WO2010128593A1 - 有機elディスプレイおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2010128593A1
WO2010128593A1 PCT/JP2010/003105 JP2010003105W WO2010128593A1 WO 2010128593 A1 WO2010128593 A1 WO 2010128593A1 JP 2010003105 W JP2010003105 W JP 2010003105W WO 2010128593 A1 WO2010128593 A1 WO 2010128593A1
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organic
black matrix
transparent resin
display
color filter
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PCT/JP2010/003105
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金谷国通
高木誠司
Original Assignee
パナソニック株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an organic EL display and a method for manufacturing the same, and more particularly to a top emission organic EL display panel having a structure in which an organic EL device and a color filter are bonded via a transparent resin.
  • FIG. 5 shows the configuration of an organic EL display panel having a general top emission structure.
  • FIG. 5A is a plan view of an organic EL display panel having a general top emission structure
  • FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line A1-A1 shown in FIG.
  • a color filter 2 is disposed on the daylighting surface side of the organic EL device 1.
  • the daylighting surface of the organic EL device is a surface from which light is emitted.
  • the organic EL device 1 has a structure in which a lower electrode 4 is provided on a substrate 3 and an organic light emitting layer 6 of three primary colors is sandwiched between the lower electrode 4 and the upper electrode 7. Adjacent organic light emitting layers 6 are separated by light emitting layer partition walls 5.
  • the color filter 2 has a structure in which a grid-like black matrix 9 is provided on a transparent substrate 8 and three primary color pigment layers 10 are arranged in each frame of the black matrix 9. The color filter 2 is arranged on the organic EL device 1 with the surface of the color filter 2 on the black matrix 9 side facing the organic EL device 1. For example, a glass substrate is used as the transparent substrate 8.
  • the three primary color organic light emitting layers 6 are composed of a red light emitting layer, a blue light emitting layer, and a green light emitting layer.
  • the organic light emitting layers 6 of the respective colors are repeatedly arranged in the first direction.
  • the organic light emitting layer 6 having the same color is disposed in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the three primary color pigment layers 10 are composed of a red pigment layer 10a, a blue pigment layer 10b, and a green pigment layer 10c.
  • the dye layers 10 of the respective colors are repeatedly arranged in the first direction.
  • the dye layer 10 having the same color is disposed in the second direction.
  • the three primary color pigment layers 10 are provided to adjust the chromaticity of the three primary color lights emitted from the three primary color organic light emitting layers 6.
  • the black matrix 9 is provided to prevent color mixing of the three primary colors emitted from the organic light emitting layer 6 of the three primary colors.
  • the black matrix 9 and the pigment layer 10 are provided over the entire effective pixel region for displaying an image in the organic EL display panel.
  • the organic EL device 1 and the color filter 2 are bonded with a transparent resin 11.
  • the transparent resin 11 By using the transparent resin 11, the three primary color lights emitted from the organic light emitting layer 6 reach the dye layer 10 without the amount of light being attenuated.
  • the transparent resin 11 also has a function of protecting the organic light emitting layer 6 from deterioration due to oxygen or water.
  • the thickness of the transparent resin 11 that determines the distance from the organic light emitting layer 6 of the organic EL device 1 to the dye layer 10 of the color filter 2 is set within a predetermined allowable range in order to suppress color unevenness. Must be set in.
  • FIG. 6 is a view showing a configuration of a conventional organic EL display panel in which spherical spacers are diffusely mixed in a transparent resin layer.
  • FIG. 6A is a plan view of the organic EL display panel
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line A2-A2 shown in FIG. 6A
  • FIG. 6C is a cross-sectional view taken along line A3-A3 shown in FIG.
  • FIG. 6 the same members as those shown in FIG.
  • FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a conventional organic EL display panel in which a bar-shaped spacer is provided between an organic EL device and a color filter.
  • FIG. 7A is a plan view of the organic EL display panel.
  • 7B is a cross-sectional view taken along the line A4-A4 shown in FIG. 7A
  • FIG. 7C is a cross-sectional view taken along the line A5-A5 shown in FIG. 7A.
  • the rod-shaped spacer 13 is provided in the color matrix 9.
  • a spherical spacer is diffused and mixed in the transparent resin layer, or a bar-like spacer is provided between the organic EL device and the color filter, so that The film thickness is set.
  • the transparent resin film thickness setting method when the organic EL device and the color filter are bonded by the vacuum bonding method, it is possible to prevent the transparent resin film from becoming a predetermined film thickness or less. Even if it can, it cannot prevent that the film thickness of transparent resin becomes more than predetermined film thickness. Therefore, it is necessary to measure whether or not the thickness of the transparent resin is within a predetermined allowable range by measuring the thickness of the transparent resin after bonding the organic EL device and the color filter. When the film thickness of the transparent resin deviates from a predetermined allowable range, color unevenness occurs. Therefore, in the manufacture of an organic EL display panel, it is important to manage the film thickness of the transparent resin.
  • the film thickness of the transparent resin can be measured by irradiating the transparent resin layer with measurement light. Specifically, the transparent resin layer is irradiated with measurement light, reflected light from the upper and lower interfaces of the transparent resin layer is obtained, and the film thickness of the transparent resin is measured using the reflected light.
  • the conventional organic EL display panel having a top emission structure has a problem that the measurement of the film thickness of the transparent resin becomes unstable or the film thickness of the transparent resin cannot be measured. This is because the amount of light for measurement is attenuated by the black matrix and the dye layer, and the amount of reflected light from the upper and lower interfaces of the transparent resin layer is not sufficient for measurement.
  • the amount of measurement light is attenuated by irradiating the measurement light from the color filter side to the film thickness of the transparent resin provided on the lower side of the color filter in the conventional organic EL display panel having a top emission structure. This is because the measurement light is transmitted through the black matrix and the dye layer when the measurement is performed.
  • a pseudo pattern 16 is provided in an area other than the effective pixel area 15 of the organic EL display panel 14, and the thickness of the transparent resin in the area where the pseudo pattern 16 is provided is set.
