JP2003142259A - 有機薄膜発光ディスプレイ及びその製造方法 - Google Patents
有機薄膜発光ディスプレイ及びその製造方法Info
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Abstract
え、作製歩留りを向上させた、高精細で信頼性が高い有
機薄膜発光ディスプレイおよびその製造方法の提供。 【解決手段】 画像表示配列領域の周辺に、第一電極か
ら延長された第一電極用の端子パッドおよび第二電極用
の端子パッドが形成されており、第一電極の一部、透明
基板、および第二電極用の端子パッドの一部上に電気絶
縁膜が形成されており、第二電極は、第二電極用の端子
パッド上の電気絶縁膜の開口部において、第二電極用の
端子パッドと接続されており、電気絶縁膜上に突出した
第二電極に平行な複数の電気絶縁体からなる隔壁が形成
されており、該隔壁は第二電極用の端子パッド上の電気
絶縁膜上において、隣接する隔壁が互いに連結されてい
る有機薄膜発光ディスプレイの提供。
Description
て用いられる有機発光素子に関し、特に高精細で信頼性
が高く、製造費用がかからず、効率のよいパッシブマト
リクス型有機発光素子およびその製造方法に関する。
スを利用した有機薄膜発光ディスプレイパネルの1つ
に、パッシブマトリクス型(単純マトリクス型)ディス
プレイがある。
明基板上の複数の第一電極と、該第一電極に直交する複
数の第二電極、これら電極に挟持された有機発光層から
構成される。第一電極と第二電極の交差領域の発光部を
1単位として1画素を形成している。この画素が複数個
配列することにより画像表示部分が形成される。第一電
極および第二電極(すなわち陽極および陰極)を画像表
示部より基板周囲へ延長して形成した接続部を介して、
外部駆動回路と画面表示部を接続することにより画像表
示装置が構成される。
速さを活かした高精細なパッシブマトリクス型カラーデ
ィスプレイの研究がなされ、フルカラー表示や動画表示
といった情報機器用途での低コストでの高品位ディスプ
レイ実現への期待が高まってきている。
一電極および第二電極のストライプ幅を数百μm以下、
隣り合うストライプ間のギャップを数十μm以下にする
必要がある。
は、第二電極の微細パターニング方法として、特開平5
−275172号公報、特開平5−258859号公
報、特開平5−258860号公報、および特開平8−
315981号公報などに開示の技術が知られている。
これらの公報には、基板上に平行にストライプ状の隔壁
を形成し、該隔壁を利用して有機発光層および第二電極
を形成する方法が記載されている。
行われ、前述の公報に開示された技術を用い、3原色の
有機発光層や第二電極の材料を精密に塗り分ける方法が
とられている。この方法は、成膜装置内で基板と成膜マ
スクを精密に位置合わせする必要があり、装置費用が大
きくなり、作製歩留りが小さくなる可能性がある。
て、基板にカラーフィルターや色変換層を形成した後
に、白色あるいは青色の発光層を一括して形成する技術
も知られている。この技術は、有機発光層を塗り分ける
必要がなく、装置費用、作製歩留りにおいて有利性をも
っている。
スクおよび、第二電極用の蒸着マスクを位置合わせして
形成しており、有機発光層の塗り分けの必要がなく、高
精度の位置合わせは必要としない。しかし今日、狭額縁
化、マザーガラスからの製造枚数の向上が求められてお
り、蒸着マスクをより容易に位置合わせでき、かつ、作
製歩留りを向上させる方法が求められている。
報に記載の方法では、基板面に平行な方向に突出するオ
ーバーハング部を上部に有する電気絶縁性の隔壁を、第
一電極の一部分を露出するように形成した電気絶縁性の
膜上に形成している。しかし、この構造は、異種材料が
積層される場合には機械的強度が低く、さらにヒートサ
イクル試験など、熱膨張、熱収縮が激しく繰り返される
試験では、隔壁の剥離が観察され、機械的強度を向上さ
せる方法が求められている。
めの本発明の有機薄膜発光ディスプレイは、透明基板上
に形成された複数の第一電極の列と、複数の第二電極の
列との交点より構成される画素からなる画像表示配列領
域を有し、該電極間には少なくとも有機発光層が形成さ
れており、所望の画素を構成する両電極間に電圧を印加
し電流を注入することで得るエレクトロルミネセンスを
取り出すことで情報を表示しており、前述の画像表示配
列領域の周辺に、第一電極から延長された第一電極用の
端子パッドおよび第二電極用の端子パッドが形成されて
おり、該第一電極の一部、透明基板、および第二電極用
の端子パッドの一部上に電気絶縁膜が形成されており、
第二電極は、第二電極用の端子パッド上の電気絶縁膜の
開口部において、第二電極用の端子パッドと接続されて
