JP2005310708A - 有機el装置、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板の実表示領域4内に複数の画素XR,XG,XBを備え、前記画素XR,XG,XBのそれぞれに、液相法により形成された機能膜を有する第1の有機EL素子が設けられた有機EL装置において、前記実表示領域4の周囲に、特性検査用の複数のダミー画素D1R,D1G,D1B,D2R,D2G,D2Bを備えたダミー領域Dが設けられ、前記ダミー画素のそれぞれに前記第1の有機EL素子の機能膜と同一プロセスで形成された機能膜を有する第2の有機EL素子が設けられた構成とする。
【選択図】 図4
Description
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、乾燥むらによる表示品質の低下を防止することのできる有機EL装置を提供することを目的とする。
前述のように、液相プロセスを用いて機能膜を形成する場合には、液体材料を塗布した領域の外周側で乾燥が速く進み、中央側では安定した乾燥状態が得られる。本発明は、液体材料の塗布領域を実表示領域の外側に拡張し、この拡張した部分に乾燥むらを生じさせることによって、実表示領域内の乾燥状態を安定させるようにしたものである。すなわち、本発明では、実表示領域に機能膜を形成する際に、その実表示領域の外側のダミー領域にも同様の機能膜を形成しているため、機能膜を乾燥する際の溶媒の蒸気圧が実表示領域の中央部と外周部とで略等しくなる。このため、実表示領域全体で機能膜の膜厚を均一にすることができ、輝度むらや色むら等のない高品質な表示が可能になる。また本構成では、このようなダミー領域に発光構造を有する第2の有機EL素子を設け、この第2の有機EL素子を特性検査用の検査素子として利用しているため、基板上に別途検査用の構造を作りこむ必要がなく、コンパクトな構成を実現することができる。
本構成でも、実表示領域全体で機能膜の膜厚を均一にすることができ、輝度むらや色むら等のない高品質な表示が可能になる。また本構成では、このようなダミー画素に発光構造を有する第2の有機EL素子を設け、この第2の有機EL素子をフィルム貼着時のアライメントマークとして利用するため、基板上に別途アライメントマークを作りこむ必要がなく、コンパクトな構成を実現することができる。
[有機EL装置]
まず、図1〜図5を参照しながら本発明の第1の実施の形態について説明する。
以下に示す本実施の形態の有機EL装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと略記する)を用いたアクティブマトリクス方式の有機EL表示装置であり、特にR(赤),G(緑),B(青)の3種類の高分子有機発光層を備えたカラー有機EL表示装置である。
有機EL表示装置1は、複数の走査線101と、各走査線101に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線102と、各信号線102に並列に延びる複数の電力線(電源線)103とからなる配線構成を有し、走査線101と信号線102との各交点付近に画素Xを形成したものである。
図2に示すように、本実施形態の有機EL表示装置1は、電気絶縁性を備える基板10Aと、図示略のスイッチング用TFTに接続された画素電極が基板10A上にマトリックス状に配置されてなる図示略の画素電極域と、画素電極域の周囲に配置されるとともに各画素電極に接続される電源線103(図1参照)と、少なくとも画素電極域上に位置する平面視ほぼ矩形の画素部3(図中一点鎖線枠内)とを具備して構成されている。また、画素部3は、中央部分の実表示領域4(図中二点鎖線枠内)と、実表示領域4の周囲に配置されたダミー領域5(一点鎖線および二点鎖線の間の領域)とに区画されている。
