JP2001284041A - 有機エレクトロルミネッセンス表示パネル及びその製造方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス表示パネル及びその製造方法Info
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Abstract
い有機エレクトロルミネッセンス表示パネルを提供す
る。 【解決手段】 各々が基板上に順に積層された、第1表
示電極、有機化合物からなる発光層を含む1以上の有機
機能層、及び第2表示電極、からなる複数の有機エレク
トロルミネッセンス素子と、基板上の有機エレクトロル
ミネッセンス素子の間に設けられかつ基板から突出する
複数の隔壁と、からなる有機エレクトロルミネッセンス
表示パネルであって、有機エレクトロルミネッセンス素
子及び少なくとも隔壁の両側面を覆う封止膜と、封止膜
を覆う無機物からなる無機パッシベーション膜と、を有
し、封止膜の最表面が、隔壁の頂縁部から隣接する有機
エレクトロルミネッセンス素子の中心の頂部に向かう領
域において、垂直より小なる傾斜角で傾斜する傾斜面を
有する。
Description
て発光するエレクトロルミネッセンス(以下、ELとも
いう)を呈する有機化合物材料からなる発光層を含む1
以上の薄膜(以下、有機機能層という)を備えた有機E
L素子に関し、特に、複数の有機EL素子が所定パター
ンでもって基板上に形成された有機EL表示パネル及び
その製造方法に関する。
透明電極と、有機機能層と、陰極の金属電極とが順次積
層されて構成される。例えば、有機機能層は、発光層の
単一層、あるいは有機正孔輸送層、発光層及び有機電子
輸送層の3層構造、または有機正孔輸送層及び発光層の
2層構造、さらにこれらの適切な層間に電子或いは正孔
の注入層を挿入した積層体である。
が所定パターンでもって基板上に形成されて得られる。
たとえば、このマトリクス表示パネルとしては、特開平
8−102393号公報に開示されているものがある。
このフルカラーディスプレイは、交差している行と列に
おいて配置された複数の有機EL素子の発光画素からな
る画像表示配列を有している発光装置である。例えばマ
トリクス表示タイプのものは透明電極層を含む行電極
と、有機機能層と、行電極に交差する金属電極層を含む
列電極とが順次積層されて構成される。行電極は、各々
が帯状に形成されるとともに、所定の間隔をおいて互い
に平行となるように配列されており、列電極も同様であ
る。このように、マトリクス表示タイプの表示パネル
は、複数の行と列の電極の交差点に位置する複数の有機
EL素子の発光画素からなる画像表示配列を有してい
る。
ると、特に有機EL素子の陰極層と有機機能層との界面
では水分による特性劣化が顕著であり、空気中の水分に
触れると化学変化が起こり有機機能層と陰極間に剥離が
生じ、発光しない部分いわゆるダークスポットが生じる
という問題がある。この湿気の問題を解決する方法とし
ては、特開平8−111286号公報、特開平9−14
8066号公報、特開平10−144468号公報に開
示されたような有機EL素子単体の封止構造が提案され
ている。
のライン間に隔壁が必要となる上述の有機EL素子から
なる有機EL表示パネルにおいて、従来の有機EL素子
単体の封止構造を使用する場合、隔壁の近傍から発光し
ない部分が生じるという新たな問題が生じる。そこで本
発明は、水分による発光特性が劣化しにくい有機EL表
示パネル及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
ルミネッセンス表示パネルは、各々が基板上に順に積層
された、第1表示電極、有機化合物からなる発光層を含
む1以上の有機機能層、及び第2表示電極、からなる複
数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記基板上