おり、前述の電気絶縁膜上に突出した第二電極に平行な
複数の電気絶縁体からなる隔壁が形成されており、該隔
壁は第二電極用の端子パッド上の電気絶縁膜上におい
て、隣接する隔壁が互いに連結されている。
プレイの製造方法は、基板の上に、複数の第一電極をパ
ターニングして形成する工程と、該第一電極の周辺に第
二電極用の端子パッドを形成する工程と、該第一電極の
一部、基板、および第二電極用の端子パッドの一部上に
電気絶縁膜を形成する工程と、該電気絶縁膜上に電気絶
縁体からなる隔壁を形成する工程と、該電気絶縁膜上お
よび第一電極上の電気絶縁膜の開口部に有機発光層を形
成する工程と、該有機発光層、電気絶縁膜、および第二
電極用の端子パッド上の電気絶縁膜の開口部に第二電極
となる薄膜を形成する工程と、を備え、該第二電極を、
第二電極用の端子パッド上の電気絶縁膜の開口部を通し
て第二電極用の端子パッドと導通させ、電気絶縁体から
なる隔壁により第二電極の形成領域を規定している。
発光ディスプレイの構成の一例を示す平面図を、図2に
図1に示した有機薄膜ディスプレイの一例のII−II
線における断面図を示す。
1および図2に示すように、基板1上に形成された複数
の第一電極の列2と、複数の第二電極の列3との交点に
より構成される画素からなる画像表示配列領域を有し、
電極間には少なくとも有機発光層4が形成されており、
所望の画素を構成する両電極間に電圧を印加し電流を注
入することで情報を表示するものである。この画像表示
配列領域の周辺には、第一電極から延長された第一電極
用端子パッド2aおよび第二電極用の端子パッド5が形
成されており、第一電極2の一部、透明基板1、および
第二電極用の端子パッド5の一部上に電気絶縁膜6が形
成されている。第二電極3は、第二電極用の端子パッド
5上の電気絶縁膜の開口部7において、第二電極用の端
子パッド5と接続されており、電気絶縁膜上に突出した
第二電極に平行な複数の電気絶縁体からなる隔壁8が形
成されており、該隔壁は第二電極用の端子パッド上の電
気絶縁膜上において隣接する隔壁が互いに連結されてい
る。
プレイの製造方法を、図2〜図4を参照しながら説明す
る。図3は、図1に示す本発明における有機薄膜発光デ
ィスプレイの構成の一例を示す平面図の有機発光層およ
び第二電極の形成前の図である。図4は、本発明におけ
る隔壁のパターンの一例を示す。
して、パネルが蛍光色変換フィルターと、有機発光体と
を備えたカラーディスプレイパネルを説明する。すなわ
ち、有機発光体から発せられる近紫外から可視領域の
光、好ましくは青色から青緑色領域の光を、上記蛍光色
変換フィルターに入射し、該蛍光色変換フィルターから
なる異なる波長の可視光として出力させるようにしたも
のである。
成し、その上に保護層およびガスバリア層を形成する
(図示なし)。このとき、保護層として平坦化機能と色
変換層の保護機能を兼備するアクリル樹脂などからなる
保護層を形成し、SiOxまたはSiOxNyなどから
なるガスバリア層を形成する。また、保護層の機能を細
分化し、機能ごとに層数を増やすこともできる。
板、ポリマーフィルムなどのフィルム状基板、ポリイミ
ド基板、アクリル基板などを用いることができる。
層上に、有機発光体を形成する。有機発光体は、一対の
電極の間に挟持され、必要に応じ、正孔注入層、正孔輸
送層、または電子注入層を電極間に介在させた構造を有
している。具体的には、下記のような層構造からなるも
のが採用される。 (1)陽極/有機発光層/陰極 (2)陽極/正孔注入層/有機発光層/陰極 (3)陽極/有機発光層/電子注入層/陰極 (4)陽極/正孔注入層/有機発光層/電子注入層/陰
極 (5)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電
子注入層/陰極
および陰極(第二電極)の少なくとも一方は、該有機発
光体の発する光の波長域において透明であることが望ま
しく、および透明である電極を通して光を発して、前述
の蛍光色変換膜に光を入射させる。当該技術において、
陽極を透明にすることが容易であることが知られてお
り、本発明においても陽極を透明とすることが望まし
い。
バリア層上に、図3に示すように第一電極(陽極)2お
よび第一電極から延長した第一電極用の端子パッド2a
をパターン形成する。第一電極としては、透明導電性膜
材料のインジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛
酸化物、酸化錫、酸化亜鉛、またはアルミニウム錫酸化
物などを用いることができる。
二電極用の端子パッド5を形成し、図3に示すような範
囲に電気絶縁膜を形成する。第二電極用の端子パッドの
材料としては、例えば第一電極と同一の材料(ITOな
