JP2007294118A - Organic el display element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高分子の有機発光層からなる有機EL(エレクトロルミネセンス)ディスプレイ等に用いられる有機EL表示素子とその製造方法に関し、特に有機発光層を印刷方式によって形成する有機EL表示素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic EL display element used for an organic EL (electroluminescence) display composed of a polymer organic light-emitting layer and the like, and a method for producing the same. It relates to a manufacturing method.
有機EL表示素子は、二つの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層を形成し、電極を通して有機発光層に電流を流すことにより発光させるものである。このような有機EL表示素子を効率良く発光させるには発光層の膜厚が重要であり、100nm程度の薄膜にする必要がある。さらに、これをディスプレイ化するには高精細にパターニングする必要がある。 In the organic EL display element, an organic light emitting layer made of an organic light emitting material is formed between two opposing electrodes, and light is emitted by passing a current through the electrode to the organic light emitting layer. In order for such an organic EL display element to emit light efficiently, the film thickness of the light emitting layer is important, and it is necessary to form a thin film of about 100 nm. Further, in order to make this a display, it is necessary to pattern it with high definition.
有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は抵抗加熱蒸着法等により薄膜形成される。この場合、低分子材料は微細パターンのマスクを用いてパターニングされるが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題がある。 Organic light-emitting materials include low-molecular materials and high-molecular materials, and low-molecular materials are generally formed into thin films by resistance heating vapor deposition or the like. In this case, the low molecular weight material is patterned using a fine pattern mask, but this method has a problem that the patterning accuracy is less likely to increase as the substrate becomes larger.
そこで、最近では有機発光材料に高分子材料を用い、有機発光材料を溶剤に溶かして塗布液にし、これをウエットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。薄膜形成するためのウエットコーティング法としては、スピンコート法、バーコート法、突出コート法、ディップコート法等があるが、高精細にパターニングしたりRGB3色に塗分けしたりするためには、これらのウエットコーティング法では難しく、塗分けパターニングを得意とする印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。 Therefore, recently, a method of using a polymer material as an organic light emitting material, dissolving the organic light emitting material in a solvent to form a coating solution, and forming a thin film by a wet coating method has been tried. As the wet coating method for forming a thin film, there are a spin coating method, a bar coating method, a protruding coating method, a dip coating method, and the like. However, it is considered difficult to form a thin film by a printing method that is good at coating patterning.
また、印刷法の中でも、有機EL表示素子やディスプレイにおいては、その基板にガラス基板が用いられることが多いため、グラビア印刷法等のように金属製の印刷版等の硬い版を用いるものは不向きであり、弾性を有するゴム版を用いたオフセット印刷法またはゴムやその他の樹脂を主成分とした感光性樹脂版を用いる凸版印刷法が適正である。実際にこれらの印刷法の試みとして、オフセット印刷による方法(例えば特許文献1参照)、凸版印刷による方法(例えば特許文献2参照)などが提唱されている。 Also, among the printing methods, in organic EL display elements and displays, a glass substrate is often used for the substrate, so that a hard plate such as a metal printing plate such as a gravure printing method is not suitable. An offset printing method using an elastic rubber plate or a relief printing method using a photosensitive resin plate mainly composed of rubber or other resin is appropriate. Actually, as a trial of these printing methods, a method by offset printing (for example, see Patent Document 1), a method by letterpress printing (for example, see Patent Document 2), and the like have been proposed.
