JP2007026951A - 自発光パネルの製造方法、および自発光パネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基板2上に直接または他の層を介して第1の導電層3を形成し、第1の導電層3の上に発光層を含む成膜層6を積層し、成膜層6の上に第2の導電層7を形成して自発光パネルを製造する場合に、第1の導電層3aの形成後、第1の導電層3a上の発光領域A1となる開口部3bを区画する区画層4を形成する第1の工程と、少なくとも第1の導電層の開口部内の表面に表面処理を行う第2の工程と、少なくとも第2の工程によって表面処理が施された第1の導電層3d上に成膜層6を成膜する第3の工程と行う。
【選択図】図2
Description
このような自発光パネルは基板上に自発光素子を複数又は単数配置して形成されるものであり、自発光素子としては、有機EL素子の他に、LED(Light Emitting Diode)、FED(Field Emission Display)等の発光素子を挙げることができる。
請求項1に係る発明の自発光素子の製造方法は、基板上に直接または他の層を介して第1の導電層を形成し、該第1の導電層の上に発光層を含む成膜層を積層し、該成膜層の上に第2の導電層を形成する自発光素子を発光領域となる開口部内に形成する自発光パネルの製造方法であって、前記第1の導電層の形成後、該第1の導電層上の発光領域となる開口部を区画する区画層を形成する第1の工程と、前記第1の工程の後、少なくとも前記第1の導電層の前記開口部内の表面に表面処理を施す第2の工程と、少なくとも前記表面処理が施された前記第1の導電層上に前記成膜層を成膜する第3の工程とを有することを特徴とする。
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図2〜図5は本発明の第1実施形態に係る自発光パネルおよびその製造方法を説明するための図である。
特に、図2は本発明の第1実施形態に係る自発光パネルにおける、単数または複数からなる自発光素子を備える自発光素子部及びその製造方法を説明するための図である。図3は本発明の第1実施形態に係る自発光パネルにおける自発光素子部の製造方法を説明するためのフローチャートである。図2,3を参照しながら本実施形態に係る自発光パネルの自発光素子部およびその製造方法を説明する。以下、例えばアクティブ駆動型有機ELパネルを説明する。
一方、物理的表面処理としては、例えばドライエッチングや逆スパッタ法などの公知の方法がある。必要に応じ化学的表面処理と組み合わせて処理を行っても構わない。
上述したように本実施形態に係る表面処理により、例えば一般的なUV、オゾン処理法や加熱処理法等の洗浄処理と比べて、区画層4等の構造物が形成されていても、第1の導電層上のゴミ21、22や被膜23等の異物を効果的に除去することが可能である。
ステップST7において、例えば図2(g)に示すように、成膜層6上に第2の導電層7を形成する。第2の導電層7は、例えば導電材料により形成される。必要に応じ、成膜層と第2の導電層の間にアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類や、これらの合金などからなるバッファ層を形成しても構わない。
また、本実施形態では表面処理として、例えば区画層4がマスクとして機能し、区画層4に対して第1の導電層3を選択的に溶解するエッチング処理によって化学的表面処理を行うことで、第1の導電層3の開口部3b内表面に効果的に表面処理を施すことができる。
また、例えば成膜層形成前に、基板の表面研磨により第1の導電層3上の異物を除去した場合には、区画層4等の構造物を破損しまい発光不良を起こす虞があるが、本発明に係る製造方法では、上述したように区画層4に対して第1の導電層3が選択的に処理される化学的表面処理や物理的表面処理によって表面処理を施すことにより、区画層4を破損することなく、効果的に第1の導電層の開口部3b内のゴミや被膜等の異物を除去することができる。また、表面処理の後、処理液を乾燥させる加熱処理を施すことにより良好に成膜層6を形成することができる。
また、本実施形態に係る製造方法では、第1の導電層3及びその下地面2aに形成された絶縁膜をフォトリソ工程でパターニングすることにより区画層4を形成し、その際に第1の導電層3上にゴミ、被膜等の異物が付着した場合であっても、上記表面処理を行うことで、それら第1の導電層3上のゴミ、被膜等の異物を効果的に除去することができ、
また、区画層4は、第1の導電層3の開口部3b以外のエッジ部3cを覆うように形成されるので、表面処理の際にエッジ部3cに対して表面処理することを抑止することができる。
図6は本発明の第2実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明するための図である。図7は本発明の第2実施形態に係る自発光パネルの製造方法を説明するためのフローチャートである。図6,7を参照しながら本実施形態に係る自発光素子を採用したパッシブ駆動型自発光パネルの製造方法を説明する。第1および第1実施形態との共通する部分については一部説明を省略する。図7に示すように、ステップST1〜ST3については、図2に示したステップST1〜ST3と略同様な工程であり説明を省略する。
本願発明者は、本発明に係る自発光パネルの表示特性を確認するために、本発明に係る表面処理を施さない自発光パネルを製作して表示特性の比較を行った。以下、本実施形態に係る自発光パネルの製造方法をより詳細に説明する。
