JP5168121B2 - 発光パネル及び発光パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、発光パネル及び発光パネルの製造方法に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）はアノードとカソードとの間に有機化合物層が介在した積層構造を為しており、アノードとカソードの間に順バイアス電圧が印加されると有機化合物層において発光する。このような複数の有機ＥＬ素子を赤、緑、青の何れかに発光させるサブピクセルとして基板上にマトリクス状に配列し、画像表示を行うエレクトロルミネッセンスディスプレイパネル（以下、ＥＬディスプレイパネルという）が実現されている。
有機化合物層の形成方法としては、例えばインクジェット法のように有機化合物含有液を複数の液滴として塗布する湿式塗布法によって電極に積層するものがある（例えば、特許文献１参照）。またノズルコーティング法といった有機化合物含有液を連続した液流として塗布する方法がある。ノズルコーティング法のようなノズルから有機化合物含有液を流し続ける方法では、例えば次に説明するようにしてＥＬディスプレイパネルを製造されている。
まず、図１２、図１３に示すように、基板１１１の表面上に導体膜を成膜し、この導体膜をフォトリソグラフィーによりパターニングし、マトリクス状の画素電極１２１を形成する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いて、画素電極１２１を囲むように網目状の絶縁膜１１８を基板１１１上に形成する。次に、フォトリソグラフィー技術を用いて、絶縁膜１１８上に画素電極１２１を１列ずつ囲むように隔壁１１９を形成する。一方で、有機ＥＬ素子の有機化合物層に用いる有機化合物材料を含有させた有機化合物含有液を作成しておく。
そして、有機化合物含有液を流し続けるノズルから隔壁内の画素電極に向けて噴出させることにより、図１４、図１５に示すように、隔壁内の画素電極に有機化合物含有液１２３を塗布する。
具体的には、ある隔壁内の画素電極の列の上には、赤色発光用の有機化合物含有液１２３ｒが塗布される。その隔壁内の画素電極の列に隣接する一方の列の画素電極の上には、緑色発光用の有機化合物含有液１２３ｇが塗布され、他方の列の画素電極の上には、青色発光用の有機化合物含有液１２３ｂが塗布される。
このように、赤色発光用、緑色発光用、青色発光用の有機化合物含有液がその順に個別に隔壁内の画素電極上に塗布される。なお、隔壁により、赤、緑、青の各色発光用の有機化合物含有液の混合が防止されている。有機化合物含有液が乾燥することで、有機化合物層が形成される。
その後、気相成長法により対向電極を有機化合物層上に形成する。以上により、画素電極と対向電極との間に有機化合物層を挟み込んだ有機ＥＬ素子がマトリクス状に配列される。これらの有機ＥＬ素子が赤、緑、青の何れかに発光するサブピクセルとなり、画像表示を行うＥＬディスプレイパネルが製造される。
特開２００２−７５６４０号公報
しかし、上述の製造方法では、隔壁の終端部において、図１５に示すように、ノズルから噴出される有機化合物含有液１２３が表面張力により隔壁１１９に沿って付着するため、隔壁１１９周辺に、乾燥した有機化合物層に膜厚が厚い部分ができる。一方、有機化合物含有液１２３が表面張力により隔壁１１９側に引き寄せられることにより、乾燥させた有機化合物層に膜厚が薄い部分ができる。このように、有機化合物層の膜厚むらが生じるという問題があった。このようなメニスカスはインクジェット法においても同様である。
一方、隔壁１１９がないと、有機化合物含有液１２３が基板１１１の外周部まで流れてしまい、ＥＬディスプレイパネルを駆動するドライバＩＣの基板１１１上の端子との接続不良となるおそれがある。
本発明の課題は、上述のような隔壁における有機化合物層の膜厚むらを抑えた有機化合物層を形成することができる発光パネルの製造方法及び発光パネルを提供することである。
以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
基板に設けられた複数の第一電極と、少なくとも一層以上の有機化合物層と、第二電極と、を有する発光素子を備えた発光パネルにおいて、
前記発光素子が配列された画素配列領域の外側に設けられた仕切り壁と、
前記画素配列領域に、所定方向に沿って互いに隣接する前記複数の第一電極間に配置され、前記有機化合物層を成膜するための仕切りとなるとともに、互いに離間された複数の隔壁と、
前記画素配列領域と前記仕切り壁との間に配置された凹部と、
前記仕切り壁の外側に設けられたシール材と、
前記仕切り壁と当接するとともに前記シール材によって前記基板と接合された封止基板と、
を備え、
前記第二電極は前記隔壁上に形成され、
前記仕切り壁は前記隔壁より高く、前記隔壁と前記封止基板との間には隙間があり、
前記仕切り壁は、前記有機化合物層となる有機化合物含有液が前記凹部から前記仕切り壁の外側に乗り越えることを防止することを特徴とする発光パネルが提供される。
基板に設けられた複数の第一電極と、少なくとも一層以上の有機化合物層と、第二電極と、を有する発光素子を備えた発光パネルにおいて、
前記発光素子が配列された画素配列領域の外側に設けられた仕切り壁と、
前記画素配列領域に、所定方向に沿って互いに隣接する前記複数の第一電極間に配置され、前記有機化合物層を成膜するための仕切りとなるとともに、互いに離間された複数の隔壁と、
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前記仕切り壁の外側に設けられたシール材と、
前記仕切り壁と当接するとともに前記シール材によって前記基板と接合された封止基板と、
を備え、
前記第二電極は前記隔壁上に形成され、