有機EL表示素子の発光層を凸版印刷法で形成する場合について、図5〜図7を参照して説明する。
まず、図5に示すように、基板7上に、形成すべき画素に対応して電極1をパターン化して形成し、この電極1の周囲を囲む形で絶縁層2を形成する。この絶縁層2は、感光性レジストをスピンコーターにて塗布し、しかる後、マスク露光及び現像によるフォトリソグラフィ法により形成される。次に、図6に示すように、電極1及び絶縁層2の上に正孔輸送層3をスピンコート法にて塗布することで形成する。その後、絶縁層2で囲まれた領域内の電極1上に発光層4を凸版印刷法により形成する。この発光層4が形成された領域が画素表示領域5となる。なお、図示省略したが、発光層4の上面には、電極1とは別の電極が形成される。
First, as shown in FIG. 5, the
しかしながら、印刷法で形成された発光層4においては、図6に示すように、発光層4の上面の高さが絶縁層2の内周近傍に対向する部分6で低くなってしまう現象が起こる。これは、溶剤に溶解した発光材料が凸版から電極基板にウエットな状態で転写し印刷された時に電極基板上で凸形となり、その傾向を残したまま乾燥して膜となるためである。その結果、図6及び図7に示すように、画素表示領域5の発光層4の周辺部分に上面高さの低い膜厚の薄い周辺部6が形成される。
このような発光層4の膜厚の薄い周辺部6は電解強度が強くなり、より輝度が上がる。このため、図7に示す画素表示領域5(絶縁層2に囲まれた部分)内の周辺部6のみが明るく光り、発光が不均一となって表示品質を著しく低下させてしまうという問題がある。
However, in the light emitting layer 4 formed by the printing method, as shown in FIG. 6, a phenomenon occurs in which the height of the upper surface of the light emitting layer 4 becomes lower in the
The
本発明は、上記のような点に鑑みなされたもので、発光層の上面高さが低くなって膜圧が薄くなる部分を画素表示領域から隔絶し、これにより、画素表示領域の均一な発光を可能にするとともに表示品質をより向上できる有機EL表示素子及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and isolates a portion where the upper surface height of the light emitting layer is reduced and the film pressure is reduced from the pixel display region, whereby uniform light emission of the pixel display region is achieved. An object of the present invention is to provide an organic EL display element capable of improving the display quality and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために本発明の有機EL表示素子は、基板と、前記基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた電極と、前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に形成された絶縁層と、前記電極の上面の周縁全周を覆うように前記絶縁層から突設された遮蔽部と、前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して形成された発光層とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an organic EL display element of the present invention includes a substrate, an electrode patterned on one surface of the substrate corresponding to a pixel to be formed, and a periphery of the electrode. An insulating layer formed on one surface of the substrate; a shielding portion protruding from the insulating layer so as to cover the entire periphery of the upper surface of the electrode; and the upper surface of the electrode surrounded by the insulating layer; And a light emitting layer formed on the upper surface of the shielding portion via a hole transport layer.
また、本発明にかかる有機EL表示素子の製造方法は、基板の一方の面に、形成すべき画素に対応して電極をパターニングする電極パターニング工程と、前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に絶縁層を形成するとともに前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面の周縁全周を覆うように遮蔽部を形成する絶縁層形成工程と、前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して発光層を形成する発光層形成工程とを備えることを特徴とする。 The organic EL display device manufacturing method according to the present invention includes an electrode patterning step of patterning an electrode corresponding to a pixel to be formed on one surface of the substrate, and an outer periphery of the substrate so as to surround the periphery of the electrode. Forming an insulating layer on one surface and forming a shielding portion so as to cover the entire periphery of the upper surface of the electrode surrounded by the insulating layer; and an electrode of the electrode surrounded by the insulating layer And a light emitting layer forming step of forming a light emitting layer on the upper surface and the upper surface of the shielding part via a hole transport layer.
本発明の有機EL表示素子及びその製造方法によれば、絶縁層で囲まれた電極の上面の周縁全周を覆う遮蔽部を設け、この遮蔽部により発光層の上面高さが低くなって膜厚が薄くなる部分を画素表示領域から隔絶するようにしたので、画素表示領域の均一な発光を実現できるとともに有機EL表示素子の表示品質をより向上できる。 According to the organic EL display element and the method for manufacturing the same of the present invention, a shielding portion is provided to cover the entire periphery of the upper surface of the electrode surrounded by the insulating layer, and the height of the upper surface of the light emitting layer is lowered by this shielding portion. Since the thinned portion is isolated from the pixel display area, uniform light emission in the pixel display area can be realized and the display quality of the organic EL display element can be further improved.
以下、本発明にかかる有機EL表示素子及びその製造方法の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本発明にかかる有機EL表示素子及びその製造方法は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of an organic EL display element and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. The organic EL display element and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited to the embodiments described below.
(第1の実施の形態)
図1〜図4により、本実施の形態における有機EL表示素子及びその製造方法について説明する。
図1は本実施の形態における有機EL表示素子の断面を示す模式図、図2は本実施の形態における有機EL表示素子の画素表示領域の平面図、図3は本実施の形態における有機EL表示素子の絶縁層の形成過程を示す工程説明図である。
(First embodiment)
The organic EL display element in this Embodiment and its manufacturing method are demonstrated with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section of an organic EL display element in the present embodiment, FIG. 2 is a plan view of a pixel display region of the organic EL display element in the present embodiment, and FIG. 3 is an organic EL display in the present embodiment. It is process explanatory drawing which shows the formation process of the insulating layer of an element.