第1の領域D1には、実表示領域4の外周に沿って配列された複数の第1のダミー画素D1R,D1G,D1Bが設けられている。これらの第1のダミー画素には、実表示領域4の画素XR,XG,XBと同様に、異なる色を発光可能な複数種類のダミー画素(本実施形態では、赤色発光用の第1のダミー画素D1Rと緑色発光用の第1のダミー画素D1Gと青色発光用の第1のダミー画素D1B)が含まれている。この第1のダミー画素は、有機EL素子の電流−輝度特性(I−L特性)等を検査するためのものであり、本実施形態では、この第1のダミー画素D1R,D1G,D1Bを使って発光特性のばらつきを調べ、このばらつきに応じて実表示領域4の各画素XR,XG、XBに与える信号をライン毎に補正している。前述の画素信号は、この第1のダミー画素の検査結果に基づいて補正されたものであり、このような補正によって、実表示領域内で均一な発光特性が得られるようになっている。
この有機EL表示装置1は、素子基板10上に陽極12,電気光学層E,陰極16を順に備えている。素子基板10には、ガラスや樹脂等からなる基板本体10Aの上に回路部11が形成されている。この回路部11の上には、実表示領域4の各画素及びダミー領域5の各ダミー画素に対応して、平面視略矩形状の陽極12がマトリクス状に配列されている。回路部11には、実表示領域4内に、走査線101,信号線102等の各種配線や、保持容量11c、TFT11a,11b等を含む電子回路が形成されている。一方、ダミー領域5には、ダミー画素を駆動するための配線以外は、ダミー画素を個別に駆動するためのTFT等のスイッチング構造は設けられていない。この陽極12の形成された素子基板10の上には、それぞれの画素位置(実表示領域4内の画素及びダミー領域5内のダミー画素を含む)に開口部を有するバンク層13が形成されている。このバンク層13は各画素を仕切るための隔壁として機能するものであり、このバンク層13によって区画された領域内(即ち、バンク層13の開口部H内)には、それぞれ有機発光層15を含む電気光学層Eが形成されている。
バンク層13の互いに連通する開口部Hには前述の電気光学層Eが形成されており、このバンク層13及び電気光学層Eを覆うように、陰極16が設けられている。
正孔注入層15を形成するための材料(正孔注入材料)としては、例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体等、又は、これらの材料にポリスチレンスルホン酸(PSS)等の酸性物質をドープしたドーピング体等を使用することができる。例えば、ポリチオフェン誘導体では、PEDOTにPSSをドープしたPEDOT:PSSを採用することができる。
次に、本発明の有機EL装置の製造方法について説明する。図5は、本実施形態の有機EL表示装置1の製造工程を示す断面模式図である。
本実施形態の有機EL表示装置1の製造方法は、例えば、(1)バンク層形成工程、(2)正孔注入層形成工程、(3)発光層形成工程、(4)陰極(共通電極)形成工程、封止工程、(5)検査工程を備えている。なお、有機EL表示装置の製造方法は、これに限定されるものではなく、必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。以下、それぞれの工程について説明する。
まず、図5(a)に示すような素子基板10を用意する。この素子基板10は、ガラス等の基板本体10A上に回路部11を備えている。この回路部11には、実表示領域4内に、前述の走査線101,信号線102,TFT11a,保持容量11b等の画素スイッチング構造が設けられる一方、ダミー領域5には、前述のダミー画素を駆動するための配線以外は、ダミー画素を個別に駆動するためのTFT等のスイッチング構造は設けられていない。この回路部11の上には、実表示領域4の各画素及びダミー領域5の各ダミー画素に、それぞれ画素電極としての陽極12が配列形成されている。
次に、図5(c)に示すように、バンク層13の開口部Hに液滴吐出法により正孔注入層14を形成する。この工程では、まず、インクジェット装置の吐出ヘッドに正孔注入材料を含有する液体材料を充填し、吐出ヘッドと基板10とを相対移動させながら吐出ノズルから前記液体材料をバンク層13の開口部H内に吐出する(液滴吐出工程)。そして、液体材料中の溶媒を乾燥により除去し、液体材料中に含まれる正孔注入材料を膜化する(乾燥工程)。これにより、陽極12の露出面に正孔注入層14が形成される。
この工程では、実表示領域4だけでなく、実表示領域4の周り(ダミー領域5)にも液体材料が配置されるため、乾燥工程において、実表示領域4の外周部が中央部に比べて極端に乾燥が速く進むといった不具合は生じない。