前記仕切り壁は前記隔壁より高く、前記隔壁と前記封止基板との間には隙間があり、
前記仕切り壁は、前記有機化合物層となる有機化合物含有液が前記凹部から前記仕切り壁の外側に乗り越えることを防止することを特徴とする発光パネルが提供される。
前記有機化合物層の一部は、前記画素配列領域から前記凹部まで形成されていることが好ましい。
前記発光素子は前記基板に設けられた突出層上に形成され、前記凹部は前記突出層と仕切り壁との間に位置しているため、突出層上から前記有機化合物層となる有機化合物含有液が凹部に流れ落ちるので画素配列領域内の前記有機化合物層が仕切り壁によって厚く堆積することがない。
前記仕切り壁は枠状であってもよく、線状であってもよい。
前記発光素子は前記基板に設けられた突出層上に形成され、前記凹部は前記突出層と仕切り壁との間に位置しているため、突出層上から前記有機化合物層となる有機化合物含有液が凹部に流れ落ちるので画素配列領域内の前記有機化合物層が仕切り壁によって厚く堆積することがない。
前記仕切り壁は枠状であってもよく、線状であってもよい。
本発明の他の態様によれば、
基板に設けられた複数の第一電極と、少なくとも一層以上の有機化合物層と、第二電極と、を有する発光素子を備えた発光パネルの製造方法において、
前記発光素子が配列された画素配列領域に、所定方向に沿って互いに隣接する前記複数の第一電極間に配置され、前記有機化合物層を成膜するための仕切りとなるとともに、互いに離間された複数の隔壁が設けられており、前記画素配列領域の外側に前記隔壁より高い仕切り壁が設けられ、前記画素配列領域と前記仕切り壁との間に凹部が配置されており、
前記画素配列領域内の複数の第一電極上に、前記有機化合物層となる有機化合物含有液を塗布し、前記仕切り壁は、前記有機化合物層となる有機化合物含有液が前記凹部から前記仕切り壁の外側に乗り越えることを防止し、
前記有機化合物層及び前記隔壁上に前記第二電極を形成し、
前記隔壁と前記封止基板との間には隙間があり且つ前記仕切り壁に封止基板を当接した状態で、前記仕切り壁の外側に設けられたシール材を硬化することによって前記基板と前記封止基板とを接合することを特徴とする。
基板に設けられた複数の第一電極と、少なくとも一層以上の有機化合物層と、第二電極と、を有する発光素子を備えた発光パネルの製造方法において、
前記発光素子が配列された画素配列領域に、所定方向に沿って互いに隣接する前記複数の第一電極間に配置され、前記有機化合物層を成膜するための仕切りとなるとともに、互いに離間された複数の隔壁が設けられており、前記画素配列領域の外側に前記隔壁より高い仕切り壁が設けられ、前記画素配列領域と前記仕切り壁との間に凹部が配置されており、
前記画素配列領域内の複数の第一電極上に、前記有機化合物層となる有機化合物含有液を塗布し、前記仕切り壁は、前記有機化合物層となる有機化合物含有液が前記凹部から前記仕切り壁の外側に乗り越えることを防止し、
前記有機化合物層及び前記隔壁上に前記第二電極を形成し、
前記隔壁と前記封止基板との間には隙間があり且つ前記仕切り壁に封止基板を当接した状態で、前記仕切り壁の外側に設けられたシール材を硬化することによって前記基板と前記封止基板とを接合することを特徴とする。
本発明によれば、有機化合物層の膜厚のばらつきを抑えることができる。
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。ただし、発明の範囲はこれら図示例に限定されるものではない。
（第１実施形態）
図１を参照して本実施形態に用いられる塗布装置２００について詳細に説明する。塗布装置２００は、有機ＥＬ素子２０の有機化合物層２３を基板１１に塗布する装置であり、図１に示すように、ヘッドステージ２１０、ヘッド２２０、ｘ軸ガイド２３０、基板ステージ２５０、及びコントローラ２６０等からなる。塗布装置２００は、有機化合物溶液２２を連続して流すノズルコータである。なお、微小の独立した液滴を個々に吐出するインクジェットを用いてもよい。
図１を参照して本実施形態に用いられる塗布装置２００について詳細に説明する。塗布装置２００は、有機ＥＬ素子２０の有機化合物層２３を基板１１に塗布する装置であり、図１に示すように、ヘッドステージ２１０、ヘッド２２０、ｘ軸ガイド２３０、基板ステージ２５０、及びコントローラ２６０等からなる。塗布装置２００は、有機化合物溶液２２を連続して流すノズルコータである。なお、微小の独立した液滴を個々に吐出するインクジェットを用いてもよい。
ここで、有機化合物含有液２２とは、有機ＥＬ素子２０を形成する有機化合物層、例えば、正孔輸送層、赤色発光層、緑色発光層、青色発光層、または、電子輸送層等の各層の材料となる有機化合物材料を溶媒に溶解させた有機化合物溶液、または有機化合物材料を分散媒に分散させた有機化合物分散液である。正孔輸送層としては、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）及びＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）の混合物、発光層としては、共役二重結合高分子発光材料が好ましく、溶媒としては、水や、疎水性の有機溶剤（例えば、キシレン、テトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン）がある。
以下、有機化合物溶液及び有機化合物分散液を総称して有機化合物含有液とする。
以下、有機化合物溶液及び有機化合物分散液を総称して有機化合物含有液とする。
ヘッドステージ２１０は、コントローラ２６０から送信される制御信号に応じてｘ軸ガイド２３０が案内する方向（ｘ軸方向であり、基板ステージ２５０の表面の面方向と平行な方向）に移動可能となっている。
