JP4734508B2 - Ｅｌディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ＥＬ（electro
luminescence）ディスプレイおよびその製造方法に関するものである。
luminescence）ディスプレイおよびその製造方法に関するものである。
近年、ＯＬＥＤ（organic light
emitting device）が注目されている（非特許文献１）。携帯電話やディジタルカメラのディスプレイをはじめ種々の製品のディスプレイとして利用されている。
emitting device）が注目されている（非特許文献１）。携帯電話やディジタルカメラのディスプレイをはじめ種々の製品のディスプレイとして利用されている。
周知のＯＬＥＤをフルカラーディスプレイに適用する場合、（１）全面白色ＯＬＥＤ＋カラーフィルタ、（２）全面青色ＯＬＥＤ＋ＣＣＭ（color changing media）、（３）ＲＧＢ（red, green, blue）塗りわけ法の主に３種類の方法が存在する。ＲＧＢ塗りわけ法は最も発光効率が良く、色純度も高いディスプレイが実現されるために、最も開発が進んでいる。
ＲＧＢ塗りわけ法では、図４に示すメタルマスク（以下、マスクと記載する。）２０を用いた蒸着にて塗り分けるシャドーマスク法が用いられる（非特許文献１）。塗りわけを行う前に、マスク２０と基板１１に設けてあるアライメントマークをＣＣＤ（charge coupled device）カメラで測定し、相対位置からマスク２０のずれをコンピュータで計算し、計算結果にあわせてマスク２０を移動させる。これらの工程がアライメントである。通常、1回のアライメントでは十分な精度が得られないので数回行う。したがって、マスク２０と隔壁１４はマグネットによって密着させた状態と離れた状態を繰り返すことになる。なお、図４に示すように、蒸着を行う際には全ての画素領域がマスク２０の穴部２２を通して解放されるようにマスク２０を基板１１に対して位置合わせする。
「有機ＥＬのすべて」 城戸淳二著 日本実業出版社刊 ２００３年２月２０日発行
ところで、上述した如く、マスク２０を基板１１に対して位置合わせするにあたり、隔壁１４に対して密着させたマスク２０を隔壁１４より引き離す場合があるが、この際に、マスク２０と基板１１上の隔壁１４とが干渉することがある。このときにマスク２０が基板１１の隔壁１４に引っかかって、基板１１の隔壁１４などにスクラッチ（scratch）をつけたり、マスク２０自体が傷ついたりすることがある。これはマスク２０と接触する隔壁１４がポリマーであり、ポリマーの水に対する接触角が数度から数十度と非常に小さく、濡れ性がよいためである。あるいは、水に対する接触角がそれほど小さくないポリマーにより隔壁が形成されている場合には、アノード表面クリーニングの際に施された酸素プラズマ処理やＵＶオゾン処理によって隔壁の濡れ性が良くなるためであると考えられる。なお、隔壁を形成するポリマーは感光性のネガ型レジストである。
このように、隔壁などにスクラッチをつけてしまうと、ＥＬディスプレイの表示性能が低下するおそれがある。またマスクが損傷すると、マスク交換をする必要が生じ、マスク交換による時間消費によってＥＬディスプレイの生産性が低下したり、ＥＬディスプレイの製造コストが上昇することがある。
本発明は、上記問題点に鑑み案出されたものであり、マスク蒸着する際にマスクによって隔壁でのスクラッチの発生を抑制すること、ならびにマスク自体の損傷を防止することを目的とする。
本発明のＥＬディスプレイの要旨は、複数の画素が縦横に配列されたＥＬディスプレイであって、基板と、該基板上に配置され、画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁と、該開口部内に形成される一対の電極層と、当該一対の電極層間に形成される有機層及び正孔注入特性を有する潤滑層とを有する画素パターンと、前記隔壁上に形成され、前記潤滑層と同一材料からなる潤滑層と、を備えることにある。
前記潤滑層は前記隔壁よりも摩擦係数を小さくする。
前記潤滑層を構成する材料は、水に対する接触角が８０°〜１２０°であることが好ましい。
前記画素パターンは、少なくとも有機層を含んでもよい。
ＥＬディスプレイの製造方法の要旨は、基板と、該基板上に配置され、画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁とを備えたディスプレイ基板を準備する工程と、プラズマ法を用いて、前記開口部内に正孔注入特性を有する潤滑層を形成するとともに、前記隔壁上に前記潤滑層と同一材料からなる潤滑層を同時に形成する工程と、前記開口部に対応する穴部を備えたマスクを前記隔壁上に形成された潤滑層に接触させるようにディスプレイ基板上に配置させる工程と、前記マスクの外側に配置される蒸発源を蒸発させるとともに、該蒸発物を前記マスクの穴部を介して前記開口部内のディスプレイ基板上に堆積させ、画素パターンを形成する工程と、を含む。