この実施の形態における有機EL表示素子は、図1に示すように、基板11と、この基板11の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた電極12と、この電極12の周縁を囲うように基板11の一方の面に形成された絶縁層13と、この絶縁層13で囲まれた電極12の上面の周縁全周を所定の幅で覆うように絶縁層13の側壁面から基板11の一方の面と平行な方向に突設された遮蔽部14と、絶縁層13で囲まれた電極12の上面及び遮蔽部14の上面に形成された正孔輸送層15と、絶縁層13で囲まれた領域の電極12と対向する正孔輸送層15の上面に形成された発光層16とを備えている。また、図示省略したが、発光層16の上面には、電極12とは別の電極が形成される。
前記遮蔽部14は、絶縁層13の内周近傍部分において正孔輸送層15からの発光層16の上面高さが低くなって発光層16の膜厚が薄くなる部分16aと互いに重なり合うように、かつ上記部分16aが画素表示領域17(図2参照)内に臨まないように隔絶できる幅に形成され、そして、この遮蔽部14の膜厚は絶縁層13の膜厚より小さい寸法に形成されている。
As shown in FIG. 1, the organic EL display element in this embodiment includes a
The
このような本実施の形態に示す有機EL表示素子においては、遮蔽部14を有する絶縁層13で囲まれた画素表示領域に発光層16を印刷法により形成した場合、図1に示すように、遮蔽部14は絶縁層13の内周近傍に生じた発光層16の上面高さが低くなって膜厚が薄くなる部分16aと互いに重なり合う状態に対向され、この部分16aを画素表示領域17から隔絶する。このため、膜厚の薄くなる部分16aは図2に示す画素表示領域17内に現われない。これにより、画素表示領域17内にある発光層16の膜厚は均一な部分のみとなり、画素表示領域17内の発光が均一になり、有機EL表示素子の表示品質をより向上することができる。
In the organic EL display element described in this embodiment, when the
次に、この実施の形態における有機EL表示素子の絶縁層及び遮蔽部の形成方法について、図3及び図4を参照して説明する。
図3(A)に示すように、基板11の一方の面に画素に対応してパターニングされた電極12を形成する(特許請求の範囲に記載した電極パターニング工程に相当する)。次いで、図3(B)に示すように、パターニングされた電極12の表面及び電極がパターニングされない基板11の表面に、例えば感光性と絶縁性を有するポジ型レジスト層21をスピンコート法により形成する(特許請求の範囲に記載したレジスト成形工程に相当する)。
Next, a method for forming the insulating layer and the shielding portion of the organic EL display element in this embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 3A, an
次に、図3(C)に示すように、ハーフトーン部を有するフォトマスク22を用いて、ポジ型レジスト層21に露光を行う(特許請求の範囲に記載した露光工程に相当する)。
ここで、フォトマスク22は、図3(C)に示すように、透明基板22aと、図1に示す絶縁層13を形成するために透明基板22aに設けた遮光部22bと、図1に示す遮蔽部14を形成するために透明基板22aに遮光部22bに隣接して設けたハーフトーン部22cと、電極12に対応する光透過部22dとによって構成されている。
このハーフトーン部22cを有するフォトマスク22を介してポジ型レジスト層21にUV(紫外線)光23を照射した場合、遮光部22bに対応するポジ型レジスト層21の箇所へのUV光23は遮光されるため、その後の現像工程においても、遮光部22bに対応する箇所のレジスト層はほとんど溶解することなく、元のままの厚膜として残り、これが絶縁層13となる。また、光透過部22dに対応するポジ型レジスト層21の箇所には光透過部22dを通してUV光23が十分照射されるため、この箇所のレジスト層は現像工程にて完全に除去される。また、ハーフトーン部22cに対応するポジ型レジスト層21の箇所には、減じられたUV光23aが照射されるため、この箇所のレジスト層には現像工程にてUV光の照射光量に対応する厚さの膜厚が残り、これが遮蔽部14となる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
Here, as shown in FIG. 3C, the
When the
よって、ハーフトーン部22bを有するフォトマスク22を介してポジ型レジスト層21をUV光23により露光し、現像することにより、図3(C)に示すような膜厚の厚い絶縁層13と膜厚の薄い遮蔽部14を有する絶縁層を一括形成することができる。
したがって、遮蔽部14を有する絶縁層13で囲まれた画素表示領域17内に発光層16を印刷法により形成した場合、図1に示すように、遮蔽部14は絶縁層13の内周近傍に生じた発光層16の上面高さが低くなって膜厚が薄くなる部分16aと互いに重なり合う状態に対向されるため、この膜厚の薄い部分16aは図2に示す画素表示領域17内に現われることがない。このため、画素表示領域17内には発光層16の膜厚が均一な部分のみが存在することになり、画素表示領域17内の発光が均一になる。
Therefore, the positive resist
Therefore, when the
次に、本実施の形態における有機EL表示素子の絶縁層を形成する場合の具体例について図4を参照して説明する。
図4において、絶縁層13及び遮蔽部14を形成するためのフォトマスク22は、UV光23を透過する透明基板221と、この透明基板221のUV光出射側表面に積層状態に設けられ、UV光23を減衰させる薄膜、例えば、ITO(インジウム−錫酸化物)などの金属酸化物からなるハーフトーン部222と、このハーフトーン部222のUV光出射側表面に積層状態に設けられ、UV光を遮光する薄膜、例えば、クロム膜からなる遮光部223とから構成されている。
Next, a specific example in the case of forming the insulating layer of the organic EL display element in this embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 4, a