の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の間に設けら
れかつ前記基板から突出する複数の隔壁と、からなる有
機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、前記
有機エレクトロルミネッセンス素子及び少なくとも前記
隔壁の両側面を覆う封止膜と、前記封止膜を覆う無機物
からなる無機パッシベーション膜と、を有し、前記封止
膜の最表面が、前記隔壁の頂縁部から隣接する前記有機
エレクトロルミネッセンス素子の中心の頂部に向かう領
域において、垂直より小なる傾斜角で傾斜する傾斜面を
有することを特徴とする。
示パネルにおいては、前記有機エレクトロルミネッセン
ス素子及び前記隔壁と前記封止膜との間に設けられかつ
前記有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記隔壁を
覆う無機物からなる内部の無機パッシベーション膜を有
することを特徴とする。また、本発明の有機エレクトロ
ルミネッセンス表示パネルの製造方法は、各々が基板上
に順に積層された、第1表示電極、有機化合物からなる
発光層を含む1以上の有機機能層、及び第2表示電極、
からなる複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記基板上の前記有機エレクトロルミネッセンス素子の
間に設けられかつ前記基板から突出する複数の隔壁と、
からなる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルの製
造方法であって、前記隔壁の頂縁部から隣接する前記有
機エレクトロルミネッセンス素子の中心の頂部に向かう
領域における最表面が、垂直より小なる傾斜角で傾斜す
る傾斜面を含むように、前記有機エレクトロルミネッセ
ンス素子及び少なくとも前記隔壁の両側面を覆う封止膜
を形成する工程と、前記封止膜を覆う無機物からなる無
機パッシベーション膜を形成する工程と、を含むことを
特徴とする。
示パネルの製造方法においては、前記封止膜を形成する
工程の前に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及
び前記隔壁と前記封止膜との間に位置しかつ前記有機エ
レクトロルミネッセンス素子及び前記隔壁を覆う無機物
からなる内部の無機パッシベーション膜を形成する工程
を含むことができる。
例を図面を参照しつつ説明する。図1は第1の実施例の
有機EL表示パネルの正面から透視した部分拡大正面図
である。有機EL表示パネルは、図1に示すように、ガ
ラス等からなる透明な基板2上にマトリクス状に配置さ
れかつ各々が赤R、緑G及び青Bの発光部からなる発光
画素1の複数からなる画像表示配列領域1aを有してい
る。水平方向の第1表示電極ライン3即ち陽極と垂直方
向の第2表示電極ライン9即ち陰極との交差する部分の
透明電極3aの位置で発光部すなわち有機EL素子が形
成されている。陽極の第1表示電極3は、島状透明電極
3aを水平方向に電気的に接続する金属のバスライン3
bからなる。有機EL表示パネルは基板2上の有機EL
素子の間に設けられた複数の隔壁7を備えている。
は、基板2上に順に積層された、第1表示電極ライン
3、有機化合物からなる発光層を含む1以上の有機機能
層8、及び第2表示電極9からなる。隔壁7は、基板か
ら突出するように有機EL素子の間に設けられている。
例えば、有機EL素子の各々は、透明なガラス基板2上
にインジウム錫酸化物(ITO)からなる透光性の第1
表示電極として陽極3を蒸着又はスパッタする。その上
に、銅フタロシアニンからなる正孔注入層、TPD(ト
リフェニルアミン誘導体)からなる正孔輸送層、Alq
3(アルミキレート錯体)からなる発光層、Li2O(酸
