WO2013035145A1 - 有機elパネル及びその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an organic EL panel in which organic EL (Electro luminescence) elements are arranged and a method for manufacturing the same.
- the organic EL element has a structure in which a plurality of anodes, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode are stacked on a substrate.
- a bank made of an insulating material is provided on a substrate in order to partition each element.
- an inkjet method is known as one of the methods for manufacturing the organic EL panel.
- a liquid containing an organic material is ejected from each nozzle onto the substrate surface in the form of a micro flow (jet flow or dripping flow) while moving an ejection head having a plurality of nozzles along the longitudinal direction of the bank.
- droplets are deposited on the substrate surface.
- a functional layer including the hole injection layer, the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer is formed in a region partitioned by the bank. It is.
- the ejection head described above is smaller than the width of the substrate of the organic EL panel, the ejection head is moved from one end of the substrate to the other end, and then the ejection head is orthogonal to the bank longitudinal direction.
- a reciprocating operation is performed in which the substrate is moved in the direction and moved from the position toward one end of the substrate.
- droplets accumulate on a region of the substrate surface traced when the ejection head moves from one end of the substrate to the other end (referred to as the forward path region), and the ejection head subsequently moves from the other end of the substrate to the one end.
- droplets are deposited on the traced area on the substrate surface (referred to as a return path area).
- the amount of liquid droplets deposited on the end side in the bank longitudinal direction on the boundary line between the forward path area and the return path area is larger than in other locations.
- the end side in the bank longitudinal direction there are cases where droplets deposited in the forward region flow into the backward region, or droplets deposited in the backward region flow into the forward region. Therefore, there has been a problem in that the thickness of the functional layer varies between the central portion and the end portion of the manufactured organic EL panel, and luminance unevenness is caused accordingly.
- the present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide an organic EL panel capable of suppressing luminance unevenness without reducing productivity and a method for manufacturing the same.
- the organic EL panel according to claim 1 is an organic EL panel in which a structure including an insulating film and a functional layer is formed on a substrate, and the functional layer has an edge of the insulating film on the insulating film.
- the insulating film has a rectangular concave-shaped portion and a rectangular concave-convex edge that periodically repeats the convex-shaped portion in the surface of the substrate.
- a method for manufacturing an organic EL panel according to claim 6 is a method for manufacturing an organic EL panel in which a structure including an insulating film and a functional layer is formed on a substrate, and the period is within the surface of the substrate.
- the edge of the insulating film along one end of the functional layer region and the edge of the insulating film along the other end of the functional layer region are periodic rectangular irregularities in the surface of the substrate.
- the edge of the rectangular uneven shape having a shape A convex portion that is a protruding portion from the insulating film and a concave portion that is a concave portion of the insulating film at the edge of the rectangular concave and convex shape are formed at positions facing each other across the functional layer region.
- the functional layer forming step includes the liquid droplet ejection head from one end of the functional layer region toward a second end of the functional layer region from a position corresponding to the convex portion at the edge of the rectangular concavo-convex shape.
- FIG. 3 is a diagram showing a nozzle formation surface of a droplet ejection head 102.
- the organic EL panel according to the present invention comprises an insulating film (3) having a rectangular concave and convex shape (CN) and a rectangular concave and convex edge (CP) that repeats periodically in the surface of the substrate (1).
- the functional layer is formed on the insulating film in the functional layer region (FA) inside the edge of the insulating film.
- the functional layer on the insulating film of the organic EL panel based on the ink jet method, it corresponds to the end portions (E1, E2) of the functional layer region and the convex portion at the edge of the insulating film.
- the position is set as a droplet ejection start position by the droplet ejection head (102), and droplets are deposited while moving the droplet ejection head from the position toward the other end of the functional layer region.
- the distance from the start position of the droplet ejection on the insulating film to the convex shape portion at the edge of the insulating film is longer than the distance from the start position to the concave shape portion,
- a relatively wide insulating film surface region exists behind (in the direction opposite to the traveling direction of the droplet ejection head).
- the droplet deposited near the start position of the droplet ejection flows into the expanded insulating film surface region and is absorbed, the droplet deposited near the start position of the droplet ejection is immediately before it. Or it is prevented that it flows into the adjacent area
- FIG. 1A is a perspective view of a part (corner portion) of the organic EL panel according to the present invention as viewed from the upper surface side
- FIG. 1B is a view taken along line VV in FIG. It is sectional drawing which shows the cross section of an organic electroluminescent panel.