  • a method of measuring and analogizing the film thickness of the transparent resin in the effective pixel region 15 can be considered.
  • the measurement light is irradiated to the area other than the effective pixel area 15 in which the black matrix and the dye layer are arranged, so that the amount of the measurement light is not attenuated. Therefore, the amount of reflected light from the upper and lower interfaces of the transparent resin layer is sufficient for measurement.
  • this method is based on the premise that the film thickness of the transparent resin in the effective pixel region 15 is the same as the film thickness of the transparent resin in the region where the pseudo pattern 16 is disposed. There is a problem in accuracy compared with the method of directly measuring the film thickness of the transparent resin.
  • an object of the present invention is to provide an organic EL display that can accurately measure the film thickness of a transparent resin in an effective pixel region and a manufacturing method thereof.
  • the organic EL display of the present invention comprises: Organic having a plurality of partitions arranged at intervals in a predetermined direction, an organic light emitting layer provided between the adjacent partitions, a lower electrode, and an upper electrode sandwiching the organic light emitting layer together with the lower electrode An EL device; A color filter having a black matrix and a dye layer disposed in each frame of the black matrix; A transparent resin disposed between the organic EL device and the color filter; And having a structure in which the organic EL device and the color filter are bonded via the transparent resin, A light transmissive opening is provided in a portion of the black matrix excluding a portion facing the partition.
  • the measurement light is irradiated to the opening provided in the black matrix so that the amount of the measurement light is not attenuated.
  • the reflected light from the transparent resin near the pixel can be observed. Therefore, it becomes possible to accurately measure the film thickness of the transparent resin near the pixels in the effective pixel region, and an organic EL display without color unevenness can be manufactured. Furthermore, since it is only necessary to provide an opening in the black matrix, an organic EL display can be manufactured at a low cost.
  • another aspect of the present invention is characterized in that in the organic EL display of the present invention described above, the opening is provided between the dye layers of the same color. According to this configuration, it is possible to prevent light of different colors from leaking through and mixing with each other and provide an organic EL display free from color unevenness and color mixing.
  • Another aspect of the present invention is characterized in that, in the organic EL display of the present invention described above, the shape of the opening when viewed in plan is a rectangle or an ellipse. According to this configuration, the relative positioning accuracy between the irradiation position of the measurement light and the position of the opening can be relaxed. Accordingly, an inexpensive positioning device can be used, and an organic EL display can be manufactured at a low cost.
  • another aspect of the present invention is characterized in that in the organic EL display of the present invention described above, the opening is provided in a broken shape. According to this configuration, the relative positioning accuracy of the measurement light can be relaxed, and light leakage from the opening can be suppressed. Therefore, an organic EL display can be produced at a low cost, and an organic EL display with less color unevenness and color mixing can be provided.
  • a wall projecting toward the organic EL device is provided around the opening of the black matrix. To do. According to this configuration, light leakage from the opening can be reliably reduced, and an organic EL display without color unevenness or color mixing can be provided.
  • the manufacturing method of the organic EL display of the present invention includes: Organic having a plurality of partitions arranged at intervals in a predetermined direction, an organic light emitting layer provided between the adjacent partitions, a lower electrode, and an upper electrode sandwiching the organic light emitting layer together with the lower electrode An EL device; A color filter having a black matrix and a dye layer disposed in each frame of the black matrix; A transparent resin disposed between the organic EL device and the color filter; A method of manufacturing an organic EL display having a structure in which the organic EL device and the color filter are bonded via the transparent resin, When the black matrix is formed or after the black matrix is formed, a light-transmitting opening is formed in a portion of the black matrix excluding a portion facing the partition.
  • the organic EL device and the color filter are bonded together, and then the openings formed in the black matrix are interposed.
  • the measurement light is irradiated to the transparent resin, and the film thickness of the transparent resin is measured using the reflected light from the transparent resin.
  • Another aspect of the present invention is the above-described method for manufacturing an organic EL display of the present invention, wherein the black matrix is formed around the opening of the black matrix after the black matrix is formed or after the black matrix is formed. Further, a wall portion protruding to the organic EL device side is formed.
  • FIG. 1 (a) is a top view of the organic electroluminescent display panel in Embodiment 1 of this invention
  • FIG.1 (b) FIG. 1A is a diagram showing a part of a cross section taken along line B1-B1 shown in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a cross sectional view taken along line A11-A11 shown in FIG.
  • FIG. 1D is a cross-sectional view taken along line A12-A12 shown in FIG.
  • FIG.4 (a) is a top view of the organic electroluminescent display panel in Embodiment 2 of this invention
  • FIG.4 (b) FIG. 4A is a diagram showing a part of a cross section taken along line B2-B2 shown in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a cross sectional view taken along line A13-A13 shown in FIG. FIG.
  • FIG. 4D is a cross-sectional view taken along line A14-A14 shown in FIG. It is a figure for demonstrating the organic EL display panel of a general top emission structure.
  • Fig.5 (a) is a top view of the organic EL display panel of a general top emission structure
  • FIG.5 (b) is FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional organic EL display panel in which spherical spacers are diffusely mixed in a transparent resin layer.
  • FIG. 6A shows a conventional organic material in which spherical spacers are diffusely mixed in a transparent resin layer.
  • FIG. 6A shows a conventional organic material in which spherical spacers are diffusely mixed in a transparent resin layer.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line A2-A2 shown in FIG. 6A
  • FIG. 6C is a cross-sectional view taken along the line A3-A3 shown in FIG. 6A.
  • FIG. It is a figure which shows the structure of the conventional organic EL display panel in which the rod-shaped spacer was provided between the organic EL device and the color filter.
  • FIG. 7A shows a rod-shaped structure between the organic EL device and the color filter.
  • FIG. 7B is a plan view of a conventional organic EL display panel provided with spacers
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line A4-A4 shown in FIG. 7A
  • FIG. 7C is FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A5-A5 shown in FIG. It is a figure for demonstrating the organic EL display panel of the top emission structure in which the pseudo pattern for film thickness measurement of transparent resin was provided in areas other than an effective pixel area.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an organic EL display panel according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 1 (a) is a plan view of the organic EL display panel
  • FIG. 1 (b) is FIG.