ど)、Al、Cr、Mo、Cu、およびWなどの金属材
料、ならびにこれらの合金などが挙げられる。電気絶縁
膜材料としては、例えばノボラック樹脂を用いたポジ型
フォトレジスト、アクリレート等のネガ型フォトレジス
ト、ポリイミド材料、またはSiOx、SiO xNy、
SiNx、およびTiOxなどの無機酸化膜を用いるこ
とができる。この電気絶縁膜は第二電極用の端子パッド
5上および第一電極2の一部に開口部7を有することを
特徴としている。また、電気絶縁膜は第一電極の端部を
被覆するように形成してもよい。電気絶縁膜の形成領域
は、図3に示す限りではないが、陰極の形成領域に、基
板と蒸着マスクの位置ズレ量を加味した領域に形成する
ことにより、第一電極(陽極)2材料と第二電極(陰
極)3材料との短絡、端子パッド間の短絡を防ぐことが
できる。また、絶縁膜の膜厚は、パネル駆動時に印加さ
れる電圧から算出される絶縁耐圧を持つ必要がある。
する。隔壁8は第二電極の伸張方向に複数本形成され、
第一電極の周辺に形成された第二電極用の端子パッド部
5まで延在する。隣接する隔壁は、第二電極用の端子パ
ッド上において図3に示すように垂直に連結されてもよ
く、図4に示すように曲線により連結されていてもよ
い。隔壁を連結することにより隔壁の強度が向上する。
この隔壁を形成する電気絶縁体材料としては、例えば、
ノボラック樹脂を用いたネガ型フォトレジストおよびポ
ジ型フォトレジスト、ならびにアクリレート等のネガ型
フォトレジストなどが挙げられる。
第一電極上の電気絶縁膜の開口部7上に、図2に示した
ように、少なくとも有機発光層4を形成する。このと
き、必要に応じて、上述した層構造を有するように正孔
注入層、電子注入層、および/または正孔輸送層を形成
してもよい。
用される。例えば、有機発光層として青色から青緑色の
発光を得るためには、例えばベンゾチアゾール系、ベン
ゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系などの蛍光増
白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベ
ンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが
好ましく使用される。
ン、トリフェニルアミン誘導体などが用いられ、正孔輸
送層としては、TPDおよびα−NPDなどのトリフェ
ニルアミン誘導体などが用いられ、電子注入層として
は、アルミキレート錯体などの金属錯体などが用いるこ
とができるが、これらに限定するわけではない。
入層)4上、電気絶縁膜5上、および第二電極用の端子
パッド上の電気絶縁膜の開口部7上に、第二電極(陽
極)3を形成する。第二電極の材料としては、アルミニ
ウム、マグネシウム、インジウム、銀またはこれらの合
金などの仕事関数の小さな金属などを用いることができ
る。
極)および第二電極(陰極)のパターンはそれぞれ平行
なストライプ状をなし、互いに交差するように形成され
ている。この場合には、本発明は有機発光素子はマトリ
クス駆動を行うことができ、すなわち、第一電極(陽
極)の特定のストライプと、第二電極(陰極)の特定の
ストライプに電圧が印加された時に、有機発光層におい
て、それらのストライプが交差する部分が発光する。し
たがって、第一電極(陽極)および第二電極(陰極)の
選択されたストライプに電圧を印加することによって、
特定の蛍光色変換膜および/またはフィルター層が位置
する部分のみを発光させることができる。
ーンを持たない一様な平面電極とし、および第二電極
(陰極)を各画素に対応するようにパターニングしても
よい。その場合には、各画素に対応するスイッチング素
子を設けて、いわゆるアクティブマトリクス駆動を行う
ことが可能になる。
0ドット、画素ピッチ110×330μmのサブドット
数230,400の有機薄膜発光ディスプレイパネルに
本発明を適用した実施例を示す。パネルは、第一の電極
の形成するデータラインをパネル上下方向に2分割した
構造とした。
成する。
材料(富士ハントエレクトロニクステクノロジー製:カ
ラーモザイクCB−7001)をスピンコート法にて、
透明基板のコーニングガラス(50×50×1.1m
m)上に塗布後、フォトリソグラフ法によりパターニン
グを実施し、青色フィルターの線幅0.1mm、ピッチ
0.33mm、膜厚10μmのラインパターンを得た。
してクマリン6(0.7重量部)を溶剤のプロピレング
リコールモノエチルアセテート(PGMEA)120重
量部へ溶解させた。光重合性樹脂の「V259PA/P
5」(商品名、新日鐵化成工業株式会社)100重量部
を加えて溶解させ、塗布溶液を得た。この塗布溶液を、
透明基板としてのコーニングガラス(50×50×1.