ヘッドステージ２１０には、塗布する液体の種類ごとに複数のヘッド２２０が取り付けられている（図１では１つのみ図示）。なお、ヘッド２２０は、同種類の液体を塗布する複数のヘッドであってもよい。ヘッド２２０には、有機化合物含有液が充填されている。ヘッド２２０の下端部には、複数のノズルを有する噴射口２２１が設けられている。各有機化合物含有液は、コントローラ２６０の指示に応じて各溶液に対応するノズルから所定量ずつ射出される。
基板ステージ２５０は、ヘッド２２０の噴射口２２１の下方に配置されている。基板ステージ２５０は、コントローラ２６０から送信される制御信号に応じてｙ軸方向（ｘ軸方向と直交する方向であり、基板ステージ２５０の表面の面方向と平行な方向）に移動可能となっている。有機化合物材料を塗布する基板１１は、基板ステージ２５０上に載置される。
コントローラ２６０は、ヘッドステージ２１０のｘ軸方向への移動、基板ステージ２５０のｙ軸方向への移動、及び、噴射口２２１のノズルからの各溶液の射出を制御する。
このような塗布装置２００によって有機化合物層２３が成膜される有機ＥＬ素子２０を有するＥＬディスプレイパネル１について説明する。
このＥＬディスプレイパネル１においては、赤、青及び緑の画素ＰＸによって１ドットの画素が構成され、このような画素が画素配列領域全域にマトリクス状に配列されている。
図２は、ＥＬディスプレイパネル１における１つの画素ＰＸの回路図である。図２の水平方向の配列に着目すると赤の画素ＰＸ、青の画素ＰＸ、緑の画素ＰＸの順に繰り返し配列され、図２の上下方向の配列に着目すると同じ色が一列に配列されている。
このＥＬディスプレイパネル１においては、赤、青及び緑の画素ＰＸによって１ドットの画素が構成され、このような画素が画素配列領域全域にマトリクス状に配列されている。
図２は、ＥＬディスプレイパネル１における１つの画素ＰＸの回路図である。図２の水平方向の配列に着目すると赤の画素ＰＸ、青の画素ＰＸ、緑の画素ＰＸの順に繰り返し配列され、図２の上下方向の配列に着目すると同じ色が一列に配列されている。
このＥＬディスプレイパネル１においては、画素ＰＸに各種の信号を出力するために、複数の走査線４１、信号線４２及び供給線４３が設けられている。走査線４１と信号線４２とは互いに直交する方向に延在している。
画素ＰＸは、２つのｎチャネル型トランジスタ４４，４５と、キャパシタ４６と、を有する画素回路ＰＣ及び有機ＥＬ素子２０を有する。
走査線４１はトランジスタ４５のゲートに接続されている。トランジスタ４５のソース又はドレインの一方は信号線４２へ接続され、他方はトランジスタ４４のゲート及びキャパシタ４６の一方の電極と接続されている。キャパシタ４６の他方の電極は、トランジスタ４４のソース又はドレインの一方、及び有機ＥＬ素子２０の画素電極２１と接続されている。トランジスタ４４のソース又はドレインの他方は、供給線４３と接続されている。
２つのｎチャネル型トランジスタ４４，４５及びキャパシタ４６は、走査線４１、信号線４２及び供給線４３の入力信号に応じて有機ＥＬ素子２０に電圧を印加する。
走査線４１はトランジスタ４５のゲートに接続されている。トランジスタ４５のソース又はドレインの一方は信号線４２へ接続され、他方はトランジスタ４４のゲート及びキャパシタ４６の一方の電極と接続されている。キャパシタ４６の他方の電極は、トランジスタ４４のソース又はドレインの一方、及び有機ＥＬ素子２０の画素電極２１と接続されている。トランジスタ４４のソース又はドレインの他方は、供給線４３と接続されている。
２つのｎチャネル型トランジスタ４４，４５及びキャパシタ４６は、走査線４１、信号線４２及び供給線４３の入力信号に応じて有機ＥＬ素子２０に電圧を印加する。
図３はＥＬディスプレイパネル１の平面図であり、図４は図３のIV−IV矢視断面図であり、図５は図３のV−V矢視断面図である。
基板１１の上には、ゲート絶縁膜５３やトランジスタを覆う保護絶縁膜として機能する単数もしくは複数の絶縁膜からなる絶縁層１２が設けられている。基板１１と絶縁層１２との間及び絶縁層１２内には、各有機ＥＬ素子２０と対応して、有機ＥＬ素子の画素電極２１（第一電極）に電圧を印加するトランジスタ４４やキャパシタ４６等の素子（図示せず）、各有機ＥＬ素子２０に共通する対向電極２４（第二電極）と接続される電極端子２５が設けられている。さらに、ゲート絶縁膜５３下やゲート絶縁膜５３上等には、画素回路ＰＣに各種の信号を出力するために、複数の走査線４１、信号線４２及び供給線４３等で構成される配線群１４が設けられている。
絶縁層１２の上部には、中央に頭頂面が平坦な突出層１５、突出層１５の外側に枠状の仕切り壁３１、仕切り壁３１よりも外側に枠状のシール材３２が設けられている。シール材３２よりも外側の基板１１の周縁一辺上には、配線群１４のうちの走査線４１の端子及び信号線４２の端子を有する端子群３７が露出するように絶縁層１２に開口部５１が形成され、外部信号が入力される外部入力端子群３８が露出するように絶縁層１２に開口部５２が形成されている。基板１１の周縁一辺上には、駆動ドライバ３４の入力端子群４０が外部入力端子群３８に接続され、駆動ドライバ３４の出力端子群３９が端子群３７に接続するように、駆動ドライバ３４がＣＯＧ接合されている。つまり、駆動ドライバ３４は、走査線４１に走査信号を供給する走査ドライバであり、信号線４２に表示信号を供給するデータドライバを兼ねている。また、基板１１の周縁他辺上には、外部入力端子群３８に接続された引き回し配線５０の端子群が露出され、これら引き回し配線５０の端子群に外部接続配線が形成されたフィルム配線基板３３が接続されている。有機化合物層２３は、画素電極２１のみばかりでなく、突出層１５の側壁をつたって突出層１５と仕切り壁３１との間の凹部１３、並びに仕切り壁３１の内側壁まで形成されている。