  • FIG. 1C shows a part of a cross section taken along line B1-B1 shown in FIG. 1A
  • FIG. 1C shows a cross sectional view taken along line A11-A11 shown in FIG. 1A
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A12-A12 shown in FIG. 2 and 3 are plan views showing other examples of the organic EL display panel according to Embodiment 1 of the present invention.
  • members corresponding to those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
  • a color filter 22 is disposed on the daylighting side of the organic EL device 21.
  • the organic EL device 21 has a structure in which a lower electrode 24 is patterned on a substrate 23 and an organic light emitting layer 26 is sandwiched between the lower electrode 24 and the upper electrode 27.
  • the substrate 23 has a structure in which, for example, a TFT circuit and a planarizing layer are laminated on a glass.
  • the patterned lower electrode 24 functions as a pixel.
  • a plurality of light emitting layer partition walls 25 are arranged at a predetermined interval in the first direction, and adjacent organic light emitting layers 26 are separated by the light emitting layer partition walls 25. That is, the organic light emitting layer 26 is provided between the adjacent light emitting layer partition walls 25.
  • the light emitting layer partition 25 may extend in a second direction orthogonal to the first direction.
  • the three primary color organic light emitting layers 26 are composed of a red light emitting layer, a blue light emitting layer, and a green light emitting layer.
  • the organic light emitting layers 26 of the respective colors are repeatedly arranged in the first direction.
  • the organic light emitting layer 26 of the same color is disposed in the second direction.
  • the three primary color organic light emitting layers 26 are provided over the entire effective pixel region.
  • the color filter 22 has a structure in which a grid-like black matrix 29 is provided on a transparent substrate 28 and three primary color dye layers 30 are arranged in each frame of the black matrix 29.
  • the color filter 22 is disposed on the organic EL device 21 with the surface of the color filter 22 facing the black matrix 29 facing the organic EL device 21.
  • a glass substrate can be used as the transparent substrate 28.
  • the three primary color pigment layers 30 in each frame are composed of a red pigment layer 30a, a blue pigment layer 30b, and a green pigment layer 30c, as shown in FIG.
  • the dye layers 30 of the respective colors are repeatedly arranged in the first direction.
  • the dye layer 30 of the same color is arranged in the second direction.
  • the black matrix 29 and the three primary color pigment layers 30 are provided over the entire effective pixel region.
  • the red pigment layer 30a, the blue pigment layer 30b, and the green pigment layer 30c have a thickness of 0.5 to 2 ⁇ m. All the pigment layers 30 may have the same thickness, or the pigment layer 30 may have a different thickness for each color.
  • d1 represents the width of the dye layer 30
  • d2 represents the length of the dye layer 30
  • d3 represents the width of the frame of the black matrix 29.
  • the width d1 of the dye layer 30 is 30 to 120 ⁇ m
  • the length d2 of the dye layer 30 is 50 to 200 ⁇ m
  • the width d3 of the frame of the black matrix 29 is 40 to 80 ⁇ m.
  • the thickness of the black matrix 29 is 1 to 3 ⁇ m.
  • the organic EL device 21 and the color filter 22 described above are bonded with a transparent resin 31.
  • An alignment mark is provided on each of the substrate 23 of the organic EL device 21 and the transparent substrate 28 of the color filter 22. By using these alignment marks, the organic light emitting layer 26 of each color arranged on the organic EL device 21 is provided.
  • the organic EL device 21 and the color filter 22 can be bonded via the transparent resin 31 without shifting the same colors of the dye layers 30 of the respective colors arranged in the color filter 22.
  • the transparent resin 31 an epoxy resin can be used as the transparent resin 31 .
  • the film thickness of the transparent resin 31 is 5 to 20 ⁇ m.
  • the allowable range of film thickness is ⁇ 5 to 10%.
  • this organic EL display panel is provided with a bar-shaped spacer 32 between the organic EL device 21 and the color filter 22 for the purpose of setting the film thickness of the transparent resin 31 within a predetermined allowable range. Yes.
  • the spacer 32 is provided in the color matrix 29.
  • a light transmissive opening 33 is provided in a portion of the black matrix 29 excluding a portion facing the light emitting layer partition 25. As shown in FIG. 1, the opening 33 is preferably formed at the center between the adjacent dye layers 30. In this way, leakage from the opening 33 of the light emitted from the organic light emitting layer 26 can be suppressed. Furthermore, since the opening 33 is formed between the dye layers 30 of the same color here, it is possible to prevent light of different colors from leaking from the opening 33 and mixing. Therefore, an organic EL display panel free from color unevenness and color mixing can be provided.
  • the transparent resin 31 is irradiated with the measurement light 34 through the openings 33 provided in the black matrix 29, and the reflected light from the upper and lower interfaces of the transparent resin 31 is used for the transparent display.
  • a step of measuring the film thickness of the resin 31 is included.
  • an optical interference method or a confocal method can be used for the film thickness measurement of the transparent resin 31.
  • the measurement light is irradiated to the inside of the measurement target layer, and the film thickness is measured using reflected light from the upper and lower interfaces of the measurement target layer.
  • the film thickness of the transparent resin 31 is calculated using an interference waveform between the reflected light 35 from the upper interface of the transparent resin layer and the reflected light 36 from the lower interface of the transparent resin layer.
  • White light having a wavelength of 200 to 800 nm can be used as measurement light for the optical interferometry.
  • the film thickness of the transparent resin 31 is calculated using the difference between the confocal position of the reflected light 35 from the upper interface of the transparent resin layer and the confocal position of the reflected light 36 from the lower interface of the transparent resin layer.
  • Laser light having a wavelength of 300 to 600 nm can be used as measurement light for the confocal method.
  • ⁇ Thickness measurement by such optical interferometry or confocal method is a non-destructive inspection, and therefore 100% inspection is possible. As a result, defects in the manufacturing process can be detected at an early stage, yield can be improved, and manufacturing costs can be reduced.