次に真空室中にて、上部電極(第2の導電層7)として例えばアルミニウムを毎秒1nmの速度にて厚さ約100nmになるまで、抵抗加熱真空成膜法により形成する。上記製造方法により有機EL素子からなる自発光素子部を製造する。
次に、自発光素子部が形成された基板2を窒素気体(N2 )で満たされたチャンバーへ移送し、封止用UV硬化型接着剤が塗布されている封止用ガラスと、自発光素子部が形成された基板2とを貼り合わせUV照射により接着剤を硬化することで自発光素子部を封止し、駆動回路等を設けることにより自発光パネルを製造する。
上述した本実施形態に係る自発光パネルと一般的な自発光パネルの表示性能を比較する。一般的な自発光パネルでは表示パネル内にシミムラ等の表示不良が確認できたが、本実施形態に係る自発光パネルでは、シミムラ等の表示不良が確認できず、良好な発光状態を示した。
例えば図2,6に示した自発光素子部1の形態に限られるものではない。例えば、下部電極(第1の導電層3)に電子注入電極、上部電極(第2の導電層7)に正孔注入電極が形成された自発光素子でもよい。また、下部電極に反射電極、上部電極に透明性を有する電極が形成された自発光素子でもよい。また、下部電極、上部電極共に透明性を有する電極が形成された自発光素子でもよい。
有機ELパネル100の基本構成は、第1電極(下部電極)131と第2電極(上部電極)132との間に発光層を含む成膜層133を挟持して支持基板110上に複数の有機EL素子130を形成したものである。図示の例では、支持基板110上にSiO2被覆層120aを形成しており、その上に形成される第1電極131をITO等の透明電極からなる陽極(第1の導電層)に設定し、第2電極132(第2の導電層)をAl等の金属材料からなる陰極に設定して、支持基板110側から光を取り出すボトムエミッション方式を構成している。また、成膜層133としては、正孔輸送層133A,発光層133B,電子輸送層133Cの3層構造の例を示している。そして、支持基板110と封止部材111とを接着層112を介して貼り合わせることによって封止領域Sを形成し、この封止領域S内に有機EL素子130からなる自発光素子部を形成している。
そして、封止部材111の引出配線部121に臨む端縁111E0は支持基板110と封止部材111の貼り合わせ前に加工された孔加工縁によって形成されている。
a.電極;
第1電極131,第2電極132は、一方が陰極側、他方が陽極側に設定される。陽極側は陰極側より仕事関数の高い材料で構成され、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)等の金属材料やITO、IZO等の透明導電材料が用いられる。逆に陰極側は陽極側より仕事関数の低い材料で構成され、アルカリ金属(Li,Na,K,Rb,Cs)、アルカリ土類金属(Be,Mg,Ca,Sr,Ba)、希土類金属等のような仕事関数の低い金属、又はそれらの組み合わせからなる合金などを使用できる。また、第1電極131,第2電極132ともに透明な材料により構成した場合には、光の放出側と反対の電極側に反射膜を設けた構成にすることもできる。
成膜層133は、少なくとも有機EL成膜層を含む単層又は多層の有機化合物材料層からなるが、層構成はどのように形成されていても良い。一般には、図9に示すように、陽極側から陰極側に向けて、正孔輸送層133A、発光層133B、電子輸送層133Cを積層させたものを用いることができるが、発光層133B、正孔輸送層133A、電子輸送層133Cはそれぞれ1層だけでなく複数層積層して設けても良く、正孔輸送層133A、電子輸送層133Cについてはどちらかの層を省略しても、両方の層を省略しても構わない。また、正孔注入層、電子注入層等を用途に応じて挿入することも可能である。正孔輸送層133A、発光層133B、電子輸送層133Cは従来の使用されている材料(高分子材料、低分子材料を問わない)を適宜選択して採用できる。
また、発光層133Bを形成する発光材料においては、蛍光材料、燐光材料のどちらを採用しても良い。
有機ELパネル100において、有機EL素子130を気密に封止するための封止部材111としては、ガラス製,プラスチック製、金属製等による板状部材を用いることができる。ガラス製の封止基板にプレス成形,エッチング,ブラスト処理等の加工によって封止用凹部(一段掘り込み、二段掘り込みを問わない)を形成したものを用いることもできるし、或いは平板ガラスを使用してガラス(プラスチックでも良い)製のスペーサにより支持基板110との間に封止領域Sを形成することもできる。また、上記のような封止部材により封止領域Sを形成する気密封止法を利用しても良く、例えば封止領域S内に樹脂やシリコーンオイル等の充填剤を封入した封止形態や、樹脂フィルムと高いバリア性を有する金属箔とを積層させたフィルムで封止した封止形態などのような固体封止法、バリア膜等で有機EL素子130を封止する膜封止法でも良い。
接着層112を形成する接着剤は、熱硬化型,化学硬化型(2液混合),光(紫外線)硬化型等を使用することができ、材料としてアクリル樹脂,エポキシ樹脂,ポリエステル,ポリオレフィン等を用いることができる。特には、加熱処理を要さず即硬化性の高い紫外線硬化型のエポキシ樹脂製接着剤の使用が好ましい。
乾燥手段140は、ゼオライト,シリカゲル,カーボン,カーボンナノチューブ等の物理的乾燥剤、アルカリ金属酸化物,金属ハロゲン化物,過酸化塩素等の化学的乾燥剤、有機金属錯体をトルエン,キシレン,脂肪族有機溶剤等の石油系溶媒に溶解した乾燥剤、乾燥剤粒子を透明性を有するポリエチレン,ポリイソプレン,ポリビニルシンナエート等のバインダに分散させた乾燥剤により形成することができる。