- a plurality of strip-like anodes 2 each extending in the Y direction on the panel plane are provided on a flat plate or film substrate 1 made of glass, resin, or the like at predetermined intervals. Is formed.
- the anode 2 has a high work function, for example, an oxide metal such as ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide), a metal such as Cr, Mo, Ni, Pt, or Au, or a compound thereof, or an alloy containing them. Etc.
- an insulating film 3 having high lyophilicity with respect to an organic material (described later) is formed.
- FIG. 2 is a front view of the entire insulating film 3 as viewed from the upper surface side of the substrate 1.
- openings AP each extending in the Y direction are formed in stripes on the surface of the insulating film 3.
- Each of the openings AP is formed through the insulating film 3 as shown in FIG. 1B, and is provided at a position corresponding to each anode 2 so as to expose the surface of each anode 2.
- a strip-shaped organic light emitting layer 7 having the same length as the length in the longitudinal direction (Y direction) of the opening AP is formed at each position of the opening AP (described later). Accordingly, each opening AP can be regarded as a formation planned region in which each of the organic light emitting layers 7 is to be formed. As shown in FIG.
- the insulating film 3 has a rectangular concavo-convex shape edge portion in which a rectangular convex shape portion CP and a concave shape portion CN, each of which is a protruding portion and a hollow portion from the insulating film 3, are periodically repeated.
- the edge portion P1 is an edge portion along the line E1 that is one end of the functional layer region FA among the edge portions (indicated by a thick solid line) of the insulating film 3 as shown in FIG.
- the portion P2 is an edge portion along the line segment E2 that is the other end of the functional layer region FA facing the one end.
- the length W of the convex portion CP as the edge and the length W of the concave portion CN are the same.
- the difference between the distance from one end (E1) or the other end (E2) of the functional layer region FA to the convex portion CP and the distance to the concave portion CN is a distance L. That is, at the edge of the insulating film 3, the convex portion CP protrudes outward by the distance L with respect to the concave portion CN.
- a bus line 4 for supplying a power supply voltage to the anode 2 is formed on the portion of each anode 2 covered with the insulating film 3 as described above.
- Each of the bus lines 4 is formed on each anode 2 so as to extend in the direction along the anode 2, that is, in the Y direction.
- the hole injection layer 5 is formed so as to cover the surfaces of the insulating film 3 and the anode 2, and the hole injection layer 5 is positively covered so as to cover the surface of the hole injection layer 5.
- the hole transport layer 6 is laminated.
- Materials for the hole injection layer 5 and the hole transport layer 6 include aromatic amine derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oligothiophene derivatives, polythiophene derivatives, benzylphenyl derivatives, compounds in which tertiary amines are linked by fluorene groups, hydrazones Derivatives, silazane derivatives, silanamine derivatives, phosphamine derivatives, quinacridone derivatives, polyaniline derivatives, polypyrrole derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polythienylene vinylene derivatives, polyquinoline derivatives, polyquinoxaline derivatives, carbon and the like.
- the organic light emitting layer 7 that extends in the Y direction is formed in each of the recesses formed by the openings AP of the insulating film 3, as shown in FIGS. It is formed as shown in FIG.
- the length in the longitudinal direction of each opening AP and the length in the longitudinal direction of the organic light emitting layer 7 are the same. That is, a plurality of organic light emitting layers 7 are formed in stripes on the insulating film 3 in the same form as the opening AP as shown in FIG.
- the edge portion P2 of the insulating film along the line segment E2 connecting the other end portions in the stripe longitudinal direction of the layer 7 is a rectangle in which a rectangular convex shape portion CP and a concave shape portion CN are periodically repeated as shown in FIG. It has an uneven shape.
- the convex portion CP and the concave portion CN are formed at positions facing each other across the functional layer region FA including the organic light emitting layer 7. That is, as shown in FIG.
- the concave portion CN is formed at the position of the edge portion P2 facing the convex shape portion CP of the edge portion P1, and the edge portion facing the concave shape portion CN of the edge portion P1.
- a convex portion CP is formed at the position P2.
