JP6152775B2 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびそれに用いる有機エレクトロルミネッセンス表示装置形成用マスク基材 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法、およびそれに用いる有機エレクトロルミネッセンス表示装置形成用マスク基材 Download PDFInfo
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Description
本発明の有機EL表示装置の製造方法は、基板、上記基板上に形成され、複数色の画素領域を形成する複数の画素電極、上記画素電極を囲うように枠状に形成されたスペーサ部、上記画素領域に形成された少なくとも発光層を有する複数色の有機EL層、および上記有機EL層上に形成された上部電極、を有する有機EL表示装置を製造する有機EL表示装置の製造方法であって、上記有機EL表示装置の製造方法は、上記画素領域に、上記複数色の有機EL層を塗り分ける有機EL層塗り分け工程を有し、上記有機EL層塗り分け工程は、上記基板上に上記画素電極および上記スペーサ部が形成された有機EL基板に、レーザー光を透過する支持基材およびレーザー光を吸収するレーザー吸収層から構成されたマスク基材を、上記レーザー吸収層および上記有機EL基板が対向するように配置して、上記有機EL基板および上記マスク基材を密着させる密着工程と、上記複数色の中の一色の上記画素領域の上記画素電極を囲う枠状の上記スペーサ部の外周に沿って、上記マスク基材側からレーザー光を照射して上記レーザー吸収層に切り取り線を形成するレーザー光照射工程と、上記有機EL基板から、上記支持基材および上記レーザー光照射工程にて形成された切り取り線により囲われた上記レーザー吸収層を剥離して、上記レーザー吸収層に開口部を形成する開口部形成工程と、上記開口部を介して当該色の上記画素領域の上記画素電極上に、当該色の上記発光層を有する有機EL層を形成する有機EL層形成工程とを有し、上記密着工程、上記レーザー光照射工程、上記開口部形成工程、および上記有機EL層形成工程が上記複数色の色の数分繰り返えし行われることを特徴とする製造方法である。
本発明における有機EL基板形成工程としては、基板上に画素電極およびスペーサ部が形成された有機EL基板を形成することができる工程であれば特に限定されるものではない。本発明における有機EL基板形成工程としては、例えば、基板上に、複数色の画素領域を形成する複数の画素電極を形成する画素電極形成工程と、上記画素電極を囲うように枠状にスペーサ部を形成するスペーサ部形成工程とを有する工程が挙げられる。
以下、具体例として画素電極形成工程およびスペーサ部形成工程について説明する。
本工程は、基板上に、複数色の画素領域を形成する複数の画素電極を形成する工程である。
以下、本工程において用いられる部材、および具体的な画素電極形成工程について説明する。
本工程における基板は、後述する画素電極、スペーサ部、有機EL層および上部電極を支持するものである。
本工程における画素電極は、基板上にパターン状に形成されるものである。このような画素電極は、光透過性を有していてもよく、有さなくてもよい
画素電極が陽極である場合には、抵抗が小さいことが好ましく、一般的には導電性材料である金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物を用いてもよい。
陽極には、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Au、Cr、Mo等の金属;酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物;金属ドープされたポリチオフェン等の導電性高分子等が挙げられる。これらの導電性材料は、単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。2種類以上を用いる場合には、各材料からなる層を積層してもよい。
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、MgAg等のマグネシウム合金、AlLi、AlCa、AlMg等のアルミニウム合金、Li、Cs、Ba、Sr、Ca等のアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金等が挙げられる。
本工程は、基板上に画素電極を形成することができれば特に限定されるものではなく、一般的な電極の形成方法を採用することができる。例えば、マスクを用いた蒸着法、フォトリソグラフィー法等が挙げられる。また、蒸着法としては、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等が挙げられる。