  • the light transmissive opening 33 is formed in a portion of the black matrix 29 excluding the portion facing the light emitting layer partition wall 25. Accordingly, in the manufacturing process of the organic display panel, the reflection from the transparent resin 31 in the vicinity of the pixels in the effective pixel region without irradiating the light amount of the measurement light 34 by irradiating the measurement light 34 to the opening 33. Lights 35 and 36 can be observed. Thereby, the film thickness of the transparent resin 31 in the effective pixel region can be accurately measured, and an organic EL display panel without color unevenness can be manufactured. Furthermore, since it is only necessary to provide the opening 33 in the black matrix 29, an organic EL display can be manufactured at low cost.
  • FIG. 1 shows the opening 33 having a circular shape when viewed in plan
  • an opening 33 having a rectangular or oval shape when viewed in plan may be provided as shown in FIG.
  • the relative positioning accuracy between the measurement light irradiation position and the position of the opening 33 can be relaxed. That is, the reflected light can be observed even if the measurement light irradiation position is slightly shifted in the longitudinal direction of the rectangular or oval opening 33. Accordingly, an inexpensive positioning device can be used, and an organic EL display panel can be manufactured at a low cost.
  • the opening 33 may be provided in a broken shape. According to this configuration, the relative positioning accuracy of the measurement light can be relaxed, and light leakage from the opening 33 can be suppressed. That is, even if the irradiation position of the measurement light is slightly shifted in the breaking direction, the reflected light can be observed, so that the relative positioning accuracy of the measurement light is relaxed. Accordingly, an inexpensive positioning device can be used, and an organic EL display panel can be manufactured at a low cost. Furthermore, since light leakage is suppressed, an organic EL display panel with less color unevenness and color mixing can be provided. This configuration is effective when the spot diameter of the measurement light is larger than 1/10 of the width of the black matrix 29 frame.
  • the light-transmitting openings 33 described above can be created by appropriately selecting a photomask pattern when the black matrix 29 is created by, for example, a photolithography method. Alternatively, after the black matrix 29 is created, a part of the black matrix 29 may be removed by laser light or plasma to create the opening 33.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the organic EL display panel according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 4A is a plan view of the organic EL display panel
  • FIG. 4B is FIG. 4A is a diagram showing a part of a cross section taken along line B2-B2 shown in FIG. 4A
  • FIG. 4C is a cross sectional view taken along line A13-A13 shown in FIG. 4A
  • FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A14-A14 shown in FIG.
  • the organic EL display panel according to the second embodiment is that the wall 37 that protrudes toward the organic EL device 21 is provided around the light-transmitting opening 33 of the black matrix 29. Different from 1.
  • the wall portion 37 can be created by switching the photomask and executing the photolithography process twice when the black matrix 29 is created by, for example, a photolithography method.