化リチウム)からなる電子注入層を順次、蒸着して有機
機能層8を形成する。さらに、この上に第2表示電極と
して蒸着によって、Alからなる陰極9を陽極3の電極
パターンと対向するように成膜する。なお、島状透明電
極の画素部分を除き、第1表示電極ライン上を絶縁膜で
被覆することもできる。
素子10及び隔壁7を覆う内部の無機パッシベーション
膜20、この無機パッシベーション膜20を覆う樹脂か
らなる封止膜30と、該封止膜30を覆う無機物からな
る無機パッシベーション膜40と、を有している。無機
パッシベーション膜20は窒化シリコンなどの窒化物、
或いは酸化物又は炭素などの無機物からなる。封止膜3
0を構成する樹脂としては、フッ素系やシリコン系の樹
脂、その他、フォトレジスト、ポリイミドなど合成樹脂
が用いられる。
から隣接する有機EL素子の中心の頂部Cに向かう領域
において、隔壁7の側面の傾斜角度θaより小なる傾斜
角θbで傾斜する傾斜面を有している。封止膜30は、
隔壁4の頂縁部から隣接する有機EL素子10の中心の
頂部に向かう領域において、封止膜の最表面が垂直より
小なる傾斜角で傾斜する傾斜面を有している。かかる傾
斜面により、無機パッシベーション膜40の一様な成膜
が達成され、緻密な無機パッシベーション膜が得られ
る。
に、次のような工程を実行する。得られた有機EL素子
10及び隔壁7を担持した基板2上の有機EL素子を大
気に曝すことなく、プラズマCVD(Chemical Vapor De
position )のチャンバ内に移送、配置して、SiNx
(窒化ケイ素)(xはモル比)からなる内部の無機パッ
シベーション膜20を有機EL素子10及び隔壁7の表
面に成膜する。
用いる原料ガスとしてSiH4(シラン)ガス及びN
2(窒素)ガスのみを用い、各々の流量を10sccm
及び200sccmとし、RFパワーを10W、基板温
度を100℃、チャンバ内圧力を0.9Torrとし
た。得られた内部の無機パッシベーション膜20の膜厚
は約2μmであった。内部の無機パッシベーション膜2
0の膜厚は0.5μm以上であることが望ましい。
機EL素子及び隔壁上に塗布して樹脂からなる封止膜を
内部の無機パッシベーション膜20上に形成する。例え
ばフッ素系やシリコン系の樹脂をスピンコート法又は浸
漬法すなわちディッピング等の方法を用いて封止膜30
を1μm以上の膜厚で成膜する。成膜膜条件は、例え
ば、スピンコート法では、スピンコーターにより、膜厚
が1μm以上になるように回転数を決め、その後、ホッ
トプレートにより例えば、80℃、5分で溶剤を飛ば
す。ここでは、塗布されて得られた樹脂からなる封止膜
を乾燥する工程を含む。この工程により、封止膜30
は、有機EL素子の頂部Cで厚くかつ隔壁の頂部Eで薄
い、すななわち有機EL素子の頂部Cと隔壁の頂部Eに
て、異なる膜厚を有するようになる。樹脂としてはその
他、一般的なレジスト、ポリイミドなどでも用いること
ができる。内部の無機パッシベーション膜20は、樹脂
ポリマーをスピンコートするときに、その溶剤が有機E
L素子の有機機能層に悪影響を与えることを防止する。
ン膜20の成膜と同一の条件で、例えば、膜厚2μm以
上の外部の無機パッシベーション膜40を成膜する。こ
の有機EL素子及び隔壁に3層の封止構造を形成した有
機EL表示パネルを、それぞれ室温及び高温高湿(60
℃、95%)下に500時間放置した後であっても、封
止構造にクラックや剥離を発生せず、有機EL表示パネ
ルとしての発光動作も安定していた。
部の無機パッシベーション膜20及び樹脂封止膜30を
成膜し、更にその上に外部の無機パッシベーション膜4
0を成膜することによって、水分は無機パッシベーショ
ン膜20、40によって遮断される。図3は本発明の第
2の実施例の断面図を示す。第1の実施例では有機EL
素子10の上に内部の無機パッシベーション膜20、樹