本工程は、上記画素電極を囲うように枠状にスペーサ部を形成する工程である。
以下、本工程において形成されるスペーサ部、および具体的なスペーサ部形成工程について説明する。
本工程において形成されるスペーサ部は、上記画素電極を囲うように枠状に形成されたものであれば特に限定されるものではない。
なお、スペーサ部の高さとは、図3(a)、(b)に例示するように、スペーサ部3の下底面から頂部までの高さhを指す。
本工程は、各画素電極を囲うように枠状にスペーサ部を形成する工程を有する。スペーサ部の形成方法としては、ラミネーション法、フォトリソグラフィー法、印刷法等の一般的な方法を用いることができる。また、鋳型等を用いてスペーサ部を別途形成し、画素領域を囲うように接着剤等を用いてスペーサ部を貼り合わせる方法を挙げることができる。
本発明においては、有機EL基板形成工程が上述した画素電極形成工程およびスペーサ部形成工程以外にもその他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、例えば、絶縁層形成工程が挙げられる。
以下、絶縁層形成工程において形成される絶縁層、および具体的な絶縁層形成工程について説明する。
本発明が絶縁層形成工程を有する場合、図3(b)に例示するように、基板1上に形成された画素電極2のエッジ部分を覆うように絶縁層11が形成され、上記絶縁層11上にスペーサ部3が形成される。
本工程は、画素電極のエッジ部分を覆うように絶縁層を形成する工程を有する。絶縁層の形成方法としては、一般的な絶縁層の形成方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法、バーコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
本発明における有機EL塗り分け工程としては、上記基板上に上記画素電極および上記スペーサ部が形成された有機EL基板に、レーザー光を透過する支持基材およびレーザー光を吸収するレーザー吸収層から構成されたマスク基材を、上記レーザー吸収層および上記有機EL基板が対向するように配置して、上記有機EL基板および上記マスク基材を密着させる密着工程と、上記複数色の中の一色の上記画素領域の上記画素電極を囲う枠状の上記スペーサ部の外周に沿って、上記マスク基材側からレーザー光を照射して上記レーザー吸収層に切り取り線を形成するレーザー光照射工程と、上記有機EL基板から、上記支持基材および上記レーザー光照射工程にて形成された切り取り線により囲われた上記レーザー吸収層を剥離して、上記レーザー吸収層に開口部を形成する開口部形成工程と、上記開口部を介して当該色の上記画素領域の上記画素電極上に、当該色の上記発光層を有する有機EL層を形成する有機EL層形成工程とを有し、上記密着工程、上記レーザー光照射工程、上記開口部形成工程、および上記有機EL層形成工程が上記複数色の色の数分繰り返えし行われる工程である。
以下、本工程を構成する上記密着工程、上記レーザー光照射工程、上記開口部形成工程、および上記有機EL層形成工程について説明する。
本発明における密着工程としては、上記基板上に上記画素電極および上記スペーサ部が形成された有機EL基板に、レーザー光を透過する支持基材およびレーザー光を吸収するレーザー吸収層から構成されたマスク基材を、上記レーザー吸収層および上記有機EL基板が対向するように配置して、上記有機EL基板および上記マスク基材を密着させる工程である。
以下、本工程において用いられるマスク基材、および具体的な密着工程について説明する。
本工程において用いられるマスク基材は、レーザー光を透過する支持基材およびレーザー光を吸収するレーザー吸収層から構成されるものである。
以下、支持基材およびレーザー吸収層について説明する。
マスク基材を構成する支持基材は、レーザー光を透過するものである。
なお、具体的な密着工程については後述するため、ここでの記載は省略する。
マスク基材を構成するレーザー吸収層は、レーザー光を吸収するものである。
上述した支持基材およびレーザー吸収層を有するマスク基材の形成方法としては特に限定されるものではない。例えば、支持基材上にレーザー吸収層を配置してマスク基材を形成してもよく、支持基材およびレーザー吸収層をラミネートしてマスク基材を形成してもよく、さらには支持基材およびレーザー吸収層を容易に剥離することが可能な易接着層により接着させてマスク基材を形成してもよい。
上記有機EL基板に、レーザー光を透過する支持基材およびレーザー光を吸収するレーザー吸収層から構成されたマスク基材を、上記レーザー吸収層および上記有機EL基板が対向するように配置して、上記有機EL基板および上記マスク基材を密着させる法としては、例えば、次のような方法が挙げられる。すなわち、マスク基材および有機EL基板の間の空間とその外周の空間との圧力に差を設けることにより、マスク基材および有機EL基板を密着させる方法や、あるいは、有機EL基板上に配置されたマスク基材上に、後述するレーザー光照射工程において用いられるレーザー光を透過する重量物を配置して、マスク基材および有機EL基板を密着させる方法等が挙げられる。本発明においては、中でも前者に挙げた方法を用いることが好ましい。
