用、有機光導電体用の公知の材料が使用
可能であり、電荷輸送層は、電荷輸送材料のみから構成
されてもよいし、添加剤等を含有していてもよい。
【0030】次に、図3の平面図を参照しながら有機L
ED素子を複数配置して有機LEDディスプレイを形成
するための有機層3の配置について説明する。有機層3
には、赤色(R)発光画素11、緑色(G)発光画素1
2及び青色(B)発光画素13の3種類があり、本発明
の有機LEDディスプレイ20は、これら3種類の有機
層3を所定の配置パターンで、あるいはランダムパター
ンで、マトリックス状に配置して構成される。
【0031】図3(a)は、上記した各色の発光画素が
枠壁5の短辺で隣接したストライプ状に配列されてなる
〔ストライプ配列〕。図3(b)は、上記した各色の発
光画素が枠壁5の角で隣接してモザイク状に配列されて
なる〔モザイク配列〕。図3(c)は、有機層3(枠壁
5)が蛇行し、かつ上記した各色の発光画素が千鳥状に
配列されてなる〔デルタ配列〕。さらに、有機LEDデ
ィスプレイ20は、図3(d)に示すように、上記した
各色の発光画素が規則的に配列されたもの〔スクウェア
配列〕が例示される。これらの発光画素の配列におい
て、赤色(R)発光画素11、緑色(G)発光画素12
及び青色(B)発光画素13の配列数は、必ずしも、
1:1:1の比でなくともよい。また、各画素の面積
は、同一であってもよいし、各画素で異なっていてもよ
い。また、3種類(3色)でなく、1種類(1色)であ
ってもよい。
【0032】上記の画素の形状は、枠壁作製時に枠壁を
所望の形に形成することで形成可能であり、この枠壁の
形成方法は、特に限定されないが、例えば、フォトリソ
グラフィー法により枠壁を形成する際に、露光条件、フ
ォトマスクの形状、ベーク温度、ベーク時間等の条件を
適切に制御して作製することが可能であり、また、所望
の枠壁の形状の溝が堀られた型を基板に密着させ、形成
された空間に枠壁形成用の液状の原料を染み込ませ、充
填した後に固定化させることで作製することも可能であ
る。
【0033】次に、図4及び図5の平面図を参照しなが
ら各画素に対応した第1電極膜2どうしと第2電極膜4
どうしの接続方法について説明する。本発明の有機LE
Dディスプレイは、図4に示すように、有機層3を挟持
する第1電極膜2と第2電極膜4が共通の基板1上で互
いに直交する斜行ストライプ状の電極構成としてもよ
い。また、図5に示すように、第1電極膜2あるいは第
2電極膜4が、所定のソースバスライン22及びゲート
バスライン23で接続される薄膜トランジスタ21(T
FT)を介して第2電極膜4あるいは第1電極膜2に接
続していてもよい。
【0034】
【実施例】以下、実施の形態の具体例を示す。実施例1 まず、130nmの膜厚をもつITO付きガラス基板1
を、フォトリソグラフィ法により第1電極膜2として2
40μmピッチで200μm幅のITO透明ストライプ
電極を作製する。次に、ITO付きガラス基板1を、例
えばイソプロピルアルコール、アセトン、純水を用いた
従来のウエットプロセスによる洗浄法及びUVオゾン処
理、プラズマ処理等の従来のドライプロセスにより洗浄
する。このとき、ITO表面の20℃における臨界表面
張力γcは56dyne/cmであった。
【0035】次に、この基板1上に、20℃における臨
界表面張力γcが20dyne/cmのポジ型レジスト
をスピンコート法により塗布し、膜厚30μmのレジス
ト膜を形成した。次に、露光用のマスクを用いて枠壁5
を作製した。露光用のマスクは、枠壁5の内側の角部
が、前述した図2(c)に示したように、その中心に向
かって凹状をなす曲線からなる角部51cの形状のもの
を用いた。次いで、レジストの残渣を洗い流し、ITO
と平行の方向には540μmピッチ、ITOと直行する
方向には230μmピッチで、40μm幅の枠壁5を作
製した。
【0036】次に、市販のスピンコーターにより、表面
張力が20℃において43dyne/cmの3,4−ポ
リエチレンジオキシチオフェン水溶液を用い、厚さ50
nmの正孔注入層を形成した。次に、市販のディスペン
サーにより、赤、緑、青色に発光する発光材料をパター
ニング塗布し、厚さ50nmの発光層を形成した。ここ
で、赤色発光材料としてシアノポリフェニレンビニレン
前駆体、緑色発光材料としてポリフェニレンビニレン前
駆体、青色発光材料としてポリパラフェニレンをそれぞ
れ使用した。このとき、すべての塗液の20℃における
表面張力γは、48dyne/cmであった。ただし、
シアノポリフェニレンビニレン前駆体とポリフェニレン