- the organic light emitting layer 7 is formed of a light emitting organometallic compound or the like. Actually, as shown in FIG. 1A, the organic light emitting layer 7 R emitting red light emits green light. Three organic light emitting layers 7 such as the organic light emitting layer 7 G to be performed and the organic light emitting layer 7 B to emit blue light are formed in a stripe shape on the hole transport layer 6. Therefore, in the functional layer region FA as shown in FIG. 2, the region where the organic light emitting layer 7 R is formed becomes a red light emitting region, the region where the organic light emitting layer 7 G is formed becomes a green light emitting region, and the organic light emitting The region where the layer 7B is formed is a blue light emitting region.
- an electron transport layer 8 is formed in the functional layer region FA so as to cover the surfaces of the organic light emitting layers 7 R , 7 G and 7 B and the hole transport layer 6.
- a plurality of strip-like cathodes 9 each extending in the X direction on the panel plane are formed on the surface.
- the cathode 9 is made of a metal having a low work function, such as Al or a compound thereof, or an alloy containing them.
- a light-transmitting conductive thin film such as ITO (Indium Tin Oxide) is formed on the surface of the substrate 1 by, for example, sputtering. Then, for example, a mask having the shape of each of the anodes 2 as shown in FIGS. 1A and 1B is formed by photolithography, and the conductive thin film described above is etched through this mask. As shown in FIG. 4A, a plurality of anodes 2 are formed on the surface of the substrate 1. Further, a metal film made of AlNd (aluminum-neodymium alloy) is formed on each anode 2 by sputtering, for example. Then, for example, a mask having the shape of each of the bus lines 4 as shown in FIGS.
- ITO Indium Tin Oxide
- step S1 a bus line 4 extending in the Y direction along the anode 2 is formed on the surface of each anode 2 (step S1).
- an insulating film made of an insulating material is formed so as to cover the substrate 1, the anode 2, and the bus line 4 by, for example, a spin coating method. Then, the insulating film 3 having the rectangular uneven portions P1 and P2 as shown in FIG. 2 is formed on the substrate 1 and the anode 2 as shown in FIG. 4B by, for example, photolithography (step S2). .
- the hole injection layer 5 and the hole are formed by an inkjet method so as to cover the surface of the insulating film 3 and the surface of the anode 2 exposed by the open aperture AP.
- the transport layer 6 is laminated and the organic light emitting layer 7 is formed on the surface of the hole transport layer 6 (step S3). That is, a functional layer including the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, and the organic light emitting layer 7 is formed on the insulating film 3 by step S 3.
- FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a droplet ejection device used to form the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, and the organic light emitting layer 7 by an ink jet method.
- the droplet ejection apparatus includes a stage 100 for fixing the substrate 1 on which the insulating film 3 has been formed, a stage moving mechanism 101 for moving the stage 100 in the Y direction, a droplet ejection head 102, and a droplet ejection.
- a head moving mechanism 103 that moves the head 102 in the X direction orthogonal to the Y direction, and a control unit 200 are provided.
- a droplet containing an organic material as a raw material for the hole injection layer 5, the hole transport layer 6, or the organic light emitting layer 7 is placed on the insulating film 3.
- a plurality of nozzles NZ for injecting toward the surface are formed. Each of the nozzles NZ is arranged along a direction (X direction) orthogonal to the longitudinal direction (Y direction) of the opening AP of the insulating film 3 formed on the substrate 1 fixed to the stage 100. Yes. At this time, as shown in FIG.
- the interval between the nozzles NZ, each of which is located at the extreme end, that is, the droplet ejection width of the droplet ejection head 102 is as follows: the convex portion CP and the concave portion CN as shown in FIG. It is set to be the same as the length W.
- the control unit 200 moves the droplet ejection head 102 in a space above the substrate 1 fixed to the stage 100 by performing movement control on each of the stage moving mechanism 101 and the head moving mechanism 103. Further, the control unit 200 performs droplet ejection control on the droplet ejection head 102.
- step S3 in the droplet ejection apparatus shown in FIG. 5 will be described.
- control unit 200 moves the droplet ejection head 102 to a position corresponding to the convex part CP at one end (E1) of the functional layer area FA and at the edge of the rectangular concave / convex shape. Move to.