以下、マスク基材および有機EL基板の間の空間とその外周の空間との圧力に差を設けることにより、マスク基材および有機EL基板を密着させる方法について具体的に説明する。
なお、上記「治具」としては、例えば、磁性体および上記磁性体と磁力により密着する金属層が挙げられる。具体的には、有機EL基板の基板側およびマスク基材の支持基材側における外周部に、磁性体および上記磁性体と磁力により密着する金属層を形成することにより、有機EL基板とマスク基材とを密着させることができる。
本発明におけるレーザー光照射工程としては、上記複数色の中の一色の上記画素領域の上記画素電極を囲う枠状の上記スペーサ部の外周に沿って、上記マスク基材側からレーザー光を照射して上記レーザー吸収層に切り取り線を形成する工程である。なお、密着工程として、例えば、上述したように、減圧された真空チャンバー内にてマスク基材および有機EL基板を密着させ、その後、真空チャンバー内に気体を流入させて加圧し、マスク基材および有機EL基板を密着させる方法を用いる場合には、例えば次のような方法により本工程を行うことができる。すなわち、ガラス等の透光性基材から構成される真空チャンバーに設置されたレーザー光透過窓等を介してレーザー光を照射し、レーザー吸収層に切り取り線を形成する方法である。
以下、本工程において用いられるレーザー光、本工程においてレーザー吸収層に形成される切り取り線および具体的なレーザー光照射工程について説明する。
本工程に用いられるレーザー光としては、マスク基材の支持基材側からレーザー光を照射した際に上記支持基材を透過してレーザー吸収層を除去することが可能なものであれば特に限定されるものではない。レーザー光が有する波長域としては、本発明において用いられるマスク基材における支持基材を透過し、レーザー吸収層を効率的に除去することができる波長域であれば特に限定されるものではないが、例えば、紫外線領域であることが好ましい。具体的な紫外線領域としては、300nm〜400nmの範囲内であることが好ましく、中でも320nm〜380nmの範囲内であることが好ましく、特に340nm〜360nmの範囲内であることが好ましい。このような波長域を有するレーザー光としては、例えば、YAG、YVO4等の固体レーザー、XeCl、XeF等のエキシマーレーザーや半導体レーザー等が挙げられる。
本工程において形成される切り取り線としては、上述したレーザー吸収層にレーザー光を照射することにより形成されるものであり、後述する開口部形成工程において支持基材とともに剥離されるレーザー吸収層、すなわち開口部を画定するものである。
上述したレーザー光をマスク基材に照射してマスク基材におけるレーザー吸収層に切り取り線を形成する方法としては、開口部を形成する領域を画定するように切り取り線を形成することができる方法であれば特に限定されないが、複数の開口部を形成する場合には、開口部の数に応じて形成される切り取り線を、複数のレーザー光を用いて一括して形成することが好ましい。製造効率の向上を図ることができるからである。
本発明における開口部形成工程は、上記有機EL基板から、上記支持基材および上記レーザー光照射工程にて形成された切り取り線により囲われた上記レーザー吸収層を剥離して、上記レーザー吸収層に開口部を形成する工程である。
以下、本工程において形成される開口部および具体的な開口部形成工程について説明する。
本工程において形成される開口部は、上記有機EL基板から、上記支持基材および上記レーザー光照射工程にて形成された切り取り線により囲われた上記レーザー吸収層を剥離することにより形成されるものである。
本工程は、有機EL基板から支持基材および上記レーザー光照射工程にて形成された切り取り線により囲われた上記レーザー吸収層を剥離することにより、レーザー吸収層に開口部を形成することができる方法であれば特に限定されるものではない。
本発明における有機EL層形成工程は、上記開口部を介して上記複数色の中の一色の上記画素領域の上記画素電極上に、少なくとも当該色の上記発光層を有する有機EL層を形成する工程である。
以下、本工程において形成される有機EL層および具体的な有機EL層形成工程について説明する。
有機EL層を構成する有機層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等が挙げられる。
以下、有機EL層を構成する各有機層について説明する。
本工程においては、複数色の発光層が形成される。発光色の種類としては、製造する有機EL表示装置の用途等に応じて適宜選択されるものであり、例えば、赤色、緑色、青色の3色の発光層を形成してもよく、赤色、緑色、青色、白色の4色の発光層を形成してもよい。