突出層１５は、図３に示すように、平面視四角形状であり、表面が平坦で、側壁が傾斜しており、１μｍ〜１５μｍの厚さに形成されている。突出層１５の上部には、有機ＥＬ素子２０が縦方向、横方向にそれぞれ規則的に配列されるようにマトリクス状に設けられる。突出層１５は感光性樹脂或いは非感光性樹脂を用いて形成することができ、有機ＥＬ素子２０が基板１１側から光を出射するボトムエミッション型であれば、例えばポリイミドのような透明な基材が好ましい。
突出層１５には各トランジスタ４４に対応してコンタクトホール１６が設けられており、コンタクトホール１６内には導電材１７が充填されている。また、突出層１５の上面には、複数の画素電極２１が縦方向、横方向に所定の間隔をおいてそれぞれ規則的に配列されるようにマトリクス状に配置される。なお、導電材１７なしに、画素電極２１を一部コンタクトホール１６内に埋設して画素電極２１とトランジスタ４４とを相互に接続してもよい。画素電極２１の厚さは、３０ｎｍ〜１００ｎｍである。
画素電極２１は、有機ＥＬ素子２０がボトムエミッション型の場合、例えば錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）のような透明導電膜を突出層１５上に成膜し、この透明導電膜をフォトリソグラフィーによりパターニングすることにより形成することができる。また、有機ＥＬ素子２０がトップエミッション型の場合、画素電極２１をアルミニウム等の光反射性金属膜、或いは下層に光反射性金属膜、上層に上述の透明導電膜の積層構造としてもよい。
導電材１７はトランジスタ４４と画素電極２１とを導通させる。
また、図５に示すように、突出層１５の外周部の所定の位置及びその下方の絶縁層１２には、それぞれ対向電極２４と接続される電極端子２５を露出させる開口部４７及び開口部４８が設けられている。電極端子２５は、基板１１の上記周縁他辺上に引き回された引き回し配線４９に接続され、引き回し配線４９は、上記周縁他辺において、フィルム配線基板３３と接続されている。引き回し配線４９は、走査線４１と同層にて形成される。
図１６は引き回し配線４９の近傍の拡大図であり、図１７は図１６のXVII−XVII矢視断面図である。図１６、図１７に示すように、ＩＣ３４からの引き回し配線５０は信号線４２と同層に形成され、ゲート絶縁膜５３を介して引き回し配線４９上に形成される。
また、図５に示すように、突出層１５の外周部の所定の位置及びその下方の絶縁層１２には、それぞれ対向電極２４と接続される電極端子２５を露出させる開口部４７及び開口部４８が設けられている。電極端子２５は、基板１１の上記周縁他辺上に引き回された引き回し配線４９に接続され、引き回し配線４９は、上記周縁他辺において、フィルム配線基板３３と接続されている。引き回し配線４９は、走査線４１と同層にて形成される。
図１６は引き回し配線４９の近傍の拡大図であり、図１７は図１６のXVII−XVII矢視断面図である。図１６、図１７に示すように、ＩＣ３４からの引き回し配線５０は信号線４２と同層に形成され、ゲート絶縁膜５３を介して引き回し配線４９上に形成される。
突出層１５の上面には、画素電極２１よりも厚く、各画素電極２１の中央を露出するような複数の開口部を備える網目状の下地絶縁膜１８が設けられている。下地絶縁膜１８の厚さは、１５０ｎｍ〜３００ｎｍである。下地絶縁膜１８は、例えば窒化珪素または酸化珪素等を気相成長法によって成膜し、フォトリソグラフィー法、エッチング法を順次行うことで網目状に形成することができる。
下地絶縁膜１８の上部には、複数の画素電極２１の間に縦方向、横方向のいずれかの方向に平行に隔壁１９が設けられる。なお、図３では画素電極２１の各列間に突出層１５の左右の縁まで達する複数の隔壁１９が互いに独立するように平行に設けられている。
隔壁１９は、噴射口２２１のノズルの移動方向（ｘ軸方向）に沿った線形状である。隔壁１９は、例えばポリイミド等の感光性樹脂を用いて形成することができる。突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さは、シール材３２の厚さ以下である。
隔壁１９は、噴射口２２１のノズルの移動方向（ｘ軸方向）に沿った線形状である。隔壁１９は、例えばポリイミド等の感光性樹脂を用いて形成することができる。突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さは、シール材３２の厚さ以下である。
各隔壁１９の間には、下地絶縁膜１８及び画素電極２１の上部に有機化合物層２３が形成される。有機化合物層２３は、図３の左右両端部において突出層１５の側壁の表面及び基板１１の上面に至るまで形成されている。有機化合物層２３は、有機化合物からなる発光層を少なくとも一層備えており、この発光層以外に他の有機化合物層或いは無機化合物層を備えていてもよい。
ここで、画素電極２１を陽極とする場合には、有機化合物層２３として、例えば正孔輸送層、発光層の順に形成されていてもよいし、発光層の次に電子輸送層が形成されていてもよいし、正孔輸送層或いは電子輸送層が設けられていなくてもよいし、発光層単層であってもよい。
また、画素電極２１を陰極とする場合には、有機化合物層２３として、例えば電子輸送層、発光層の順に形成されていてもよいし、発光層の次に正孔輸送層が形成されていてもよいし、電子輸送層が設けられていなくてもよい。また、有機化合物層２３を形成する前に、画素電極２１上に真空蒸着法等により電子輸送層を形成してもよい。
また、画素電極２１を陰極とする場合には、有機化合物層２３として、例えば電子輸送層、発光層の順に形成されていてもよいし、発光層の次に正孔輸送層が形成されていてもよいし、電子輸送層が設けられていなくてもよい。また、有機化合物層２３を形成する前に、画素電極２１上に真空蒸着法等により電子輸送層を形成してもよい。