なお、この正孔注入層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とする事が好ましく、例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気下で行なうことが好ましい。
次に、液滴吐出法により正孔注入層14の上に有機発光層15を形成する。この工程では、まず、インクジェット装置の吐出ヘッドに所定の色の発光材料、例えば青色発光材料を含有する液体材料を充填し、吐出ヘッドと基板10とを相対移動させながら吐出ノズルから前記液体材料を青色画素に対応したバンク層13の開口部H内に吐出する(液滴吐出工程)。そして、液体材料中の溶媒を乾燥により除去し、液体材料中に含まれる発光材料を膜化する(乾燥工程)。これにより、正孔注入層14の露出面に青色の有機発光層が形成される。続いて、この青色の有機発光層を形成したのと同様の手順を用いて、赤色(R)の有機発光層と緑色(G)の有機発光層を順次形成する。図5(c)では、これらの有機発光層を符号15で示している。
この工程では、実表示領域4だけでなく、実表示領域4の周り(ダミー領域5)にも液体材料が配置されるため、乾燥工程において、実表示領域4の外周部が中央部に比べて極端に乾燥が速く進むといった不具合は生じない。
以上により、陽極12上に電気光学層Eが形成される。なお、有機発光層15の形成順序は前述したものに限定されず、どのような順番で形成してもよい。
次に、図5(d)に示すように、バンク層13及び電気光学層Eの露出面に陰極16を形成する。陰極16は、ボトムエミッション構造を採用した場合には、光反射性の導電材料からなることが望ましい。例えばAlやAg等の高反射率の金属膜が好適である。この際、陰極16はAl等の単層膜としてもよいが、発光素子を効率よく発光させるために、電子注入層と導電層のような積層構造を採用してもよい。この場合、有機発光層15に近い側にCa、Ba等の仕事関数が小さい材料からなる電子注入層を形成することが好ましい。また、発光材料によっては、CaやBaの有機発光層側にLiF等からなる薄層を形成してもよい。電子注入層および導電層の成膜方法は、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法など、既知の成膜方法から適切な方法を選択すればよい。この陰極16の厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200〜500nm程度がよい。
一方、トップエミッション構造を採用した場合には、有機発光層15からの光を陰極16側から取り出すので、陰極16は透明でなければならない。よって、陰極16としてはITO等が好適である。また、電気光学層E及びバンク層34の露出面に対してBCPとCsの共蒸着膜を成膜し、更に導電性を付与するためにスパッタ法やCVD法等により基板全面にITO等の透光性導電材料を成膜するといった構成を採ることもできる。また、陰極16にはCa/ITO等のような電子注入層と透光性導電層の積層構造を採用することも可能である。
次に、有機EL素子の特性を検査する。ここでは、例えば以下の項目を検査する。
(a)液相法で形成した機能膜(正孔注入層14や有機発光層15)の膜厚分布の検査。
(b)有機EL素子の特性ばらつきの検査。
有機EL素子の発光特性は、そのI−V特性やI−L特性によって同一パネル内であっても大きくばらつくことがある。このような特性のばらつきは輝度むらや色むらの原因になる。本実施形態では、このような有機EL素子の発光特性のばらつきを第1のダミー画素を使ってライン毎に検査し、その検査結果を、実表示領域4の各画素に供給する画素信号に反映させている。具体的には、ルックアップテーブルを用意し、検査結果をこのルックアップテーブルに反映させて各画素のデータを補正している。
以上により、本実施形態の有機EL装置1の製造工程が終了する。
次に、図6〜図8を用いて本発明の第2の実施の形態について説明する。本実施形態において、前記第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。本実施形態において前記第1の実施形態と異なる点は、有機EL素子の形成された基板10に偏光板等の機能性のフィルムが貼着されている点と、ダミー領域5に設けた有機EL素子を、この機能性フィルムを貼着する際のアライメントマークとして利用した点のみである。