他のＥＬディスプレイの製造方法の要旨は、基板と、該基板上に配置され、画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁と、を備えたディスプレイ基板を準備する工程と、前記開口部に対応する穴部を備えた板状体の少なくとも一主面に潤滑層が設けられたマスクと、を準備する工程と、前記潤滑層を前記隔壁上に接触させるように前記マスクを前記ディスプレイ基板上に配置する工程と、前記マスクの外側に配置される蒸発源を蒸発させるとともに、該蒸発物を前記マスクの穴部を介して前記開口部内に堆積させ、画素パターンを形成する工程と、を含む。
前記潤滑層は前記隔壁よりも摩擦係数を小さくする。
前記潤滑層は前記板状体よりも摩擦係数が小さい。
前記潤滑層を構成する材料の水に対する接触角が８０°〜１２０°になるように形成する工程を含む。
前記画素パターンに、有機層を形成する工程を含んでもよい。
前記マスクは金属材料により形成されており、且つ、前記マスク及び前記ディスプレイ基板は磁気的な吸着力によって互いに接触している。
本発明により、マスクとディスプレイ基板との引っかかりを低減させることができる。その結果、隔壁などに傷を付けることが良好に抑制される。またマスク自体の損傷を良好に防止できる。
本発明の実施形態について図面を用いて説明する。説明に用いるＥＬディスプレイは有機ＥＬディスプレイである。
図１に示すディスプレイ基板１１を含む本発明のＥＬディスプレイ１０ａは、基板１２と、基板１２上に配置され、画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁１４と、開口部内に形成される画素パターン１６と、隔壁１４上に形成された潤滑層１８と、を備える。
基板１２はＥＬディスプレイ１０ａの表示構成によって異なる。ボトムエミッションであれば透明であり、トップエミッションであれば光を反射する。
隔壁１４は、画素の２または４方を囲むように形成する。隔壁１４の材料は例えば感光性のネガ型レジストが使用される。水に対する接触角は数度から数十度と非常に小さいものが多いが、水に対する接触角が５０度〜６０度のレジストも比較的使用される。
潤滑層１８は隔壁１４よりも摩擦係数が小さく設定されることが好ましい。潤滑層１８を構成する材料の水に対する接触角は、８０°〜１２０°とすることが好ましい。接触角が非常に大きいので、ディスプレイ１０ａの製造時のマスク２０を用いた蒸着をおこなうときに、マスク２０が引っかかりにくくなる。したがって、隔壁１４などを傷つけにくくなる。
潤滑層１８の材料としてはフッ素系樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニル等が考えられるが、フッ素系樹脂の場合、ＣＦｘ（１．３≦ｘ≦２）もしくはＣＨｘＦｙ（０＜ｘ≦１、１≦ｙ≦２、１．３≦ｘ＋ｙ≦２）の組成を満足することが好ましい。ＣＦｘもしくはＣＨｘＦｙ膜は、ポリテトラフルオロエチレンに近い性質を有する。
画素パターン１６は、少なくとも有機層２６を含み、該有機層２６を挟持するアノード電極２４及びカソード電極２８や、アノード電極２４に電流を流すための配線パターンやスイッチング素子等を備えた構成を有している。
また有機層２６は、Ａｌｑ３やアントラセン、Ｚｎｑ２、Ｂａｌｑ２、Ａｌｍｑ３、Ｔｂ（ａｃａｃ）３、ＤＣＪＴＢ，Ｃ５４５Ｔ，ペリレン、キナクリドン誘導体、ルブレン、ローダミン等のように通電により所定の波長で発光する有機材料により形成された発光層を含んで構成されている。この有機層２６は、発光層で結合した正孔と電子との再結合の際に放出されるエネルギーによって所定の輝度で発光し、表示を行う。
本発明のＥＬディスプレイ１０ａは、隔壁１４上に潤滑層１８を設けたため、製造時にスクラッチが付きにくく、良好な表示が行えるＥＬディスプレイ１０ａである。
次に、上記ＥＬディスプレイ１０ａの製造方法について説明する。
（１）まず、図２（ａ）に示すように、基板１２、基板１２上に配置されて画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁１４を備えたディスプレイ基板１１を準備する。