なお、有機化合物層２３はｘ軸方向に沿って複数の画素電極２１上にわたって連続して形成されているが、ｙ軸方向には、それぞれ異なる各有機化合物層２３が被膜されている。このようにして、ｘ軸方向に同じ色で発光し、ｙ軸方向に互いに異なる色で発光する複数の有機化合物層２３が配列されることによって多色発光とすることができる。
さらに、突出層１５の上部には、有機化合物層２３、隔壁１９及び電極端子２５と重なるように、対向電極２４が設けられている。対向電極２４は、カソード電極である場合、下層には電子注入層と、電子注入層が酸化されることを防止するとともにシート抵抗を下げる上層となる導電膜との積層構造である。
電子注入層は、仕事関数の低い材料、例えば、マグネシウム、カルシウム、リチウム、バリウム、インジウム、希土類金属の少なくとも一種を含む単体又は合金を有することが好ましく、厚さは０．１ｎｍ〜５０ｎｍの厚さでよい。
ボトムエミッション型の場合、上記導電膜は光反射性の導電膜となり、例えば、アルミニウム、クロム、チタン、ニッケル、タングステン、金、銀、銅の少なくとも一種を含む単体又は合金を有することが好ましい。トップエミッション型の場合、導電膜は光透過性の導電膜となり、例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）、酸化スズ（ＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又はカドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ）を有することが好ましい。
画素電極２１、有機化合物層２３及び対向電極２４の積層構造が有機ＥＬ素子２０であり、有機ＥＬ素子２０が配列された領域が画素配列領域となる。
仕切り壁３１は、例えばポリイミド等の感光性樹脂を用いて形成することができる。仕切り壁３１の厚さは、図４に示すように、突出層１５よりも厚い。なお、図４では、仕切り壁３１の厚さは、突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さよりも薄いが、突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さよりも厚くてもよい。仕切り壁３１の厚さは、シール材３２の厚さ以下である。
隔壁１９及び仕切り壁３１は、同一の感光性樹脂を用いて同時に形成してもよい。
隔壁１９及び仕切り壁３１は、同一の感光性樹脂を用いて同時に形成してもよい。
シール材３２は、基板１１と封止基板３５とを密着させ、内部を封止する。シール材３２の厚さは、仕切り壁３１の厚さや突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さと同程度か、それよりも厚い。
封止基板３５は、基板１１、シール材３２とともに有機ＥＬ素子２０を封止し、水や空気により有機ＥＬ素子２０が劣化するのを防止する。トップエミッション型の場合、封止基板３５はガラス等の透明な材料からなる。なお、図５においては、封止基板３５を省略している。
駆動ドライバ３４は異方性導電フィルム３６を介して配線群１４と接続され、トランジスタ４４やキャパシタ４６等の素子に電力を供給する。
次に、ＥＬディスプレイパネル１の形成方法について説明する。
まず、塗布装置２００を用いる前に基板１１に突出層１５、画素電極２１、下地絶縁膜１８、隔壁１９、仕切り壁３１を形成するので、これらを形成する方法について説明する。
まず、塗布装置２００を用いる前に基板１１に突出層１５、画素電極２１、下地絶縁膜１８、隔壁１９、仕切り壁３１を形成するので、これらを形成する方法について説明する。
まず、基板１１上に絶縁層１２、トランジスタ４４、トランジスタ４５やキャパシタ４６等の素子、電極端子２５、配線群１４等を形成する。電極端子は、トランジスタ４４、４５のゲートとなるゲートメタル層で形成されてもよいし、トランジスタ４４、４５のソース、ドレインとなるソース−ドレインメタル層で形成されてもよいし、ゲートメタル層及びソース−ドレインメタル層の積層構造であってもよい。絶縁層１２には開口部４８、５１、５２が形成されている。また、走査線４１及び引き回し配線４９は、ゲート絶縁膜５３下のゲートメタル層をパターニングすることによって形成され、信号線４２及び引き回し配線５０は、ゲート絶縁膜５３上のソース−ドレインメタル層をパターニングすることによって形成される。次に、絶縁層１２の上部に感光性樹脂膜を成膜し、その感光性樹脂膜を露光・現像することによって、突出層１５を形成する。ここで、感光性樹脂がポジ型である場合には、基板１１の画素配列領域外を露光し、感光性樹脂がネガ型である場合には、画素配列領域内を露光する。このとき、同時にコンタクトホール１６を形成することが好ましい。
次に、コンタクトホール１６に導電材１７が埋設された突出層１５の表面上に導電膜を成膜する。次に、その導電膜に対してフォトリソグラフィー法・エッチング法を施すことによって、画素電極２１をマトリクス状に配列するようパターニングする。次に、これら画素電極２１をコーティングするよう絶縁膜を成膜し、フォトリソグラフィー法・エッチング法によりその絶縁膜の各画素電極２１の中央部に重なる箇所を除去することによって、下地絶縁膜１８をパターニングする。
次に、下地絶縁膜１８及び画素電極２１全体を被覆するよう感光性樹脂膜（例えば、感光性ポリイミド膜）を成膜し、その感光性樹脂膜を露光・現像する。これにより、図６、図７に示すように、複数の隔壁１９及び仕切り壁３１を同時に形成する。
ここで、感光性樹脂がポジ型である場合には、横方向に並んだ画素電極２１の列の上を突出層１５の左右の縁まで帯状に露光し、感光性樹脂がネガ型である場合には、横方向に並んだ画素電極２１の列と列との間の上を突出層１５の左右の縁まで帯状に露光する。