この有機EL表示装置2は、素子基板10上に陽極12,電気光学層E,陰極16,保護層17,偏光板18を順に備えている。素子基板10には、ガラスや樹脂等からなる基板本体10Aの上に回路部11が形成されている。この回路部11の上には、実表示領域4の各画素及びダミー領域5の各ダミー画素に対応して、平面視略矩形状の陽極12がマトリクス状に配列されている。回路部11には、実表示領域4内に、走査線,信号線等の各種配線や、保持容量、TFT等を含む電子回路が形成されている。一方、ダミー領域5には、前述のダミー画素を駆動するための配線以外は、ダミー画素を個別に駆動するためのTFT等のスイッチング構造は設けられていない。この陽極12の形成された素子基板10の上には、それぞれの画素位置(実表示領域4内の画素及びダミー領域5内のダミー画素を含む)に開口部を有するバンク層13が形成されている。このバンク層13は各画素を仕切るための隔壁として機能するものであり、このバンク層13によって区画された領域内(即ち、バンク層13の開口部H内)には、それぞれ有機発光層15を含む電気光学層Eが形成されている。
なお、本実施形態では、基板に貼着する機能性フィルムを偏光板としたが、本発明はこれに限定されるものではない。
次に、本発明の電子機器について説明する。
図9は、本発明に係る電子機器の一例を示す斜視図である。この図に示す携帯電話1000は、表示部1001に前述の有機EL装置を備えている。
前記実施形態の有機EL装置は、前記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々、種々の電子機器に適用することができる。いずれの電子機器においても、本発明の有機EL装置を適用することで、表示品質の向上を図ることができる。
Claims (9)
- 基板の実表示領域内に複数の画素を備え、前記画素のそれぞれに、液相法により形成された機能膜を有する第1の有機EL素子が設けられた有機EL装置であって、
前記実表示領域の周囲に、特性検査用の複数のダミー画素を備えたダミー領域が設けられ、前記ダミー画素のそれぞれに、前記第1の有機EL素子の機能膜と同一プロセスで形成された機能膜を有する第2の有機EL素子が設けられたことを特徴とする、有機EL装置。 - 前記ダミー画素の検査結果に基づいて、前記実表示領域の各画素に与える信号を補正可能とされたことを特徴とする、請求項1記載の有機EL装置。
- 前記ダミー領域が、前記実表示領域の外周に沿って配列された複数の第1のダミー画素を有し、各画素に与える前記信号が前記第1のダミー画素の検査結果に基づいて補正されたことを特徴とする、請求項2記載の有機EL装置。
- 前記ダミー領域が、異なる色を発光可能な複数の前記第1のダミー画素を有し、発光色の等しい第1のダミー画素同士が互いに直列に接続されたことを特徴とする、請求項3記載の有機EL装置。
- 前記ダミー領域が、前記実表示領域の外周に垂直に配列された複数の第2のダミー画素を有し、前記ダミー領域の外周側から実表示領域側に向かう前記第2のダミー画素の発光特性の連続的な変化に基づいて、前記実表示領域の外周部での前記機能膜の膜厚変動の様子を検出可能としたことを特徴とする、請求項2〜4のいずれかの項に記載の有機EL装置。
- 前記第2のダミー画素が互いに直列に接続されたことを特徴とする、請求項5記載の有機EL装置。
- 基板の実表示領域内に複数の画素を備え、前記画素のそれぞれに、液相法により形成された機能膜を有する第1の有機EL素子が設けられるとともに、前記基板の表面に機能性のフィルムが貼着された有機EL装置であって、
前記実表示領域の周囲に、前記フィルムを貼着する際のアライメントマークとなる複数のダミー画素を備えたダミー領域が設けられ、前記ダミー画素のそれぞれに前記第1の有機EL素子の機能膜と同一プロセスで形成された機能膜を有する第2の有機EL素子が設けられたことを特徴とする、有機EL装置。 - 前記複数のダミー画素が互いに直列に接続されたことを特徴とする、請求項7記載の有機EL装置。
- 請求項1〜8のいずれかの項に記載の有機EL装置を備えたことを特徴とする、電子機器。
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