本発明の実施例である有機ELパネル100としては、本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の設計変更が可能である。例えば、有機EL素子130から生じる光を取り出す手段は、前述したように支持基板110側から光を取り出すボトムエミッション方式でも、封止部材111側から光を取り出すトップエミッション方式でも構わなく(この場合封止部材111を透明材にして、乾燥手段140の配置を考慮する必要がある)、マルチフォトン構造であっても良い。また、有機ELパネル100は単色表示であっても複数色表示であっても良く、複数色表示を実現するためには、塗り分け方式を含むことは勿論のこと、白色や青色等の単色の成膜層にカラーフィルタや蛍光材料による色変換層を組み合わせた方式(CF方式、CCM方式)、単色の成膜層の発光エリアに電磁波を照射する等して複数発光を実現する方式(フォトブリーチング方式)、2色以上の単位表示領域を縦に積層し一つの単位表示領域を形成した方式(SOLED(transparent Stacked OLED)方式)、異なる発光色の低分子有機材料を予め異なるフィルム上に成膜してレーザによる熱転写で一つの基板上に転写するレーザ転写方式、等を採用することができる。また、図示の例ではパッシブ駆動方式を示しているが、支持基板110としてTFT基板上に第1電極131を形成するようにして、アクディブ駆動方式を採用したものであってもよい。
つまり区画層4は、第1の導電層3及びその下地面2aに形成された絶縁膜をパターニングして、少なくとも第1の導電層3のエッジ部3cを覆うように形成され、第1の導電層3は、開口部3b内の表面3eと区画層で覆われた表面3gとの間に段差が形成されているので、薄厚部3f上に異物がない状態で成膜層6が形成することにより発光不良を未然に防止することができる。つまり化学的表面処理や物理的表面処理により薄厚部3fの表面3eが表面処理しているので、薄厚部3f上に異物がない状態で成膜層6が形成することにより良好な発光特性を得ることができる。
この他に、第1の導電層に薄厚部fを設けたことにより、光取り出し効率を向上させることもできる。
2 基板
3 第1の導電層(第1電極:下部電極)
4 区画層(絶縁層:絶縁材料)
5 隔壁部(絶縁材料)
6 成膜層(自発光層を含む)
7 第2の導電層(第2電極:上部電極)
A1 発光領域
Claims (11)
- 基板上に直接または他の層を介して第1の導電層を形成し、該第1の導電層の上に発光層を含む成膜層を形成し、該成膜層の上に第2の導電層を形成する自発光素子を発光領域となる開口部内に形成する自発光パネルの製造方法であって、
前記第1の導電層の形成後、該第1の導電層上の発光領域となる開口部を区画する区画層を形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後、少なくとも前記第1の導電層の前記開口部内の表面に表面処理を施す第2の工程と、
少なくとも前記表面処理が施された前記第1の導電層上に前記成膜層を形成する第3の工程と
を有することを特徴とする自発光パネルの製造方法。 - 前記表面処理は、前記区画層に対して前記第1の導電層が選択的に処理される化学的表面処理によってなされることを特徴とする請求項1に記載の自発光パネルの製造方法。
- 前記化学的表面処理は、前記区画層に対して前記第1の導電層を選択的に溶解するエッチング処理によってなされることを特徴とする請求項2に記載の自発光パネルの製造方法。
- 前記表面処理は、前記区画層に対して前記第1の導電層が選択的に処理される物理的表面処理によってなされることを特徴とする請求項1に記載の自発光パネルの製造方法。
- 前記区画層は、少なくとも前記第1の導電層のエッジ部を覆うように形成されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一に記載の自発光パネルの製造方法。
- 基板上に直接又は他の層を介して形成された第1の導電層と、該第1の導電層の上に積層された、発光層を含む成膜層と、該成膜層の上に形成された第2の導電層とを有する自発光素子を発光領域となる開口部内に形成する自発光パネルであって、
前記第1の導電層上の発光領域となる開口部を区画する区画層を有し、
前記第1の導電層は、前記開口部内に薄厚部を備え、該薄厚部の表面が前記成膜層との接触面になることを特徴とする自発光パネル - 前記第1の導電層は、前記開口部内の表面と前記区画層で覆われた表面によって段差が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の自発光パネル。
- 前記薄厚部の表面は、化学的表面処理による処理面であることを特徴とする請求項6又は7に記載の自発光パネル。
- 前記薄厚部の表面は、物理的表面処理による処理面であることを特徴とする請求項6又は7に記載の自発光パネル。
- 前記区画層上に形成された隔壁部を更に有することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一に記載の自発光パネル。
- 前記第1の導電層は、TFTを備える基板上に形成されることを特徴とする請求項6〜9のいずれか一に記載の自発光パネル。
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