なお、隔壁１９や仕切り壁３１が感光性樹脂ではない高分子材料や、金属材料等である場合には、気相成長法、フォトリソグラフィー法、エッチング法を経て隔壁１９や仕切り壁３１をパターニングすることができる。
以上のようにして、基板１１に絶縁層１２、突出層１５、画素電極２１、下地絶縁膜１８、隔壁１９を形成したら、塗布装置２００によって有機化合物層２３を形成する。
すなわち、まず、基板１１の突出層１５、画素電極２１、下地絶縁膜１８、隔壁１９及び仕切り壁３１が形成された面を上にして、基板１１を基板ステージ２５０上に載置する。次いで、コントローラ２６０によりヘッドステージ２１０及び基板ステージ２５０を制御し、図６に示す基板１１の仕切り壁３１の左辺の内側であって、突出層１５と仕切り壁３１との間の凹部１３上方にヘッド２２０の噴射口２２１を配置させてから、ヘッド２２０の噴射口２２１から有機化合物含有液２２の排出を開始する。このとき、有機化合物含有液２２は、凹部１３内に流れるので、仕切り壁３１の外側に流れ出すことはない。この後、噴射口２２１から有機化合物含有液２２を排出させながら、ヘッドステージ２１０を移動することによって、基板１１上にｘ軸方向に沿って有機化合物含有液２２が流れるように、ヘッド２２０を相対的に移動させる。このように、隔壁１９の間において、ｘ軸方向に沿って並んで配置される複数の画素電極２１上及び画素電極２１間の下地絶縁膜１８上にわたって有機化合物含有液２２を連続して塗布し、終端である仕切り壁３１の右辺の内側でｘ軸移動を停止する。次いでヘッド２２０を相対的にｙ軸方向に移動してから、今度は逆向きでｘ軸方向に沿って有機化合物含有液２２を流しながら移動し、再び仕切り壁３１の左辺の内側でｘ軸移動を停止する。
すなわち、まず、基板１１の突出層１５、画素電極２１、下地絶縁膜１８、隔壁１９及び仕切り壁３１が形成された面を上にして、基板１１を基板ステージ２５０上に載置する。次いで、コントローラ２６０によりヘッドステージ２１０及び基板ステージ２５０を制御し、図６に示す基板１１の仕切り壁３１の左辺の内側であって、突出層１５と仕切り壁３１との間の凹部１３上方にヘッド２２０の噴射口２２１を配置させてから、ヘッド２２０の噴射口２２１から有機化合物含有液２２の排出を開始する。このとき、有機化合物含有液２２は、凹部１３内に流れるので、仕切り壁３１の外側に流れ出すことはない。この後、噴射口２２１から有機化合物含有液２２を排出させながら、ヘッドステージ２１０を移動することによって、基板１１上にｘ軸方向に沿って有機化合物含有液２２が流れるように、ヘッド２２０を相対的に移動させる。このように、隔壁１９の間において、ｘ軸方向に沿って並んで配置される複数の画素電極２１上及び画素電極２１間の下地絶縁膜１８上にわたって有機化合物含有液２２を連続して塗布し、終端である仕切り壁３１の右辺の内側でｘ軸移動を停止する。次いでヘッド２２０を相対的にｙ軸方向に移動してから、今度は逆向きでｘ軸方向に沿って有機化合物含有液２２を流しながら移動し、再び仕切り壁３１の左辺の内側でｘ軸移動を停止する。
この走査を順次繰り返すことによって、画素配列領域全域に有機化合物含有液２２を塗布するとともに、有機化合物含有液２２を常に仕切り壁３１の内側に留まらせ、仕切り壁３１の外側に流さない。したがって、有機化合物含有液２２或いは有機化合物含有液２２を乾燥してなる有機化合物層２３が、駆動ドライバ３４と接続するための端子群３７や外部入力端子群３８上に形成されることがなく、フィルム配線基板３３が接続される領域上に形成されることがない。さらに、仕切り壁３１の外側に位置するシール材３２の形成領域にも、有機化合物含有液２２或いは有機化合物含有液２２を乾燥してなる有機化合物層２３が塗布されないので、基板１１と封止基板３５とを良好に封止することができる。
ここで、有機化合物含有液２２は、例えば、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）及びＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）の混合物を含む液体であり、有機化合物含有液２２を乾燥することによって正孔輸送層である有機化合物層２３を画素電極２１に成膜する。
なお、フィルム配線基板３３及び駆動ドライバ３４が設けられていない基板１１の周縁第３の辺側（図６の左辺側）からｘ軸方向に沿って有機化合物含有液２２を排出開始するのであれば、左辺の仕切り壁３１の外側に有機化合物含有液２２が多少塗布されても、左辺の仕切り壁３１の外側に流れる有機化合物含有液２２の量は微量であり、有機化合物含有液２２が残る領域はフィルム配線基板３３及び駆動ドライバ３４が接続する辺とは異なるので、有機化合物含有液２２がフィルム配線基板３３及び駆動ドライバ３４にまで及ばず、フィルム配線基板３３及び駆動ドライバ３４の電気的接続の障害にはならない。
つまり、最初に、基板１１の外側でヘッド２２０で有機化合物含有液２２の排出を開始して有機化合物含有液２２の単位時間あたりの流量が安定してから、左辺の仕切り壁３１を跨ぐようにｘ軸方向にヘッド２２０を相対的に移動して有機化合物含有液２２を塗布し、最終的に仕切り壁３１の内側から外側に跨るようにして基板１１の周縁第３の辺側（図６の左辺側）をｘ軸方向に沿ってヘッド２２０が相対的に移動したとしても、その間のｘ軸方向に左から右へのヘッド２２０の相対的な移動及びｘ軸方向に右から左へのヘッド２２０の相対的な移動が仕切り壁３１内に限定されているので、基板１１の周縁第３の辺において、仕切り壁３１の外側で流れる有機化合物含有液２２の量は２走査分のみにすぎないのでフィルム配線基板３３や駆動ドライバ３４の接続不良が発生しない。