脂封止膜30、外部の無機パッシベーション膜40を順
に成膜していたが、第2の実施例では内部の無機パッシ
ベーション膜20を省略している。すなわち、上記の内
部の無機パッシベーション膜20を省いた2層構造の封
止構造である。
蒸着可能な有機物を用いる。例えば、ポリパラキシリレ
ンや、ポリエチレンなどの樹脂が封止膜30に用いられ
る。蒸着可能な樹脂を、EL材料を蒸着する場合と同様
に真空にして抵抗加熱により、蒸着して成膜する。蒸着
などの場合は、隔壁高さ以上なので3μm以上とする。
封止膜30は少なくとも有機EL素子上の膜厚Tが隔壁
7の高さh以上で形成されていることが好ましい。
で加熱する。この加熱工程により、高分子膜など有機物
をそのメルティング温度以上にあげて有機物を溶かし、
隔壁7側面の逆テーパ等の傾斜角度の大きい側面を埋め
る。最後に、上記第1実施例の内部の無機パッシベーシ
ョン膜20の成膜と同一の条件で、例えば、膜厚2μm
以上の窒化シリコンの外部の無機パッシベーション膜4
0を成膜する。
造を形成した有機EL表示パネルを、それぞれ室温及び
高温高湿(60℃、95%)下に500時間放置した後
であっても、封止構造にクラックや剥離を発生せず、有
機EL表示パネルとしての発光動作も安定していた。比
較例として、プラズマCVD法により上記実施例と同一
条件にて、膜厚3μmの窒化シリコン膜のみを、基板2
上に形成した複数の有機EL素子10及び隔壁7に施し
た有機EL表示パネルを作製した。
窒化シリコン膜がH2OやO2を通し易い膜質となること
が知見された。実験では、陰極隔壁にSiNxを成膜し
て、それをバッファードフッ酸に浸けエッチングを行な
い、プラズマの当る部分と、当らない部分(隔壁両側面
の逆テーパ部分)のエッチングレートを調べた。プラズ
マの当らない部分のエッチングレートが早いことがわか
った。従って、隔壁特に側面のオーバーハングによりプ
ラズマの当らない部分が、水分、酸素を通しやすいと考
えられる。本発明によれば樹脂からなる封止膜の最表面
を滑らかにした構造として、その上に無機パッシベーシ
ョン膜を設けたので、隔壁によりプラズマの当らない部
分が形成されない。隔壁の頂縁部から隣接する有機EL
素子の中心の頂部に向かう領域において、封止膜の最表
面が垂直より小なる傾斜角で傾斜する傾斜面を有するよ
うにしてあるので、その上に成膜される無機パッシベー
ション膜に険しい斜面が存在せずに、隔壁両側面がなだ
らかになるためである。
0が少なくとも隔壁の両側面を覆うように、封止膜30
の最表面が垂直より小なる傾斜角で傾斜する封止膜を成
膜してもよい。また、図5に示すように、封止膜30の
膜厚が隔壁7の高さ以下となるように、封止膜30を形
成してもよい。さらにまた、図6に示すように、少なく
とも隔壁の頂縁から隔壁7の両側面を覆う部封止膜30
は、その最表面の傾斜角度がゼロ、すなわちほぼ水平な
緩やかな最表面となるように、一様に形成されてもよい
ことは、もちろんである。なお、図7に示すように、封
止膜30の最表面に凹凸があっても、その最表面の傾斜
が垂直に到らない角度であれば、有機EL素子10上の
膜厚が隔壁7上の膜厚を越えるように、封止膜30を形
成してもよい。
行なうための無機パッシベーション膜として、プラズマ
CVD法により形成される窒化シリコン膜を用いたが、
これに限られることはなく、スパッタ法、真空蒸着法な
どの気相成長法により形成される水分の遮断性に優れた
無機パッシベーション膜であれば適用可能である。例え
ば、SiO2、Al2O3、DLC(ダインドライクカー
ボン)等を適用することができる。
示すように、透明基板2上の複数の陽極3と陰極9との
交差する部分の有機機能層8すなわち発光部からなる単
純マトリクス表示タイプの有機EL表示パネルを説明し
たが、本発明はアクティブマトリクス表示タイプのパネ
ルにも応用できる。第3実施例のアクティブマトリクス