- the control unit 200 starts droplet ejection from the droplet ejection head 102 from that position, and moves the droplet ejection head 102 in the Y direction toward the other end (E2) of the functional layer region FA. While ejecting the droplets. As a result, droplets of the organic material ejected from the droplet ejection head 102 are deposited in a region (indicated by the hatched portion) traced by the droplet ejection head 102 as shown in FIG. 7B.
- the control unit 200 stops the droplet ejection and then ejects the droplet.
- the droplet ejection head 102 is moved to a position corresponding to the convex portion CP on the other end (E2) of the functional layer region FA as shown in FIG. Move it.
- the control unit 200 starts ejecting droplets by the droplet ejection head 102, and ejects droplets while moving the droplet ejection head 102 toward one end (E1) of the functional layer area FA.
- the organic material droplets ejected from the droplet ejection head 102 are deposited in a region (indicated by the hatched portion) traced by the droplet ejection head 102 as shown in FIG.
- the control unit 200 moves the droplet ejection head 102 by the distance W in the X direction. Subsequently, the control unit 200 repeatedly performs the same operation as that shown in FIGS. 7A to 7D, so that the droplet ejection heads are sequentially placed in the functional layer area FA as shown in FIG. The organic material droplets ejected from 102 are deposited.
- the hole injection layer 5 and the hole transport layer 6 are sequentially stacked on the insulating film 3 by repeatedly performing the operation of depositing the organic material droplets as described above and the operation of drying the droplets. . Thereafter, the organic light emitting layer 7 is formed by depositing organic material droplets at the position of the opening AP of the insulating film 3 on the hole transport layer 6 by the droplet ejection device described above.
- the hole transport layer 6 and the organic light emitting layer 7 for example, a metal complex such as an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is deposited on the surface of the hole transport layer 6 and the organic light emitting layer 7. As a result, the electron transport layer 8 is formed as shown in FIG. 4D (step S4).
- step S5 a plurality of electrodes made of a metal material such as Al and extending in the X direction on the flat panel are deposited on the electron transport layer 8, thereby forming a cathode 9 as shown in FIG. Form (step S5).
- the droplet ejection head 102 is set as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d).
- the droplets are ejected while reciprocating between one end (E1) and the other end (E2) of the functional layer region FA along the Y direction, the following phenomenon occurs.
- each of the droplets sequentially attached with the movement of the droplet ejection head 102 is deposited by absorbing and coalescing in a form attracted toward the droplet attached immediately before. .
- the functional layer region FA on the insulating film 3 is sequentially traced for each region corresponding to the droplet ejection width W of the droplet ejection head 102, as shown in FIGS. 7 (a) to 7 (d).
- the deposition amount of droplets is larger at the start position of droplet ejection in each region than in other portions. For example, in FIG.
- one end of the functional layer region FA ( The position of E1) is the start position of droplet ejection by the droplet ejection head 102.
- the region in the functional layer region FA sandwiched between the concave shaped portion CN 2 and the convex portion CP 2 (hereinafter, referred to as a second trace region), the other end of the functional layer region FA
- the position of (E2) is the start position of droplet ejection by the droplet ejection head 102.
- the amount of droplets deposited at the position of one end (E1) of the functional layer region FA is larger than the amount of droplets deposited at the center thereof. Therefore, there is a possibility that a droplet deposited near one end (E1) of the functional layer area FA in the first trace area flows into the adjacent second trace area.
- the amount of droplets deposited near the other end (E2) of the functional layer region FA is larger than the amount of droplets deposited in the central portion thereof. Therefore, there is a possibility that a droplet deposited near the other end (E2) of the functional layer area FA in the second trace area flows into the adjacent first trace area.
- the amount of the deposited droplet is larger than the amount of the droplet deposited in the central portion of the region. Therefore, in the light emitting region of the manufactured organic EL panel, there is a problem that the thickness of the functional layer varies between the central portion and the end portion, and accordingly, luminance unevenness occurs.
- an insulating film 3 having a rectangular concavo-convex edge on the surface of the substrate 1 is formed on the substrate 1. Try to form.
- the functional layer is formed on the insulating film 3 according to the following procedure based on the ink jet method, the above-described problems can be solved.
- the position corresponding to the convex portion CP at the edge (E1, E2) of the functional layer area FA and at the edge of the insulating film 3 is set as the start position of the droplet ejection by the droplet ejection head 102, and the position.
- the droplets are deposited while moving the droplet ejection head toward the other end of the functional layer area FA.