次いで、正孔輸送層である有機化合物層２３上に、ポリフルオレン等の共役二重結合高分子発光材料を有機溶剤（例えば、キシレン、テトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン）に溶解した有機化合物含有液２２を、上記正孔輸送層となる有機化合物含有液２２と同様のヘッド２２０の走査を行うことによって仕切り壁３１内に塗布する。
具体的には、赤、青及び緑のようにｙ軸方向に互いに異なる色に発光する画素ＰＸとするために、２つの隔壁１９の間に挟まれる所定の一列の画素電極２１上及び画素電極２１間の下地絶縁膜１８上に連続するように、塗布装置２００のヘッド２２０をｘ軸方向に移動させながら噴射口２２１が同一の有機化合物含有液２２を三列おきに塗布し、隔壁１９を挟んで隣り合う他の列の画素電極２１及び下地絶縁膜１８上には、当該所定の一列の噴射口２２１と異なる噴射口２２１が、当該所定の一列の有機化合物層２３と異なる色に発光する有機化合物層２３となる有機化合物含有液２２を三列おきに塗布する。
例えば、隣接する隔壁１９間に挟まれたある一列並びに当該列に対して三列おきの複数の列の画素電極２１上及び下地絶縁膜１８上に、赤色発光用の有機化合物含有液２２ｒを同時に塗布し、乾燥する。次いで、赤色発光用の有機化合物含有液２２ｒが塗布された列に隣接する一方の列並びに当該列に対して三列おきの複数の列の画素電極２１上及び下地絶縁膜１８上に、緑色発光用の有機化合物含有液２２ｇを同時に塗布し、乾燥する。そして、赤色発光用の有機化合物含有液２２ｒが塗布された列並びに当該列に対して三列おきの複数の列の画素電極２１上及び下地絶縁膜１８上に、青色発光用の有機化合物含有液２２ｂを同時に塗布し、乾燥する。
このとき、隔壁１９が突出層１５の両端まで延在しているため、各色の発光用の有機化合物含有液２２ｒ，２２ｇ，２２ｂは、隣接する他の発光層用の有機化合物含有液２２と突出層１５上（画素配列領域内）で混合することがない。また、突出層１５により画素配列領域と外周部との間に凹部１３に相当する段差が十分に形成されているため、凹部１３に溜められた乾燥前の有機化合物含有液２２の混合液が段差を乗り越えて画素配列領域に逆流することはない。
また、突出層１５の外側に枠状の仕切り壁３１が設けられているので、乾燥前の有機化合物含有液２２の混合液が仕切り壁３１の外部まで広がることはない。
また、突出層１５の外側に枠状の仕切り壁３１が設けられているので、乾燥前の有機化合物含有液２２の混合液が仕切り壁３１の外部まで広がることはない。
有機化合物含有液２２は下地絶縁膜１８の網目内の画素電極２１上に溜まり、余剰の有機化合物含有液２２は下地絶縁膜１８を乗り越えて突出層１５の外周部に流れ落ちる。つまり、ある列の複数の画素電極２１のうち、両端の画素電極２１（図３の左右側の仕切り壁３１にそれぞれ近接する画素電極２１）のそれぞれと対向する仕切り壁３１との間には隔壁１９がないので、隔壁１９の側壁における有機化合物含有液２２の吸い上げがなくなり、両端の画素電極２１上に形成される有機化合物層２３が、中央付近の画素電極２１上の有機化合物層２３と比べて厚く堆積されることがなく、均等な厚さに成膜でき、表示特性を均一化できる。なお、下地絶縁膜１８の厚さは、画素電極２１上に溜まった有機化合物含有液２２から溶媒を除去したときに形成される有機化合物層２３の厚さを考慮して設定されている。
その後、有機化合物含有液２２を乾燥させて溶媒を除去することで、図８、図９に示すように、有機化合物層２３が形成される。
その後、有機化合物含有液２２を乾燥させて溶媒を除去することで、図８、図９に示すように、有機化合物層２３が形成される。
このように、隔壁１９による有機化合物含有液２２の吸い上げがないばかりでなく、塗布された有機化合物含有液２２の余分量を突出層１５から基板１１の外周部へ流し落とすので、列の両端において、有機化合物含有液２２の液面の高さに偏りが小さくなり、有機化合物含有液２２の隔壁１９との接触面積が小さくなる。このため、隔壁１９における表面張力が小さくなり、有機化合物層２３の膜厚のばらつきを抑えることができる。
また、仕切り壁３１により、絶縁層１２上の仕切り壁３１よりも外側に乾燥前の有機化合物含有液２２の混合液が広がるのを防止することができる。このため、絶縁層１２上のシール材３２や異方性導電フィルム３６を貼り付ける場所に有機化合物含有液２２が付着することがない。
有機化合物層２３を形成したら、有機化合物層２３上に対向電極２４を形成する。対向電極２４は真空蒸着法等により形成することができる。
これにより、画素電極２１と対向電極との間に有機化合物層２３を挟み込んだ有機ＥＬ素子２０が突出層１５上にマトリクス状に形成される。
これにより、画素電極２１と対向電極との間に有機化合物層２３を挟み込んだ有機ＥＬ素子２０が突出層１５上にマトリクス状に形成される。
その後、仕切り壁３１よりも外側に枠状のシール材３２を形成し、シール材３２により封止基板３５を接合する。ここで、シール材３２は仕切り壁３１よりも高く形成されているため、仕切り壁３１の高さにばらつきがあったとしても、仕切り壁３１が封止基板３５に接しないので、ＥＬディスプレイパネル１面内で基板１１と封止基板３５との間の距離を均等にすることができる。また、シール材３２よりも外側に、異方性導電フィルム３６を介してフィルム配線基板３３や、駆動ドライバ３４が取り付けられ、配線群１４と接続される。
以上により、ＥＬディスプレイパネル１が完成する。
以上により、ＥＬディスプレイパネル１が完成する。
本実施形態によれば、画素電極２１の列が線形状の隔壁１９により仕切られているので、各列毎に異なる種類の有機化合物含有液２２を塗布しても、異なる種類の有機化合物含有液２２が画素配列領域で混合することがない。また、余剰の有機化合物含有液２２が隔壁１９が設けられていない左右両側より下地絶縁膜１８を乗り越えて突出層１５の外周部に流出するので、有機化合物層の膜厚のばらつきを抑えることができる。