駆動方式の有機EL表示パネルは、上記単純マトリクス
表示タイプのパネルの陽極及び陰極を、走査信号ライン
及びデータ信号ラインに置き換え、各交点位置毎にスイ
ッチング素子に薄膜トランジスタ(TFT: Thin Film Tr
ansistor)を設け、スイッチングによって画素毎に電流
を供給して有機EL素子を発光させるようにしたもので
ある。TFTにはp−Si、a−Siからなる素子や、
金属酸化膜半導体型電界効果トランジスタいわゆるMO
S−FET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect
Transistor)(以下、FETともいう)が採用される。
子表示装置の表示パネルの製造工程を概説する。 (1) 透明基板上に第1表示電極の透明電極(ITO
陽極)と走査信号ライン、共通アノードライン、バスラ
インなど各種ラインを形成し、その上に、後工程で有機
エレクトロルミネッセンス材料層を含む有機材料層を積
層させるために透明電極を露出させる開口を有した絶縁
材料の絶縁層を成膜する。
T、データ信号ラインなどを形成する。 (3) 発光部毎に仕切る隔壁を形成し、駆動用FET
ドレインとITO陽極のみを露出させる。隔壁は透明電
極を露出させる開口を有しているが、コンタクトホール
を除きアドレス用及び駆動用TFT、データ信号ライン
を覆う。この隔壁は上記実施例のものとは異なり逆テー
パではなく順テーパすなわち台形又は矩形断面を有する
が、TFTより高く隔壁が高く形成されるので、その側
壁は必ずしも滑らかなものではなく、その側壁に部分的
に凹凸が生じる場合もある。
層をITO陽極上に成膜する。 (5) 第2表示電極の金属電極(陰極)を有機EL材
料層上に成膜して、TFTのドレインへ接続する。 (6) 有機EL素子、金属電極及び隔壁上に、内部に
無機パッシベーション膜を設け樹脂封止膜を塗布する
か、或いは、図8に示すように、内部無機パッシベーシ
ョン膜を省き、蒸着可能樹脂の封止膜30を成膜し加熱
して、最後に無機パッシベーション膜40を設け、封止
を施す。
な封止構造を形成できるので、信頼性の高い有機ELデ
ィスプレイを提供することができる。
部分正面図。
概略部分断面図。
ルの概略部分断面図。
ルの概略部分断面図。
ルの概略部分断面図。
ルの概略部分断面図。
ルの概略部分断面図。
ルの概略部分断面図。
Claims (18)
- 【請求項1】 各々が基板上に順に積層された、第1表
示電極、有機化合物からなる発光層を含む1以上の有機
機能層、及び第2表示電極、からなる複数の有機エレク
トロルミネッセンス素子と、前記基板上の前記有機エレ
クトロルミネッセンス素子の間に設けられかつ前記基板
から突出する複数の隔壁と、からなる有機エレクトロル
ミネッセンス表示パネルであって、 前記有機エレクトロルミネッセンス素子及び少なくとも
前記隔壁の両側面を覆う封止膜と、 前記封止膜を覆う無機物からなる無機パッシベーション
膜と、を有し、 前記封止膜の最表面が、前記隔壁の頂縁部から隣接する
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の中心の頂部に
向かう領域において、垂直より小なる傾斜角で傾斜する
傾斜面を有することを特徴とする有機エレクトロルミネ
ッセンス表示パネル。 - 【請求項2】 前記封止膜は、前記有機エレクトロルミ
ネッセンス素子の頂部と前記隔壁の頂部とにおいて、異
なる膜厚を有することを特徴とする請求項1記載の有機
エレクトロルミネッセンス表示パネル。 - 【請求項3】 前記封止膜は前記隔壁の高さ以上の膜厚
で形成されてい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パネル。 - 【請求項4】 前記封止膜は樹脂からなることを特徴と
する請求項1〜3のいずれか1記載の有機エレクトロル