  • the wall portion 37 may be made of a material different from the material constituting the black matrix 29. In this case, the wall portion 37 is created after the black matrix 29 is created. For example, when the spacer 32 is formed by the photolithography method after the black matrix 29 is formed, the wall portion 37 may be formed at the same time when the spacer 32 is formed.
  • the organic EL display according to the present invention and the method for manufacturing the organic EL display make it possible to accurately measure the film thickness of the transparent resin in the effective pixel region by an optical film thickness measurement method. It is useful for the manufacture of panels with glass.

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Abstract

 本発明は、有効画素領域の透明樹脂の膜厚を精度よく測定することができる有機ELディスプレイを提供することを課題とする。本発明の有機ELディスプレイは、所定方向に間隔をあけて配置される複数の隔壁(25)と、隣接する隔壁(25)の間に設けられた有機発光層(26)とを有する有機ELデバイス(21)と、ブラックマトリックス(29)とブラックマトリックス(29)の各枠内に配置された色素層(30)とを有するカラーフィルタ(22)とが、透明樹脂(31)を介して貼合わされた構造を持ち、ブラックマトリックス(29)の隔壁(25)に対向する部分を除く部分に、光透過性の開口部(33)が設けられていることを特徴とする。

Description

有機ELディスプレイおよびその製造方法
 本発明は、有機ELディスプレイおよびその製造方法に関し、特に、有機ELデバイスとカラーフィルタとが透明樹脂を介して貼合わされた構造を持つトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルに関する。
 一般的なトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルの構成を図5に示す。図5(a)は一般的なトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルの平面図、図5(b)は、図5(a)に示すA1-A1線に沿った断面図である。
 一般的に、トップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルでは、有機ELデバイス1の採光面側にカラーフィルタ2が配置される。有機ELデバイスの採光面とは、光が射出される面のことである。
 有機ELデバイス1は、基板3上に下部電極4が設けられ、三原色の有機発光層6が下部電極4と上部電極7とで挟まれた構造を持つ。隣接する有機発光層6は発光層隔壁5で隔てられている。一方、カラーフィルタ2は、透明基板8上に格子状のブラックマトリックス9が設けられ、そのブラックマトリックス9の各枠内に三原色の色素層10が配置された構造を持つ。カラーフィルタ2は、カラーフィルタ2のブラックマトリックス9側の面が有機ELデバイス1に対向する状態で、有機ELデバイス1上に配置される。透明基板8には例えば硝子基板が用いられる。
 三原色の有機発光層6は、赤色発光層、青色発光層、緑色発光層からなる。それらの各色の有機発光層6は第1の方向に繰り返し配置される。第1の方向に直交する第2の方向には、同色の有機発光層6が配置される。三原色の色素層10は、図5(a)に示すように、赤色素層10a、青色素層10b、緑色素層10cからなる。それらの各色の色素層10は第1の方向に繰り返し配置される。第2の方向には、同色の色素層10が配置される。
 三原色の色素層10は、三原色の有機発光層6から発光された三原色光の色度を調整するために設けられている。また、ブラックマトリックス9は、三原色の有機発光層6から発光された三原色光の混色を防止するために設けられている。ブラックマトリックス9と色素層10は、有機ELディスプレイパネルにおいて映像を表示する有効画素領域の全面にわたって設けられている。
 有機ELデバイス1とカラーフィルタ2は、透明樹脂11で接着されている。透明樹脂11を用いることにより、有機発光層6から発光された三原色光は、光量が減衰することなく色素層10に到達する。透明樹脂11は、有機発光層6を酸素や水による劣化から保護する機能も有している。
 また、有機ELディスプレイパネルにおいては、色ムラを抑制するために、有機ELデバイス1の有機発光層6からカラーフィルタ2の色素層10までの距離を決める透明樹脂11の膜厚を所定の許容範囲内に設定する必要がある。
 例えば特許文献1には、透明樹脂11の膜厚を設定する技術として、図6に示すように、透明樹脂層に球状スペーサ12を拡散混合させることで透明樹脂11の膜厚を設定する技術が従来から提案されている。図6は透明樹脂層に球状スペーサが拡散混合されている従来の有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図6(a)はその有機ELディスプレイパネルの平面図、図6(b)は、図6(a)に示すA2-A2線に沿った断面図、図6(c)は、図6(a)に示すA3-A3線に沿った断面図である。なお、図6において、図5に示す部材と同じ部材には同一符号を付している。
 また、例えば特許文献2には、透明樹脂11の膜厚を設定する他の技術として、図7に示すように、有機ELデバイス1とカラーフィルタ2との間に棒状スペーサ13を設けることで透明樹脂11の膜厚を設定する技術が従来から提案されている。図7は有機ELデバイスとカラーフィルタとの間に棒状スペーサが設けられた従来の有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図7(a)はその有機ELディスプレイパネルの平面図、図7(b)は、図7(a)に示すA4-A4線に沿った断面図、図7(c)は、図7(a)に示すA5-A5線に沿った断面図である。なお、図7において、図5に示す部材と同じ部材には同一符号を付している。棒状スペーサ13は、カラーマトリックス9に設けられている。
特開2007-257907号公報 特開2004-311305号公報
 以上説明したように、従来の有機ELディスプレイパネルにおいては、透明樹脂層に球状のスペーサを拡散混合させるか、または有機ELデバイスとカラーフィルタとの間に棒状のスペーサを設けることにより、透明樹脂の膜厚が設定されている。
 しかしながら、上記した透明樹脂の膜厚設定方法では、真空貼合せ工法で有機ELデバイスとカラーフィルタとを貼合せる場合に、透明樹脂の膜厚が所定の膜厚以下になることを防止することはできても、透明樹脂の膜厚が所定の膜厚以上になることは防止できない。したがって、有機ELデバイスとカラーフィルタとを貼合せた後に透明樹脂の膜厚を測定して、透明樹脂の膜厚が所定の許容範囲に入っているかどうかについて確認する必要がある。透明樹脂の膜厚が所定の許容範囲から外れると色ムラが発生するため、有機ELディスプレイパネルの製造においては、透明樹脂の膜厚管理が重要となる。