1mm)上に、スピンコート法を用いて塗布し、フォト
リソグラフ法により、パターニングを実施し、緑色変換
フィルターの線幅0.1mm、ピッチ0.33mm、膜
厚10μmのラインパターンを得た。
としてクマリン6(0.6重量部)、ローダミン6G
(0.3重量部)、ベーシックバイオレット11(0.
3重量部)を溶剤のプロピレングリコールモノエチルア
セテート(PGMEA)120重量部へ溶解させた。光
重合性樹脂の「V259PA/P5」(商品名、新日鐵
化成工業株式会社)100重量部を加えて溶解させ、塗
布溶液を得た。この塗布溶液を、透明基板としてのコー
ニングガラス(50×50×1.1mm)上に、スピン
コート法を用いて塗布し、フォトリソグラフ法により、
パターニングを実施し、赤色変換フィルターの線幅0.
1mm、ピッチ0.33mm、膜厚10μmのラインパ
ターンを得た。
蛍光変換フィルターの上に、保護層としてUV硬化型樹
脂(エポキシ変性アクリレート)をスピンコート法にて
塗布し、高圧水銀灯にて照射し、膜厚5μm形成した。
この時、蛍光変換フィルターのパターンは変形がなく、
且つ、保護層上面は平坦化され保護されていた。
タ法にてSiOxNy膜を300nm堆積させた。この
とき、JIS5400記載の基盤目試験にて保護層とガ
スバリア層の密着性を評価したところ、8点以上の良好
な密着性を示した。
なる蛍光変換フィルターを形成した。
蛍光変換フィルター上に有機発光素子を形成する。
リア層の上面に、第二電極(陰極)用の端子パッド部5
および陽極の補助電極部として抵抗率1.5×10−5
[Ω・cm]のMoを膜厚300nm、幅20μm形成
した。Moの成膜にはDCマグネトロンスパッタ法を用
い、Mo上にレジスト剤「OFRP−800」(商品
名、東京応化製)を塗布した後、フォトリソグラフィー
法にてパターニングを行い、第二電極用の端子パッド5
および陽極の補助電極部を形成した。この後にスパッタ
法にて透明電極材料(ITO)を全面成膜した。ITO
上にレジスト剤「OFRP−800」(商品名、東京応
化製)を塗布した後、フォトリソグラフィー法にてパタ
ーニングを行い、それぞれの色の発光部(赤色、緑色、
および青色)に位置する、幅0.094mm、間隔0.