本工程において形成される有機EL層としては、発光層と陽極との間に正孔注入輸送層が形成されていてもよい。
正孔注入輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
本工程において形成される有機EL層としては、発光層と陰極との間に電子注入輸送層が形成されていてもよい。
電子注入輸送層は、電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有するものであってもよい。
電子注入層および電子輸送層に用いられる具体的な材料としては、一般的な材料を用いることができる。
本工程は、上述した有機EL層を画素電極上に形成する工程を有する。なお、ここでは有機EL層が、正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の順で積層される場合について説明する。
本発明における有機EL層塗り分け工程においては、次にような工程順により、各有機層を塗り分ける方法が挙げられる。例えば、レーザー吸収層の第1の色の画素領域に開口部を形成して、正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層等の複数の有機層を形成し、その後、新たなマスク基材を用いてレーザー吸収層の第2の色の画素領域に開口部を形成し、正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層等の複数の有機層を形成する工程を、画素領域の色の数分繰り返すことにより各有機層を塗り分ける方法や、また、レーザー吸収層の第1の色の画素領域に開口部を形成して正孔注入輸送層を形成し、次いで、レーザー吸収層の第2の色の画素領域に開口部を形成して正孔注入輸送層を形成する工程を画素領域の色の数分繰り返し、その後、同様の方法により発光層および電子注入輸送層を形成する工程を行うことにより、各有機層を塗り分ける方法が挙げられる。本発明においては、前者に示す工程順により各有機層を塗り分けることが、製造効率の観点から好ましい。
以下、本発明における有機EL層塗り分け工程の具体例について図を参照しながら説明する。
例えば、図10(a)に例示するような工程順により有機EL層塗り分け工程を行うことができる。すなわち、有機EL基板形成工程後に密着工程を行い、次いでレーザー光照射工程を行うことにより、レーザー吸収層において第1の色の画素領域に対応する領域を囲うように切り取り線を形成して、その後、支持基材および切り取り線で囲われたレーザー吸収層の一部を剥離することにより開口部を形成する開口部形成工程を行う。このようにして得られた第1の色の画素領域に開口部を有するレーザー吸収層を用いて、第1の色の画素領域に正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層を順に形成する。最後に、第1の色の画素領域に開口部を有するレーザー吸収層を有機EL基板から剥離するレーザー吸収層剥離工程を行う。第1の色の画素領域への有機EL層の形成方法と同様に、密着工程、レーザー光照射工程、開口部形成工程を行うことにより、第2の色の画素領域に開口部を有するレーザー吸収層を形成し、上記レーザー吸収層を用いて第2の色の画素領域に正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層を順に形成する。最後に、第2の色の画素領域に開口部を有するレーザー吸収層を有機EL基板から剥離するレーザー吸収層剥離工程を行う。図10(a)の矢印に示すように、画素領域の種類に応じて上述した工程を繰り返し行うことにより正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸送層の塗り分けを行い、最後に後述する上部電極形成工程を行うことにより、本発明における有機EL表示装置を得ることができる。
本発明における上部電極形成工程は、上記有機EL層が形成された上記有機EL基板上に上部電極を形成することができれば特に限定されるものではない。
以下、本工程において形成される上部電極および具体的な上部電極形成工程について説明する。
本工程における上部電極は、有機EL層が形成された有機EL基板上に形成されるものである。このような上部電極は、光透過性を有していてもよく、有さなくてもよい
上部電極が陽極である場合には、抵抗が小さいことが好ましく、一般的には導電性材料である金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物を用いてもよい。