 透明樹脂の膜厚は、透明樹脂層に測定用光を照射することによって測定できる。詳細には、透明樹脂層に測定用光を照射し、その透明樹脂層の上下の界面からの反射光を得、それらの反射光を用いて透明樹脂の膜厚を測定する。ところが、従来のトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルには、透明樹脂の膜厚測定が不安定になる、あるいは透明樹脂の膜厚を測定できない、という問題がある。これは、ブラックマトリックスや色素層によって測定用光の光量が減衰し、透明樹脂層の上下の界面からの反射光の光量が測定に対して充分でなくなるためである。測定用光の光量が減衰するのは、従来のトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルでは、カラーフィルタの下側に設けられた透明樹脂の膜厚を、カラーフィルタ側から測定用光を照射することによって測定するときに、ブラックマトリックスや色素層を測定用光が透過するためである。
 この問題の解決策として、図8に示すように、有機ELディスプレイパネル14の有効画素領域15以外の領域に擬似パターン16を設け、その擬似パターン16が設けられた領域の透明樹脂の膜厚を測定し、有効画素領域15の透明樹脂の膜厚を類推するという方法が考えられる。この透明樹脂の膜厚測定方法によれば、ブラックマトリックスや色素層が配置される有効画素領域15以外の領域に測定用光が照射されるので、測定用光の光量が減衰しない。したがって、透明樹脂層の上下の界面からの反射光の光量が測定に対して充分な光量となる。しかし、この方法は、あくまでも有効画素領域15の透明樹脂の膜厚と、擬似パターン16が配置される領域の透明樹脂の膜厚とが同一であることが前提であるので、有効画素領域15の透明樹脂の膜厚を直接的に測定する方法に比べて精度に問題がある。
 本発明の目的は、上記した問題を解決することである。即ち、本発明の目的は、有効画素領域の透明樹脂の膜厚を精度よく測定することを可能にする有機ELディスプレイおよびその製造方法を提供することにある。
 上記目的を達成するために、本発明の有機ELディスプレイは、
 所定方向に間隔をあけて配置される複数の隔壁と、隣接する前記隔壁の間に設けられた有機発光層と、下部電極と、前記下部電極とともに前記有機発光層を挟む上部電極とを有する有機ELデバイスと、
 ブラックマトリックスと前記ブラックマトリックスの各枠内に配置された色素層とを有するカラーフィルタと、
 前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとの間に配置された透明樹脂と、
を備え、前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとが前記透明樹脂を介して貼合わされた構造を持ち、
 前記ブラックマトリックスの前記隔壁に対向する部分を除く部分に、光透過性の開口部が設けられている
ことを特徴とする。
 本構成の有機ELディスプレイによれば、有機ELディスプレイの製造工程において、ブラックマトリックスに設けた開口部に測定用光を照射することにより、測定用光の光量を減衰させることなく、有効画素領域内の画素近傍の透明樹脂からの反射光を観測できる。よって、有効画素領域内の画素近傍の透明樹脂の膜厚を精度よく測定することが可能となり、色ムラのない有機ELディスプレイを製造できる。さらに、ブラックマトリックスに開口部を設けるだけでよいので、有機ELディスプレイを低コストで製造できる。
 また、本発明の他の側面は、上記した本発明の有機ELディスプレイにおいて、前記開口部が、同色の前記色素層の間に設けられていることを特徴とする。この構成によると、異なる色の光が開口部から漏れて混じり合うことを防止することができ、色ムラや混色のない有機ELディスプレイを提供できる。
 また、本発明の他の側面は、上記した本発明の有機ELディスプレイにおいて、前記開口部を平面視したときの形状が長方形または長円であることを特徴とする。この構成によると、測定用光の照射位置と開口部の位置との相対的な位置決めの精度を緩和することができる。したがって、安価な位置決め装置を使用できるようになり、有機ELディスプレイを低コストで製造できるようになる。
 また、本発明の他の側面は、上記した本発明の有機ELディスプレイにおいて、前記開口部が破断状に設けられていることを特徴とする。この構成によると、測定用光の相対位置決め精度を緩和することができる上、開口部からの光漏れを抑制できる。したがって、有機ELディスプレイを低コストで製造できる上、より色ムラや混色のない有機ELディスプレイを提供できる。
 また、本発明の他の側面は、上記した本発明の有機ELディスプレイにおいて、前記ブラックマトリックスの前記開口部の周囲に、前記有機ELデバイス側に突出する壁部が設けられていることを特徴とする。この構成によると、開口部からの光漏れを確実に低減でき、より色ムラや混色のない有機ELディスプレイを提供できる。
 また、本発明の有機ELディスプレイの製造方法は、
 所定方向に間隔をあけて配置される複数の隔壁と、隣接する前記隔壁の間に設けられた有機発光層と、下部電極と、前記下部電極とともに前記有機発光層を挟む上部電極とを有する有機ELデバイスと、
 ブラックマトリックスと前記ブラックマトリックスの各枠内に配置された色素層とを有するカラーフィルタと、
 前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとの間に配置された透明樹脂と、
を備え、前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとが前記透明樹脂を介して貼合わされた構造を持つ有機ELディスプレイを製造する方法であって、
 前記ブラックマトリックスを作成する際か、または前記ブラックマトリックスを作成した後に、前記ブラックマトリックスの前記隔壁に対向する部分を除く部分に光透過性の開口部を形成する
ことを特徴とする。
 また、本発明の他の側面は、上記した本発明の有機ELディスプレイの製造方法において、前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとを貼合せた後に、前記ブラックマトリックスに形成された前記開口部を介して前記透明樹脂へ測定用光を照射し、前記透明樹脂からの反射光を用いて前記透明樹脂の膜厚を測定することを特徴とする。
 また、本発明の他の側面は、上記した本発明の有機ELディスプレイの製造方法において、前記ブラックマトリックスを作成する際か、または前記ブラックマトリックスを作成した後に、前記ブラックマトリックスの前記開口部の周囲に、前記有機ELデバイス側に突出する壁部を形成することを特徴とする。
 本発明の好ましい形態によれば、有効画素領域の透明樹脂の膜厚を精度よく測定することが可能となり、色ムラのない有機ELディスプレイを低コストで製造できる。