016mm、膜厚100nmのストライプパターンから
なる陽極1を得た。
ト[WIX−2A](商品名、日本ゼオン製)をスピン
コート法にて塗布し、フォトリソグラフによりパターニ
ングを実施した。電気絶縁膜は膜厚1μmであり、各第
一電極上2に幅80μm、長さ290μm(第一電極の
伸張方向)の開口部を複数有し、かつ各第二電極用の端
子パッド5上に幅(端子パッドの伸張方向)1mm、長
さ290μmの開口部を有している。電気絶縁膜の端部
の基板に対する角度は鋭角となっている。このようにし
て、図3に示すように、絶縁膜は表示領域の外側におい
て陰極形成領域よりも広く形成し、陽極上と陰極の端子
パッド上に開口部7を設けた。
はおよそ800nm以上の膜厚で形成することにより十
分な絶縁耐圧を持つことができた。
0](商品名、日本ゼオン製)をスピンコート法にて塗
布し、フォトリソグラフにより厚さ4μmの隔壁8を図
3に示すように形成した。陰極伸張方向の隔壁幅は30
μmであり、ピッチは330μmである。また、隔壁の
端部は陰極伸張方向に垂直に形成された隔壁により連結
されている。
上し、−40℃から95℃のヒートショック試験におい
て400サイクル以上の形状および密着の安定性を確認
した。
に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子
注入層を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して
真空槽内圧は1×10−4Paまで減圧した。正孔注入
層は銅フタロシアニン(CuPc)
4,4′−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル
アミノ]ビフェニル(α−NPD)
4′−ビス(2,2′−ジフェニルビニル)ビフェニル
(DPVBi)
(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体(Al
q)
送層、有機発光層、および電子注入層の成膜には開口部
107.6×81.2mmの蒸着マスクを用いて形成し
た。
0:1の重量比率)層からなる陰極(第二電極)3を、
真空を破らずに形成した。陰極の成膜には開口部11
1.6×81.2mmの蒸着マスクを用いた。蒸着マス
クと、基板との位置合わせ精度は±1mmであり、陰極
は陰極用の端子パッド5と1mmの接触領域を持つ構造
とした。
それぞれの陰極の形成領域を完全に規定することがで
き、また絶縁膜を陰極領域より広く形成することによ
り、陽極間および陰極間の短絡を防ぐことができた。
ローブボックス内乾燥窒素雰囲気(酸素および水分濃度
ともに10ppm以下)下において、封止ガラス(図示
せず)とUV硬化接着剤を用いて封止した。
れ、異方導電性接着剤(ACF)を用いて端子パッドを
介して駆動回路端子と接続した。
B)×240ドット、画素ピッチ110×330μmの
サブドット数230,400の有機薄膜発光ディスプレ
イパネルを作製した。
と、高精細で信頼性の高い有機薄膜発光ディスプレイパ
ネルの製造において、第二電極の分離を確実に行うこと
ができ、蒸着マスクを容易に位置合わせでき、また、費
用をかけずに作製歩留まりを向上させることができる。
板構成の一例を示す平面図である。
板構成の一例を示す平面図である。
壁の配置例を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 透明基板上に形成された複数の第一電極
の列と、複数の第二電極の列との交点より構成される画
素からなる画像表示配列領域を有し、前記電極間には少
なくとも有機発光層が形成されており、所望の画素を構
成する両電極間に電圧を印加し電流を注入することで得
るエレクトロルミネセンスを取り出すことで情報を表示
する有機薄膜発光ディスプレイであって、 前記画像表示配列領域の周辺に、第一電極から延長され
た第一電極用の端子パッドおよび第二電極用の端子パッ
ドが形成されており、前記第一電極の一部、透明基板、
および第二電極用の端子パッドの一部上に電気絶縁膜が
形成されており、第二電極は、第二電極用の端子パッド
上の電気絶縁膜の開口部において、第二電極用の端子パ
ッドと接続されており、前記電気絶縁膜上に突出した第
二電極に平行な複数の電気絶縁体からなる隔壁が形成さ
れており、該隔壁は第二電極用の端子パッド上の電気絶
縁膜上において、隣接する隔壁が互いに連結されている
ことを特徴とする有機薄膜発光ディスプレイ。 - 【請求項2】 有機薄膜発光ディスプレイの製造方法で
あって、 基板の上に、複数の第一電極をパターニングして形成す
る工程と、 前記第一電極の周辺に第二電極用の端子パッドを形成す
る工程と、 前記第一電極の一部、基板、および第二電極用の端子パ
ッドの一部上に電気絶縁膜を形成する工程と、 前記電気絶縁膜上に電気絶縁体からなる隔壁を形成する
工程と、 前記電気絶縁膜上および第一電極上の電気絶縁膜の開口
部に有機発光層を形成する工程と、 前記有機発光層、電気絶縁膜、および第二電極用の端子
パッド上の電気絶縁膜の開口部に第二電極となる薄膜を
形成する工程と、 を備え、前記第二電極を、第二電極用の端子パッド上の
電気絶縁膜の開口部を通して第二電極用の端子パッドと
導通させ、電気絶縁体からなる隔壁により第二電極の形
成領域を規定していること、 を特徴とする有機薄膜発光ディスプレイの製造方法。
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