ビニレン前駆体に関しては、膜を形成後、Ar雰囲気下
で150℃、6時間の加熱処理を行って、シアノポリフ
ェニレンビニレンとポリフェニレンビニレンにそれぞれ
変換した。なお、発光層の配置パターンは、図3(a)
のストライプ配列を用いた。
【0037】次に、厚さ0.2μm、幅510μm、ピ
ッチ540μmのシャドウマスクを用いて、AlとLi
を共蒸着することにより、第2電極膜4としてのAlL
i合金電極を形成した。最後にエポキシ樹脂を用いて封
止を行った。以上のようにして作製した有機LEDディ
スプレイは、第1電極膜2と第2電極膜4との間、第1
電極膜2どうし及び第2電極膜4どうしでの短絡は発生
せず、また、発光層及び電荷輸送層の膜厚の不均一に伴
う画素部のエッジからの不均一な発光は見られなかっ
た。また、このディスプレイに30Vのパルス電圧を印
加することで、すべての画素から均一な発光が得られ
た。
【0038】実施例2 有機材料液の吐出方法として、ディスペンサーの代わり
に、市販のインクジェットプリンターを用いたこと以外
は、実施例1と同様にして有機LEDディスプレイを作
製した。インクジェットプリンターによる有機材料液の
吐出は、図6に示すように、所定の配置パターンでマト
リックス状に形成された枠壁5の間隔に対応して3つの
インクジェットヘッド24を配置し、これらのインクジ
ェットヘッド24から赤色(R)発光画素11、緑色
(G)発光画素12及び青色(B)発光画素13を枠壁
5の内側の第1電極2上に吐出させ、さらにこれらのイ
ンクジェットヘッド24を平行移動させて前記した発光
画素の吐出を繰り返して発光層を形成した。
【0039】形成された有機LEDディスプレイは、第
1電極膜2と第2電極膜4との間、第1電極膜2どうし
及び第2電極膜4どうしでの短絡は発生せず、また、発
光層及び電荷輸送層の膜厚の不均一に伴う画素部のエッ
ジからの不均一な発光は見られなかった。また、このデ
ィスプレイに30Vのパルス電圧を印加することで、す
べての画素から均一な発光が得られた。
【0040】実施例3 まず、ガラス基板1上に、薄膜トランジスタを形成した
後、第1電極膜2として、長辺が500μmで、短辺が
220μmとなるようにITO透明電極を形成した。こ
のとき、ITO表面の20℃における臨界表面張力γc
は56dyne/cmであった。
【0041】次に、この基板1上に、20℃における臨
界表面張力γcが20dyne/cmのポジ型レジスト
を用いてスピンコート法により膜厚30μmのレジスト
膜を形成した。次に、露光用のマスクを用いて枠壁5を
作製した。露光用のマスクは、枠壁5の内側角部が、前
述した図2(c)に示したように、その中心に向かって
凸状をなす角部51cの形状のものを用いた。次いで、
レジストの残渣を洗い流し、ITOと平行の方向には5
40μmピッチ、ITOと直行する方向には230μm
ピッチで、40μm幅の枠壁5を作製した。次に、実施
例2と同様にして有機体を形成した。次に、AlとLi
を共蒸着することにより、第2電極膜4としてのAlL
i合金電極を形成した。最後にエポキシ樹脂を用いて封
止を行った。
【0042】形成された有機LEDディスプレイは、第
1電極膜2と第2電極膜4との間、第1電極膜2どうし
及び第2電極膜4どうしでの短絡は発生せず、また、発
光層及び電荷輸送層の膜厚の不均一に伴う画素部のエッ
ジからの不均一な発光は見られなかった。また、このデ
ィスプレイに30Vのパルス電圧を印加することで、す
べての画素から均一な発光が得られた。
【0043】
【発明の効果】本発明では、枠壁の内側の角を取ること
によって、有機材料液を枠壁の内側に注入した際に、有
機材料液が枠壁内側の角部を充塞し、有機材料液が固化
した際に枠壁内側の角部との間に隙間のない有機層が形
成される。したがって、第2電極膜が、枠壁と有機層と
の間の隙間に浸入して第1電極膜と短絡するのを防止す
ることができる。
【0044】枠壁の臨界表面張力が、枠壁の内側に注入
する有機材料液の表面張力よりも小さくなるように、有
機材料液及び枠壁材質の双方を選択することにより、有
機材料液の上面に凸状のメニスカスが形成され、隣接す
る画素に有機材料液がまたがることなく枠壁の内側に収
まり、有機層全体を均一に発光させることができる。さ
らに、第1電極膜の臨界表面張力が、有機材料液の表面
張力よりも大きくなるよう両者を選択することで、枠壁
の内側角部の下部隅部にまで有機材料液を満たすことが
できる。その結果、高開口率を有したままで、画素間お
よび電極膜間の短絡を防止でき、かつ極めて鮮やかなカ
ラー表示が可能となる。