遮光部223の図4に示す左右方向の幅は、絶縁層13の幅b=20μmに相当する長さを有し、ハーフトーン部222の図4に示す左右方向の幅aはa=40μmに相当する長さを有している。また、遮光部223はハーフトーン部222の図4に示す左右方向の中央に位置して配置することにより、ハーフトーン部222の左右方向の両端部分に、幅c=10μmに相当する寸法の部分が形成されるようになっている。この部分は、遮蔽部14を形成するためのものである。
また、ハーフトーン部222の膜厚は、遮蔽部14の膜厚d2が絶縁層13の膜厚d1の1/2となるように、UV光の強度が減じられる厚みに設定されている。例えば絶縁層13の膜厚d1がd1=1μmである場合、遮蔽部14の膜厚d2はd2=0.5μmとなる。
4 has a length corresponding to the width b = 20 μm of the insulating
The film thickness of the
このように遮蔽部14を有する絶縁層13で取り囲まれた電極12の表面に印刷にて形成された発光層16において、絶縁層13の内周近傍部分に対応する発光層16の上面高さが低くなって発光層16の膜厚が薄くなる部分16a(従来、輝度が明るくなる周辺部6に相当)の幅寸法は概ね5μm程度であるため、遮蔽部14の幅cを、c=10μmにすれば、この遮蔽部14で膜厚の薄くなる部分16aを十分に隠すことができ、画素表示領域17内に膜厚の薄い部分16aが現われないことが確認された。
Thus, in the
11……基板、12……電極、13……絶縁層、14……遮蔽部、15……正孔輸送層、16……発光層、16a……膜厚の薄い部分、17……画素表示領域、21……ポジ型レジスト層、22……フォトマスク、221……透明基板、222……ハーフトーン部、223……遮光部。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた電極と、
前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に形成された絶縁層と、
前記電極の上面の周縁全周を覆うように前記絶縁層から突設された遮蔽部と、
前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して形成された発光層と、
を備えることを特徴とする有機EL表示素子。 A substrate,
An electrode patterned on one surface of the substrate corresponding to the pixel to be formed;
An insulating layer formed on one surface of the substrate so as to surround the periphery of the electrode;
A shielding part protruding from the insulating layer so as to cover the entire periphery of the periphery of the upper surface of the electrode;
A light emitting layer formed on the upper surface of the electrode surrounded by the insulating layer and the upper surface of the shielding part via a hole transport layer;
An organic EL display element comprising:
前記電極の周縁を囲うように前記基板の一方の面に絶縁層を形成するとともに前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面の周縁全周を覆うように遮蔽部を形成する絶縁層形成工程と、
前記絶縁層で囲まれた前記電極の上面及び前記遮蔽部の上面に正孔輸送層を介して発光層を形成する発光層形成工程と、
を備えることを特徴とする有機EL表示素子の製造方法。 An electrode patterning step of patterning electrodes on one surface of the substrate corresponding to the pixels to be formed;
Forming an insulating layer on one surface of the substrate so as to surround the periphery of the electrode, and forming a shielding portion so as to cover the entire periphery of the upper surface of the electrode surrounded by the insulating layer; ,
A light emitting layer forming step of forming a light emitting layer on the upper surface of the electrode surrounded by the insulating layer and the upper surface of the shielding part via a hole transport layer;
A method for producing an organic EL display element, comprising:
The height of the upper surface of the light emitting layer is formed such that the entire periphery of the upper surface of the light emitting layer is lower than the other remaining portions, and the shielding portion faces the entire periphery of the periphery of the upper surface of the formed light emitting layer. The method for producing an organic EL display element according to any one of claims 4 to 6, wherein
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