ミネッセンス表示パネル。 - 【請求項5】 前記有機エレクトロルミネッセンス素子
及び前記隔壁と前記封止膜との間に設けられかつ前記有
機エレクトロルミネッセンス素子及び前記隔壁を覆う無
機物からなる内部の無機パッシベーション膜を有するこ
とを特徴とする請求項1〜4のいずれか1記載の有機エ
レクトロルミネッセンス表示パネル。 - 【請求項6】 前記無機パッシベーション膜は窒化物、
酸化物又は炭素からなることを特徴とする請求項1〜5
のいずれか1記載の有機エレクトロルミネッセンス表示
パネル。 - 【請求項7】 前記無機パッシベーション膜は窒化シリ
コンからなる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パネル。 - 【請求項8】 各々が基板上に順に積層された、第1表
示電極、有機化合物からなる発光層を含む1以上の有機
機能層、及び第2表示電極、からなる複数の有機エレク
トロルミネッセンス素子と、前記基板上の前記有機エレ
クトロルミネッセンス素子の間に設けられかつ前記基板
から突出する複数の隔壁と、からなる有機エレクトロル
ミネッセンス表示パネルの製造方法であって、 前記隔壁の頂縁部から隣接する前記有機エレクトロルミ
ネッセンス素子の中心の頂部に向かう領域における最表
面が、垂直より小なる傾斜角で傾斜する傾斜面を含むよ
うに、前記有機エレクトロルミネッセンス素子及び少な
くとも前記隔壁の両側面を覆う封止膜を形成する工程
と、 前記封止膜を覆う無機物からなる無機パッシベーション
膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする製造方
法。 - 【請求項9】 前記封止膜を形成する工程において、樹
脂からなる封止膜を、真空蒸着法により、少なくとも前
記隔壁の高さ以上の膜厚で形成することを特徴とする請
求項8記載の製造方法。 - 【請求項10】 前記封止膜を形成する工程において、
真空蒸着法により得られた樹脂からなる封止膜を樹脂の
軟化点まで加熱する工程を含むことを特徴とする請求項
9記載の製造方法。 - 【請求項11】 前記封止膜を形成する工程の前に、前
記有機エレクトロルミネッセンス素子及び前記隔壁と前
記封止膜との間に位置しかつ前記有機エレクトロルミネ
ッセンス素子及び前記隔壁を覆う無機物からなる内部の
無機パッシベーション膜を形成する工程を含むことを特
徴とする請求項8記載の製造方法。 - 【請求項12】 前記封止膜を形成する工程において、
樹脂の溶液を前記内部の無機パッシベーション膜上に塗
布して樹脂からなる封止膜を前記内部の無機パッシベー
ション膜上に形成することを特徴とする請求項11記載
の製造方法。 - 【請求項13】 前記封止膜を形成する工程において、
塗布されて得られた樹脂からなる封止膜を乾燥する工程
を含むことを特徴とする請求項12記載の製造方法。 - 【請求項14】 前記封止膜を形成する工程において、
前記封止膜はスピンコ−ト法又は浸漬法より形成される
ことを特徴とする請求項12又は13のいずれか1記載
の製造方法。 - 【請求項15】 前記無機パッシベーション膜を形成す
る工程は真空蒸着法を含むことを特徴とする請求項8〜
14のいずれか1記載の製造方法。 - 【請求項16】 前記無機パッシベーション膜を形成す
る工程はスパッタ法を含むことを特徴とする請求項8〜
14のいずれか1記載の製造方法。 - 【請求項17】 前記無機パッシベーション膜を形成す
る工程は気相成長法を含むことを特徴とする請求項8〜
14のいずれか1記載の製造方法。 - 【請求項18】 前記無機パッシベーション膜を形成す
る工程はプラズマCVD法を含むことを特徴とする請求
項8〜14のいずれか1記載の製造方法。
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