【0045】また、有機層の混じり合いによる混色、ま
たは有機層の混じり合いにより発光材料間に起こるエネ
ルギー移動に伴うエネルギーの高い発光色の発光を抑
え、表示品質の著しい低下を防止できる。さらに、シャ
ドウマスクを用いて第2電極膜を形成した際に、シャド
ウマスクの密着による有機層へのダメージを防止するこ
とができる。この場合、枠壁の形状を適切な形、例え
ば、逆テーパー状とすることにより、シャドウマスクを
用いなくても、第2電極膜のパターニングが可能とな
る。
【0046】したがって、この発明の製造方法により、
電極膜間および画素間での短絡を防止し、かつ優れた表
示品質を有するとともに開口率の高い有機発光素子を湿
式法により容易にかつ安価に製造することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による有機LEDディスプレイの拡大縦
断面図。
【図2】図1の枠壁内側の角部の形状を説明する有機L
EDディスプレイの水平断面図。
【図3】本発明による有機LEDディスプレイの発光層
の配置例を示す概略部分平面図。
【図4】本発明による有機LEDディスプレイの電極膜
の構成例を示す概略部分平面図。
【図5】図4に対応する、本発明による有機LEDディ
スプレイの電極膜の他の構成例を示す概略部分平面図。
【図6】本発明の有機層の形成方法の一例を説明する概
念図。
【符号の説明】
1 基板 2 第1電極膜 3 有機層 4 第2電極膜 5 枠壁 6 封止膜 7 偏向板 10 有機LED素子(有機発光素子) 11 赤色発光画素 12 緑色発光画素 13 青色発光画素 20 有機LEDディスプレイ 21 薄膜トランジスタ(TFT) 22 ソースバスライン 23 ゲートバスライン 24 インクジェットヘッド 51 角部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板と、第1電極と、それぞれの画素の
    四周を囲む枠壁と、電極の上に形成された有機層と、有
    機層の上に形成された第2電極とを有する有機発光素子
    において、 有機層のうち少なくとも1層は、枠壁の内側に注入され
    た有機材料を含む溶液または分散液が固化して形成さ
    れ、枠壁は、注入された有機材料を含む溶液または分散
    液で枠壁内側の角部が充塞されるよう前記角部が角を取
    られてなることを特徴とする有機発光素子。
  2. 【請求項2】 有機層が、角を取られた枠壁内側の角部
    を充塞することにより枠壁の内側に密接して第2電極と
    第1電極の短絡を防止する請求項1に記載の有機発光素
    子。
  3. 【請求項3】 基板の表面に第1電極を縦横に列設し、
    それぞれの電極膜の四周を枠壁で囲み、電極膜の上に有
    機材料を含む溶液または分散液を注入して有機層を少な
    くとも1層形成し、次いで第2電極を形成する工程を有
    する有機発光素子の製造方法において、 枠壁は、その内側の角部が、有機材料を含む溶液または
    分散液によって充塞されるよう角を取られてなることを
    特徴とする有機発光素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 枠壁の臨界表面張力が、枠壁の内側に注
    入する有機材料を含む溶液または分散液の表面張力より
    も小さいことを特徴とする請求項3に記載の有機発光素
    子の製造方法。
  5. 【請求項5】 第1電極の臨界表面張力が、有機材料を
    含む溶液または分散液の表面張力よりも大きい請求項3
    または4に記載の有機発光素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 枠壁を形成する際、基板の表面にレジス
    ト膜を形成し、次いで、角取りがなされた角部を有する
    枠壁のフォトマスクを用いて前記レジスト膜のエッチン
    グを行い、角取りがなされた枠壁を得る請求項3から5
    のいずれか一つに記載の有機発光素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 有機層が、有機材料を含む溶液または分
    散液からスピンコート法、インクジェット法およびノズ
    ル噴射法から選択されるいずれかの注入方法を用いて形
    成される請求項3から6のいずれか一つに記載の有機発
    光素子の製造方法。
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