本発明の実施の形態1における有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図1(a)は本発明の実施の形態1における有機ELディスプレイパネルの平面図、図1(b)は、図1(a)に示すB1-B1線に沿った断面の一部を示す図、図1(c)は、図1(a)に示すA11-A11線に沿った断面図、図1(d)は、図1(a)に示すA12-A12線に沿った断面図である。 本発明の実施の形態1における有機ELディスプレイパネルの他例を示す平面図 本発明の実施の形態1における有機ELディスプレイパネルの他例を示す平面図 本発明の実施の形態2における有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図4(a)は本発明の実施の形態2における有機ELディスプレイパネルの平面図、図4(b)は、図4(a)に示すB2-B2線に沿った断面の一部を示す図、図4(c)は、図4(a)に示すA13-A13線に沿った断面図、図4(d)は、図4(a)に示すA14-A14線に沿った断面図である。 一般的なトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルを説明するための図であり、詳しくは、図5(a)は一般的なトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルの平面図、図5(b)は、図5(a)に示すA1-A1線に沿った断面図である。 透明樹脂層に球状スペーサが拡散混合されている従来の有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図6(a)は透明樹脂層に球状スペーサが拡散混合されている従来の有機ELディスプレイパネルの平面図、図6(b)は、図6(a)に示すA2-A2線に沿った断面図、図6(c)は、図6(a)に示すA3-A3線に沿った断面図である。 有機ELデバイスとカラーフィルタとの間に棒状スペーサが設けられた従来の有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図7(a)は有機ELデバイスとカラーフィルタとの間に棒状スペーサが設けられた従来の有機ELディスプレイパネルの平面図、図7(b)は、図7(a)に示すA4-A4線に沿った断面図、図7(c)は、図7(a)に示すA5-A5線に沿った断面図である。 透明樹脂の膜厚測定用の擬似パターンが有効画素領域以外の領域に設けられたトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルを説明するための図である。
 以下、本発明の各実施の形態におけるトップエミッション構造の有機ELディスプレイパネルについて、図面を交えて説明する。但し、先行して説明した部材に対応する部材には同一の符号を付して、適宜説明を省略する。
  (実施の形態1)
 図1は本発明の実施の形態1における有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図1(a)はその有機ELディスプレイパネルの平面図、図1(b)は、図1(a)に示すB1-B1線に沿った断面の一部を示す図、図1(c)は、図1(a)に示すA11-A11線に沿った断面図、図1(d)は、図1(a)に示すA12-A12線に沿った断面図である。また、図2および図3はそれぞれ本発明の実施の形態1における有機ELディスプレイパネルの他例を示す平面図である。なお、図2および図3において、図1に示す部材に対応する部材には同一符号を付している。
 この有機ELディスプレイパネルでは、有機ELデバイス21の採光面側にカラーフィルタ22が配置される。有機ELデバイス21は、基板23上に下部電極24がパターニングされ、有機発光層26が下部電極24と上部電極27とで挟まれた構造を持つ。基板23は、例えば、硝子上にTFT回路や平坦化層が積層された構造をしている。パターニングされた下部電極24は画素として機能する。
 また、有機ELデバイス21には、第1の方向に所定の間隔をあけて発光層隔壁25が複数配置されており、隣接する有機発光層26は、発光層隔壁25で隔てられている。即ち、有機発光層26は、隣接する発光層隔壁25の間に設けられている。尚、発光層隔壁25は、第1の方向に直交する第2の方向に延在していてもよい。
 三原色の有機発光層26は、赤色発光層、青色発光層、緑色発光層からなる。それらの各色の有機発光層26は第1の方向に繰り返し配置されている。第2の方向には、同色の有機発光層26が配置される。この三原色の有機発光層26は、有効画素領域の全面にわたって設けられている。
 一方、カラーフィルタ22は、透明基板28上に格子状のブラックマトリックス29が設けられ、そのブラックマトリックス29の各枠内に三原色の色素層30が配置された構造を持つ。カラーフィルタ22は、カラーフィルタ22のブラックマトリックス29側の面が有機ELデバイス21に対向する状態で、有機ELデバイス21上に配置される。透明基板28には例えば硝子基板を用いることができる。
 各枠内の三原色の色素層30は、図1(a)に示すように、赤色素層30a、青色素層30b、緑色素層30cからなる。それらの各色の色素層30は第1の方向に繰り返し配置される。第2の方向には、同色の色素層30が配置される。ブラックマトリックス29および三原色の色素層30は、有効画素領域の全面にわたって設けられている。赤色素層30a、青色素層30b、緑色素層30cの厚みは0.5~2μmである。全ての色素層30の厚みを揃えてもよいし、色ごとに色素層30の厚みを異ならせてもよい。
 図1(a)において、d1は色素層30の幅を、d2は色素層30の長さを、d3はブラックマトリックス29の枠の幅をそれぞれ示す。色素層30の幅d1は30~120μm、色素層30の長さd2は50~200μm、ブラックマトリックス29の枠の幅d3は40~80μmである。また、ブラックマトリックス29の厚みは、1~3μmである。
 上記した有機ELデバイス21とカラーフィルタ22は、透明樹脂31で接着されている。有機ELデバイス21の基板23とカラーフィルタ22の透明基板28にはそれぞれアライメントマークが設けられており、それらのアライメントマークを用いることで、有機ELデバイス21に配置された各色の有機発光層26とカラーフィルタ22に配置された各色の色素層30の同色同士がずれることなく、有機ELデバイス21とカラーフィルタ22を透明樹脂31を介して貼合わせることができる。
 透明樹脂31としては、エポキシ系の樹脂を使用することができる。透明樹脂31の膜厚は、5~20μmである。透明樹脂31の膜厚が所定の許容範囲から外れると色ムラが発生するため、有機ELディスプレイパネルの製造においては、透明樹脂の膜厚管理が重要となる。したがって、有機ELデバイス21とカラーフィルタ22とを貼合せた後に透明樹脂31の膜厚を測定して、透明樹脂31の膜厚が所定の許容範囲に入っているかどうかについて確認する必要がある。膜厚の許容範囲は±5~10%である。
 また、この有機ELディスプレイパネルには、透明樹脂31の膜厚を所定の許容範囲内に設定することを目的として、有機ELデバイス21とカラーフィルタ22との間に棒状のスペーサ32が設けられている。このスペーサ32は、カラーマトリックス29に設けられている。
 さらに、この有機ディスプレイパネルでは、ブラックマトリックス29の発光層隔壁25に対向する部分を除く部分に、光透過性の開口部33が設けられている。開口部33は、図1に示すように、隣接する色素層30の間の中央部に形成するのが望ましい。このようにすれば、有機発光層26から発光された光の開口部33からの漏れを抑制できる。さらに、ここでは、開口部33が同色の色素層30の間に形成されるので、異なる色の光が開口部33から漏れて混じり合うことを防止することができる。したがって、色ムラや混色のない有機ELディスプレイパネルを提供することができる。
 この有機ディスプレイパネルの製造工程には、ブラックマトリックス29に設けられた開口部33を介して透明樹脂31へ測定用光34を照射し、透明樹脂31の上下の界面からの反射光を用いて透明樹脂31の膜厚を測定する工程が含まれる。
 透明樹脂31の膜厚測定には、例えば光干渉法や共焦点法を用いることができる。いずれの方法でも、測定対象層の内部まで測定用光を照射し、測定対象層の上下の界面からの反射光を用いて膜厚を測定する。
 光干渉法では、透明樹脂層の上界面からの反射光35と透明樹脂層の下界面からの反射光36との干渉波形を用いて透明樹脂31の膜厚を算出する。光干渉法の測定用光には、波長200~800nmの白色光を使用することができる。
 共焦点法では、透明樹脂層の上界面からの反射光35の共焦点位置と透明樹脂層の下界面からの反射光36の共焦点位置との差を用いて透明樹脂31の膜厚を算出する。共焦点法の測定用光には、波長300~600nmのレーザ光を使用することができる。