陽極には、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、Au、Cr、Mo等の金属;酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化亜鉛、酸化インジウム等の無機酸化物;金属ドープされたポリチオフェン等の導電性高分子等が挙げられる。これらの導電性材料は、単独で用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。2種類以上を用いる場合には、各材料からなる層を積層してもよい。
陰極には、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料を用いることが好ましい。例えば、MgAg等のマグネシウム合金、AlLi、AlCa、AlMg等のアルミニウム合金、Li、Cs、Ba、Sr、Ca等のアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金等が挙げられる。
上部電極の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、EB蒸着法、イオンプレーティング法等のPVD法、またはCVD法等を挙げることができる。
本発明においては、上述した工程を有していれば特に限定されるものではなく、その他の工程を有していてもよい。その他の工程としては、例えば、有機EL表示装置を封止基板により封止する封止工程が挙げられる。
以下、封止基板について説明する。
また、樹脂製の封止基板の表面にはガスバリア層が形成されていてもよい。
本発明の有機EL表示装置形成用マスク基材は、上述の有機EL表示装置の製造方法に用いられるものであって、レーザー光を透過する支持基材と、上記支持基材上に形成され、レーザー光を吸収するレーザー吸収層とを有することを特徴とするものである。なお、以下、有機EL表示装置形成用マスク基材をマスク基材と略す場合がある。
2 … 画素電極
3 … スペーサ部
4a … 支持基材
4b … レーザー吸収層
5 … 有機EL層
6 … 上部電極
10 … 有機EL基板
100… 有機EL表示装置
X … 切り取り線
P … 開口部
Claims (2)
- 基板、前記基板上に形成され、複数色の画素領域を形成する複数の画素電極、前記画素電極を囲うように枠状に形成されたスペーサ部、前記画素領域に形成された少なくとも発光層を有する複数色の有機エレクトロルミネッセンス層、および前記有機エレクトロルミネッセンス層上に形成された上部電極、を有する有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造する有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、前記画素領域に、前記複数色の有機エレクトロルミネッセンス層を塗り分ける有機エレクトロルミネッセンス層塗り分け工程を有し、
前記有機エレクトロルミネッセンス層塗り分け工程は、前記基板上に前記画素電極および前記スペーサ部が形成された有機エレクトロルミネッセンス基板に、レーザー光を透過する支持基材およびレーザー光を吸収するレーザー吸収層から構成されたマスク基材を、前記レーザー吸収層および前記有機エレクトロルミネッセンス基板が対向するように配置して、前記有機エレクトロルミネッセンス基板および前記マスク基材を密着させる密着工程と、
前記複数色の中の一色の前記画素領域の前記画素電極を囲う枠状の前記スペーサ部の外周に沿って、前記マスク基材側からレーザー光を照射して前記レーザー吸収層に切り取り線を形成するレーザー光照射工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス基板から、前記支持基材および前記レーザー光照射工程にて形成された切り取り線により囲われた前記レーザー吸収層を剥離して、前記レーザー吸収層に開口部を形成する開口部形成工程と、
前記開口部を介して当該色の前記画素領域の前記画素電極上に、当該色の前記発光層を有する有機エレクトロルミネッセンス層を形成する有機エレクトロルミネッセンス層形成工程とを有し、
前記密着工程、前記レーザー光照射工程、前記開口部形成工程、および前記有機エレクトロルミネッセンス層形成工程が前記複数色の色の数分繰り返し行われることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。 - 請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法に用いられる有機エレクトロルミネッセンス表示装置形成用マスク基材であって、
レーザー光を透過する支持基材と、
前記支持基材上に形成され、レーザー光を吸収するレーザー吸収層とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置形成用マスク基材。
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