また、基板１１の突出層１５が設けられた画素配列領域よりも外に位置する外周部は、突出層１５よりも低くなっているので、有機化合物含有液２２が突出層１５の傾斜した側面に沿って外周部に速やかに流出し、さらに他の有機化合物含有液２２と混合した混合液が画素配列領域内へ再び流入することを防ぐことができる。
さらに、絶縁層１２上の仕切り壁３１よりも外側に乾燥前の有機化合物含有液２２の混合液が広がるのを防止するため、絶縁層１２上のシール材３２や異方性導電フィルム３６を貼り付ける場所に有機化合物含有液２２が付着することがなく、接合性や封止信頼性が低下することを防止することができる。
なお、以上の実施形態においては、仕切り壁３１の厚さを、突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さよりも薄く、シール材３２の厚さよりも薄くしていたが、図１０に示すように、突出層１５と隔壁１９とを重ねた厚さよりも厚く、かつシール材３２と同程度の厚さとしてもよい。この場合、封止基板３５を仕切り壁３１に当接させて位置決めをしてから、シール材３２により封止基板３５と基板１１とを接合することができる。ただし、未硬化のシール材３２で接合する際に、既に硬化している仕切り壁３１が基板１１と封止基板３５との間の距離を一定にするギャップ材として機能することができる。このため、シール材３２内にギャップ材を含有させなくてもよい。また、仕切り壁３１がシール材として機能するので画素配列領域を二重に封止することができる。
なお、上記実施形態では、ヘッドステージ２１０をｘ軸方向に移動しながら有機化合物含有液２２を塗布したが、ヘッドステージ２１０をｙ軸方向に移動させ、基板ステージ２５０をｘ軸方向に移動させる機構とし、ヘッドステージ２１０の位置を固定して基板ステージ２５０をｘ軸方向に移動させて有機化合物含有液２２を塗布してもよい。このとき、ｘ軸方向への走査が一度完了したらヘッドステージ２１０がｙ軸方向に移動し、再び基板ステージ２５０をｘ軸方向に移動させて有機化合物含有液２２を塗布することによって平面的に有機化合物含有液２２を塗布することができる。
また上記実施形態では、仕切り壁３１が画素配列領域の外側において画素配列領域の周囲四辺を取り囲んでいるが、ヘッド２２０がｘ軸方向に相対的に移動するので、図１１に示すように、ｘ軸方向と直交するｙ軸方向に沿った二辺にのみ仕切り壁３１が設けられていれば、有機化合物含有液２２を仕切ることができ、また画素配列領域と仕切り壁３１との間の凹部１３によって、画素配列領域内の有機化合物含有液２２が、仕切り壁３１のメニスカスによって厚さに偏りを生じることがない。
１ ＥＬディスプレイパネル（発光パネル）
１１ 基板
１５ 突出層
１９ 隔壁
２１ 画素電極
２３ 有機化合物層
３１ 仕切り壁
３２ シール材
３５ 封止基板
１１ 基板
１５ 突出層
１９ 隔壁
２１ 画素電極
２３ 有機化合物層
３１ 仕切り壁
３２ シール材
３５ 封止基板
Claims (6)
- 基板に設けられた複数の第一電極と、少なくとも一層以上の有機化合物層と、第二電極と、を有する発光素子を備えた発光パネルにおいて、
前記発光素子が配列された画素配列領域の外側に設けられた仕切り壁と、
前記画素配列領域に、所定方向に沿って互いに隣接する前記複数の第一電極間に配置され、前記有機化合物層を成膜するための仕切りとなるとともに、互いに離間された複数の隔壁と、
前記画素配列領域と前記仕切り壁との間に配置された凹部と、
前記仕切り壁の外側に設けられたシール材と、
前記仕切り壁と当接するとともに前記シール材によって前記基板と接合された封止基板と、
を備え、
前記第二電極は前記隔壁上に形成され、
前記仕切り壁は前記隔壁より高く、前記隔壁と前記封止基板との間には隙間があり、
前記仕切り壁は、前記有機化合物層となる有機化合物含有液が前記凹部から前記仕切り壁の外側に乗り越えることを防止することを特徴とする発光パネル。 - 前記有機化合物層の一部は、前記画素配列領域から前記凹部まで形成されていることを特徴とする請求項１記載の発光パネル。
- 前記発光素子は前記基板に設けられた突出層上に形成され、前記凹部は前記突出層と仕切り壁との間に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の発光パネル。
- 前記仕切り壁は枠状であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発光パネル。
- 前記仕切り壁は線状であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発光パネル。
- 基板に設けられた複数の第一電極と、少なくとも一層以上の有機化合物層と、第二電極と、を有する発光素子を備えた発光パネルの製造方法において、
前記発光素子が配列された画素配列領域に、所定方向に沿って互いに隣接する前記複数の第一電極間に配置され、前記有機化合物層を成膜するための仕切りとなるとともに、互いに離間された複数の隔壁が設けられており、前記画素配列領域の外側に前記隔壁より高い仕切り壁が設けられ、前記画素配列領域と前記仕切り壁との間に凹部が配置されており、
前記画素配列領域内の複数の第一電極上に、前記有機化合物層となる有機化合物含有液を塗布し、前記仕切り壁は、前記有機化合物層となる有機化合物含有液が前記凹部から前記仕切り壁の外側に乗り越えることを防止し、
前記有機化合物層及び前記隔壁上に前記第二電極を形成し、
前記隔壁と前記封止基板との間には隙間があり且つ前記仕切り壁に封止基板を当接した状態で、前記仕切り壁の外側に設けられたシール材を硬化することによって前記基板と前記封止基板とを接合することを特徴とする発光パネルの製造方法。
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