- the amount of deposited droplets is larger than other locations.
- the distance from the droplet ejection start position (E1 or E2) on the insulating film 3 to the convex shape portion CP is the concave shape portion from the start position.
- the distance L is longer than the distance to CN. Therefore, an insulating film surface area that is wider by the distance L exists behind the start position of droplet ejection (the direction opposite to the traveling direction of the droplet ejection head 102). Therefore, since the droplet deposited near the start position of the droplet ejection flows into the insulating film surface region and is absorbed, the droplet deposited near the start position of the droplet ejection is immediately before or just after that. Therefore, it is possible to prevent the current from flowing into the adjacent area to be traced.
- a functional layer having a uniform thickness is formed in the functional layer region FA without performing processing for preventing a droplet deposited by one trace from flowing into the adjacent trace region. It becomes possible to form. Therefore, when forming a functional layer based on the inkjet method, it is possible to provide an organic EL panel in which luminance unevenness is suppressed without reducing productivity.
- the functional layers (5 to 8) are formed by the ink jet method.
- the organic light emitting layer 7 and the hole injection layer 6 may be formed by a vapor deposition method. good. Therefore, when the functional layer excluding the organic light emitting layer 7 is formed by the ink jet method, or when the functional layer excluding the organic light emitting layer 7 and the hole transport layer 6 is formed by the ink jet method, the moving direction of the droplet ejection head 102 is The organic light emitting layer 7 is not limited to the longitudinal direction of the stripe, and may be a direction orthogonal to the longitudinal direction. Therefore, as the insulating film 3, the edge along the longitudinal direction of the stripe of the organic light emitting layer 7 may have a rectangular uneven shape.
- a plurality of strip-like cathodes 9 each extending in the X direction on the plane of the panel are formed on the surface of the electron transport layer 8.
- a single plate-like cathode 9 a as shown in FIG. 8 may be formed on the surface of the electron transport layer 8.
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
【目的】生産性を低下させることなく輝度ムラを抑制することができる有機ELパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。 【構成】基板の表面内において矩形の凹形状部及び凸形状部が周期的に繰り返す矩形凹凸形状の縁部を有する絶縁膜を基板上に形成し、絶縁膜上においてこの絶縁膜の縁部よりも内側の領域に機能層を形成する。
Description
本発明は、有機EL(Electro luminescence)素子が配列された有機ELパネル及びその製造方法に関する。