 このような光干渉法や共焦点法による膜厚測定は非破壊検査なので、全数検査が可能となる。その結果、製造工程の不良を早期発見することが可能になり、歩留まりが向上し、製造コストを低減できる。
 以上のように、この実施の形態1の有機ディスプレイパネルにおいては、ブラックマトリックス29の発光層隔壁25に対向する部分を除く部分に光透過性の開口部33が形成されている。したがって、有機ディスプレイパネルの製造工程において、開口部33に測定用光34を照射することにより、測定用光34の光量を減衰させることなく、有効画素領域内の画素近傍の透明樹脂31からの反射光35、36を観測できる。これにより、有効画素領域の透明樹脂31の膜厚を精度よく測定することが可能となり、色ムラのない有機ELディスプレイパネルを製造できる。さらに、ブラックマトリックス29に開口部33を設けるだけでよいので、有機ELディスプレイを低コストで製造できる。
 続いて、ブラックマトリックス29に設ける光透過性の開口部32の他例について説明する。図1には、平面視したときの形状が円形状の開口部33を示したが、図2に示す如く、平面視したときの形状が長方形または長円の開口部33を設けてもよい。この構成によると、測定用光の照射位置と開口部33の位置との相対的な位置決めの精度を緩和することができる。すなわち、測定用光の照射位置が、長方形または長円の開口部33の長手方向に多少ずれても、反射光を観測することができる。したがって、安価な位置決め装置を使用できるようになり、有機ELディスプレイパネルを低コストで製造できるようになる。
 また、図3に示す如く、開口部33を破断状に設けてもよい。この構成によると、測定用光の相対位置決め精度を緩和することができる上、開口部33からの光漏れを抑制できる。すなわち、測定用光の照射位置が破断方向に多少ずれても、反射光を観測することができるので、測定用光の相対位置決め精度が緩和される。したがって、安価な位置決め装置を使用できるようになり、有機ELディスプレイパネルを低コストで製造できるようになる。さらに、光漏れが抑制されるので、より色ムラや混色のない有機ELディスプレイパネルを提供できる。この構成は、測定用光のスポット径がブラックマトリックス29の枠の幅の1/10より大きい場合に有効である。
 以上説明した光透過性の開口部33は、ブラックマトリックス29を例えばフォトリソグラフィ工法により作成する際に、フォトマスクのパターンを適宜選択することで作成することができる。あるいは、ブラックマトリックス29を作成した後に、ブラックマトリックス29の一部をレーザ光やプラズマによって除去して開口部33を作成してもよい。
  (実施の形態2)
 図4は本発明の実施の形態2における有機ELディスプレイパネルの構成を示す図であり、詳しくは、図4(a)はその有機ELディスプレイパネルの平面図、図4(b)は、図4(a)に示すB2-B2線に沿った断面の一部を示す図、図4(c)は、図4(a)に示すA13-A13線に沿った断面図、図4(d)は、図4(a)に示すA14-A14線に沿った断面図である。なお、図4において、図1に示す部材に対応する部材には同一符号を付している。
 この実施の形態2の有機ELディスプレイパネルは、ブラックマトリックス29の光透過性の開口部33の周囲に、有機ELデバイス21側に突出する壁部37が設けられている点が前述した実施の形態1と異なる。
 このように開口部33の周囲に壁部37を設けることで、開口部33からの光漏れを確実に低減できる。したがって、より色ムラや混色のない有機ELディスプレイパネルを提供できる。
 壁部37は、ブラックマトリックス29を例えばフォトリソグラフィ工法により作成する際に、フォトマスクを切り替えてフォトリソグラフィ工程を2回実行することで作成できる。
 また、壁部37は、ブラックマトリックス29を構成する材料とは異なる材料で作成してもよい。この場合、ブラックマトリックス29を作成した後に壁部37を作成する。例えば、ブラックマトリックス29を作成した後にスペーサー32をフォトリソグラフィ工法で作成する場合は、そのスペーサ32を作成する際に壁部37を同時に作成してもよい。
 本発明にかかる有機ELディスプレイおよびその製造方法は、有効画素領域の透明樹脂の膜厚を光学式膜厚測定法によって精度よく測定することを可能にするので、有機ELディスプレイパネルなどの2枚のガラスを貼合せたパネルの製造に有用である。

Claims (8)

  1.  所定方向に間隔をあけて配置される複数の隔壁と、隣接する前記隔壁の間に設けられた有機発光層と、下部電極と、前記下部電極とともに前記有機発光層を挟む上部電極とを有する有機ELデバイスと、
     ブラックマトリックスと前記ブラックマトリックスの各枠内に配置された色素層とを有するカラーフィルタと、
     前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとの間に配置された透明樹脂と、
    を備え、前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとが前記透明樹脂を介して貼合わされた構造を持ち、
     前記ブラックマトリックスの前記隔壁に対向する部分を除く部分に、光透過性の開口部が設けられている
    ことを特徴とする有機ELディスプレイ。
  2.  前記開口部が、同色の前記色素層の間に設けられていることを特徴とする請求項1記載の有機ELディスプレイ。
  3.  前記開口部を平面視したときの形状が長方形または長円であることを特徴とする請求項1もしくは2のいずれかに記載の有機ELディスプレイ。
  4.  前記開口部が破断状に設けられていることを特徴とする請求項1もしくは2のいずれかに記載の有機ELディスプレイ。
  5.  前記ブラックマトリックスの前記開口部の周囲に、前記有機ELデバイス側に突出する壁部が設けられていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の有機ELディスプレイ。
  6.  所定方向に間隔をあけて配置される複数の隔壁と、隣接する前記隔壁の間に設けられた有機発光層と、下部電極と、前記下部電極とともに前記有機発光層を挟む上部電極とを有する有機ELデバイスと、
     ブラックマトリックスと前記ブラックマトリックスの各枠内に配置された色素層とを有するカラーフィルタと、
     前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとの間に配置された透明樹脂と、
    を備え、前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとが前記透明樹脂を介して貼合わされた構造を持つ有機ELディスプレイを製造する方法であって、
     前記ブラックマトリックスを作成する際か、または前記ブラックマトリックスを作成した後に、前記ブラックマトリックスの前記隔壁に対向する部分を除く部分に光透過性の開口部を形成する
    ことを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。
  7.  請求項6記載の有機ELディスプレイの製造方法であって、前記有機ELデバイスと前記カラーフィルタとを貼合せた後に、前記ブラックマトリックスに形成された前記開口部を介して前記透明樹脂へ測定用光を照射し、前記透明樹脂からの反射光を用いて前記透明樹脂の膜厚を測定することを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。
  8.  請求項6もしくは7のいずれかに記載の有機ELディスプレイの製造方法であって、前記ブラックマトリックスを作成する際か、または前記ブラックマトリックスを作成した後に、前記ブラックマトリックスの前記開口部の周囲に、前記有機ELデバイス側に突出する壁部を形成することを特徴とする有機ELディスプレイの製造方法。
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