アノード電極２４の形成は、例えばアノード電極２４がＩＴＯから成る場合、従来周知の薄膜形成技術、具体的には蒸着やスパッタリング等により所定厚みにＩＴＯを成膜した後、これをフォトリソグラフィー、エッチング等の技術を採用することにより所定パターンに加工することにより形成される。また隔壁１４は感光性のフォトレジスト（例えば、ノボラック系樹脂やエポキシ系樹脂等）をスピンコート法等を用いて基板上に所定厚みに塗布するとともに、所定パターンに感光後、薬液エッチングにより不要部分を除去することによって形成される。
（２）次に、図２（ｂ）に示すように、隔壁１４上やアノード電極２４上に潤滑層１８を形成する。潤滑層１８は、例えばフッ素系樹脂からなる場合、フロロカーボン系のガスの雰囲気中で高真空プラズマ（圧力：０．０５〜０．３Ｐａ）を発生させることにより、雰囲気中のガスを隔壁１４上やアノード電極２４上に堆積させることで形成される。この際、アノード電極２４の表面はクリーニングされるとともに仕事関数が上昇する。また、アノード電極２４上に形成された潤滑層１８は、アノード電極２４の表面の仕事関数が高くなるために有機層との正孔注入（移動）の障壁が低くなるので、後に形成される有機層に正孔を注入しやすくする働きがある。
（３）続いて、図２（ｃ）に示すように、開口部に対応する穴部２２を備えたマスク２０を隔壁１４上の潤滑層１８に接触させ、ディスプレイ基板１１上に配置させる。
マスク２０と隔壁１４との接触は、ディスプレイ基板１１の隔壁形成面と反対の面にマグネットを配置し、該マグネットの磁力によりマスク２０を隔壁１４上の潤滑層１８に密着させる。なお、このようにマスク２０の位置をマグネットの磁力により固定する場合、マスク２０は磁性体、たとえばＮｉ合金やＮｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等により形成される。
ディスプレイ基板１１とマスク２０とのアライメントは、ＣＣＤカメラでそれぞれに設けたアライメントマークを撮影し、その相対距離からディスプレイ基板１１とマスク２０のずれを計算し、計算された分だけマスク２０を移動させることによっておこなう。通常、アライメントは、１度では精度がでないので何度も繰り返す。このとき、潤滑層１８によって、隔壁１４とマスク２０とが引っかかるのを良好に抑制でき、ディスプレイ基板１１にスクラッチをつけるのを防止するとともに、マスク２０の損傷を抑えることができる。
（４）そしてマスク２０を用いた蒸着をおこなう。詳述すると、ディスプレイ基板１１において、マスク２０を配置した側の上方に配置される蒸発源を蒸発させる。蒸発物は、マスク２０の穴部２２を介して開口部内のディスプレイ基板１１上に堆積させられ、画素パターン１６が形成される。蒸発物は有機層を構成する有機材料やカソード電極を構成する金属材料（例えばＣａやＭｇ、ＬｉＦ／Ａｌ，ＡｌＬｉ等）などである。またカソード電極を保護するＳｉＮ系やＳｉＯ系等の無機質材料により形成される保護膜を成膜する場合もある。
以上のように、本発明は潤滑層１８を設けることによって、マスク２０のアライメント時に起きるディスプレイ基板１１へのスクラッチやマスク２０の損傷を防ぐことができる。従って、ＥＬディスプレイ１０ａの性能を低下させることが抑制される。
上記の説明ではＥＬディスプレイ１０ａに潤滑層１８を設ける構成であったが、ＥＬディスプレイに潤滑層１８を設けずに、マスクに潤滑層を設けることにより同様の効果を得るようにしても良い。以下、その製造方法について説明する。
（１）図３（ａ）に示すように、基板１２、基板１２上に配置されて画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁１４を備えたディスプレイ基板１１を準備する。ディスプレイ基板１１の製造方法は、潤滑層１８を設けない以外は上記と同じであるので省略する。
（２）図３（ｂ）に示すように、開口部に対応する穴部２２を備え、少なくとも一主面に潤滑層１８が設けられたマスク２０を準備し、潤滑層１８を隔壁１４上に接触させるようにマスク２０をディスプレイ基板１１上に配置する。
マスク２０上の潤滑層１８は、隔壁１４上やアノード電極２４上に形成する場合と同様の方法により形成される。またマスク２０とディスプレイ基板１１との接触は、ディスプレイ基板１１の隔壁形成面と反対の面にマグネットを配置し、該マグネットの磁力によりマスク２０を隔壁１４に密着させる。
マスク２０とディスプレイ基板１１とのアライメントは上記のアライメントと同じである。上記の説明と違うのは、マスク２０に潤滑層１８を有することである。潤滑層１８の構成は上記の隔壁１４に設けた潤滑層１８と同様である。潤滑層１８をマスク２０に設けてあるので、上記と同様に、マスク２０と隔壁１４が引っかかりにくくなる。したがって、ディスプレイ基板１１にスクラッチをつけたり、マスク２０を損傷したりすることが低減される。
（３）マスク２０の外側に配置される蒸発源を蒸発させるとともに、蒸発物をマスク２０の穴部２２を介して開口部内に堆積させ、画素パターン１６を形成する。画素パターン１６の中には、有機層やカソード電極等が含まれる。有機層が発光することによって、表示をおこなうことができる。
この実施形態においては、マスク２０に潤滑層１８を設けることによって、マスク２０と隔壁１４とが引っかかりにくく、ディスプレイ基板１１にスクラッチをつけたりすることが良好に抑制される。従って、ＥＬディスプレイ１０ｂの表示性能を高く維持することができる。また、マスク２０の損傷も抑制され、マスク２０の取り替え回数が少なくなり、生産性を向上させるとともに、製造コストを下げることができる。
上記の実施形態は、ディスプレイ基板１１またはマスク２０に潤滑層１８を設けたが、その両方に潤滑層１８を設ける構成であってもよい。
また上記の実施形態においては、有機ＥＬディスプレイを例に説明したが、無機層が発光する無機ＥＬディスプレイであってもよい。
またマスク２０を用いたアライメントをおこなうのであれば、製造工程は蒸着に限定されない。また隔壁の形成にはネガ型レジストを用いたが、ポジ型レジストでも良いことはいうまでもない。その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：ＥＬディスプレイ
１１：ディスプレイ基板
１２：基板
１４：隔壁
１６：画素パターン
１８：潤滑層
２０：マスク
２２：穴部
２４：アノード電極
２６：有機層
２８：カソード電極
１１：ディスプレイ基板
１２：基板
１４：隔壁
１６：画素パターン
１８：潤滑層
２０：マスク
２２：穴部
２４：アノード電極
２６：有機層
２８：カソード電極
Claims (9)
- 複数の画素が縦横に配列されたＥＬディスプレイであって、
基板と、
該基板上に配置され、画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁と、
該開口部内に形成される一対の電極層と、当該一対の電極層間に形成される有機層及び正孔注入特性を有する潤滑層とを有する画素パターンと、
前記隔壁上に形成され、前記潤滑層と同一材料からなる潤滑層と、
を備えたＥＬディスプレイ。 - 前記潤滑層は前記隔壁よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項１に記載のＥＬディスプレイ。
- 前記潤滑層を構成する材料は水に対する接触角が８０°〜１２０°であることを特徴とする請求項１に記載のＥＬディスプレイ。
- 前記潤滑層は、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニルにより形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＥＬディスプレイ。
- 基板と、該基板上に配置され、画素領域に対応した複数の開口部を形成する隔壁とを備えたディスプレイ基板を準備する工程と、
プラズマ法を用いて、前記開口部内に正孔注入特性を有する潤滑層を形成するとともに、前記隔壁上に前記潤滑層と同一材料からなる潤滑層を同時に形成する工程と、
前記開口部に対応する穴部を備えたマスクを前記隔壁上に形成された潤滑層に接触させるようにディスプレイ基板上に配置させる工程と、
前記マスクの外側に配置される蒸発源を蒸発させるとともに、該蒸発物を前記マスクの穴部を介して前記開口部内のディスプレイ基板上に堆積させ、画素パターンを形成する工程と、
を備えたＥＬディスプレイの製造方法。 - 前記潤滑層は前記隔壁よりも摩擦係数が小さいことを特徴とする請求項５に記載のＥＬディスプレイの製造方法。
- 前記潤滑層を構成する材料の水に対する接触角が８０°〜１２０°になるように形成する工程を含むことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のＥＬディスプレイの製造方法。
- 前記潤滑層は、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、塩化ビニルにより形成されていることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載のＥＬディスプレイの製造方法。
- 前記マスクは金属材料により形成されており、且つ、前記マスク及び前記ディスプレイ基板は磁気的な吸着力によって互いに接触していることを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれかに記載のＥＬディスプレイの製造方法。
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