有機EL素子は、基板上に複数の陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極が積層された構造を有する。このような有機EL素子を複数個配列した有機ELパネルでは、各素子を区画する為に、基板上に絶縁材料からなるバンクが設けられている。
ここで、上記有機ELパネルを製造する手法のひとつとして、インクジェット法が知られている。
インクジェット法では、先ず、複数のノズルを備えた射出ヘッドをバンクの長手方向に沿って移動させつつ、各ノズルから有機材料を含む液体を微小フロー(噴流又は滴下流)の形態で基板表面に射出することにより、基板表面上に液滴を堆積させて行く。そして、堆積した液滴を乾燥させることにより、バンクで区画された領域に上記した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層からなる機能層を成膜するのである。
ところで、上記した射出ヘッドの幅が有機ELパネルの基板の幅に比して小さい場合には、この射出ヘッドを基板の一端から他端に移動させた後、射出ヘッドをバンク長手方向に直交する方向に移動させ、その位置から基板の一端に向けて移動させるという往復動作を実行する。これにより、先ず、射出ヘッドが基板の一端から他端に移動した際にトレースした基板表面の領域(往路領域と称する)に液滴が堆積し、引き続き射出ヘッドが基板の他端から一端に移動した際にトレースした基板表面の領域(復路領域と称する)に液滴が堆積する。しかしながら、かかる往路領域と復路領域との境界線上においてバンク長手方向の端部側に堆積する液滴の量が他の箇所に比して多くなる。これにより、バンク長手方向の端部側付近で、往路領域で堆積した液滴が復路領域側に流れ込む、或いは復路領域で堆積した液滴が往路領域側に流れ込む場合があった。よって、製造後の有機ELパネルの中央部と端部との間で機能層の膜厚にばらつきが生じ、それに伴い輝度ムラが発生してしまうという問題が生じた。
そこで、隣接する領域側に液滴が流れ込むのを防止する為に、バンクの上面を凹凸形態にするようにした技術が提案された(例えば、特許文献1の図3参照)。
しかしながら、このような構造を採用した場合、バンク上面を凹凸形態にする為の製造ステップが新たに増えるので、生産性が低下してしまう。
本発明は上記した点に鑑みて為されたものであり、生産性を低下させることなく輝度ムラを抑制することができる有機ELパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
請求項1記載に係る有機ELパネルは、絶縁膜と、機能層とを含む構造体が基板上に形成された有機ELパネルであって、前記機能層は前記絶縁膜上において前記絶縁膜の縁部よりも内側の領域に形成されており、前記絶縁膜は、前記基板の表面内において矩形の凹形状部及び凸形状部が周期的に繰り返す矩形凹凸形状の縁部を有する。
又、請求項6記載に係る有機ELパネルの製造方法は、絶縁膜と、機能層とを含む構造体を基板上に形成する有機ELパネルの製造方法であって、前記基板の表面内において周期的な矩形凹凸形状を有する縁部を含む前記絶縁膜を前記基板上に形成する絶縁膜形成ステップと、液滴射出ヘッドを前記絶縁膜の縁部よりも内側の機能層領域の一端及び前記一端に対向する前記機能層領域の他端の間で移動させつつ有機材料を含む液滴を前記絶縁膜の表面に向けて射出させることにより前記絶縁膜上に前記機能層を形成する機能層形成ステップと、を有し、前記機能層領域の一端に沿った前記絶縁膜の縁部及び前記機能層領域の他端に沿った前記絶縁膜の縁部は前記基板の表面内において周期的な矩形凹凸形状を有し、前記矩形凹凸形状の縁部における前記絶縁膜からの突出部である凸形状部及び前記矩形凹凸形状の縁部における前記絶縁膜の窪み部である凹形状部は、前記機能層領域を挟んで互いに対向した位置に形成されており、前記機能層形成ステップは、前記機能層領域の一端であって前記矩形凹凸形状の縁部における前記凸形状部に対応する位置から前記機能層領域の他端に向けて前記液滴射出ヘッドを移動させつつ前記液滴を射出せしめる第1ステップと、前記液滴射出ヘッドが前記機能層領域の他端の位置に到達したら前記液滴射出ヘッドを前記機能層領域の他端であって前記矩形凹凸形状の縁部における凸形状部に対応する位置まで移動せしめる第2ステップと、前記液滴射出ヘッドを前記機能層領域の一端に向けて移動させつつ前記液滴を射出せしめる第3ステップと、を含む。
本発明に係る有機ELパネルは、基板(1)の表面内において矩形の凹形状部(CN)及び凸形状部(CP)が周期的に繰り返す矩形凹凸形状の縁部を有する絶縁膜(3)を基板上に形成し、絶縁膜上においてこの絶縁膜の縁部よりも内側の機能層領域(FA)に機能層を形成したものである。ここで、インクジェット法に基づき、かかる有機ELパネルの絶縁膜上に機能層を形成するにあたり、機能層領域の端部(E1、E2)であって絶縁膜の縁部の凸形状部に対応する位置を、液滴射出ヘッド(102)による液滴射出開始位置とし、その位置から液滴射出ヘッドを機能層領域の他方の端部に向けて移動させつつ液滴を堆積させて行く。この際、絶縁膜上の液滴射出の開始位置から絶縁膜の縁部の凸形状部までの距離は、その開始位置から凹形状部までの距離よりも長いので、液滴射出の開始位置よりも後方(液滴射出ヘッドの進行方向の反対方向)には、比較的広い絶縁膜表面領域が存在する。よって、液滴射出の開始位置付近に堆積した液滴は、この拡張された絶縁膜表面領域に流れ込んで吸収されることになるので、液滴射出の開始位置付近に堆積した液滴がその直前又は直後にトレース対象となる隣接領域に流れ込むのが防止される。従って、堆積した液滴の隣接領域への流れ込みを防止する為の加工を施すことなく、機能層領域内において均一の厚さを有する機能層を形成することが可能となるので、生産性を低下させることなく輝度ムラを抑制させることができるようになる。
図1(a)は、本発明に係る有機ELパネルの一部(角部)を上面側から眺めた透視図であり、図1(b)は、図1(a)のV-V線における有機ELパネルの断面を示す断面図である。
図1(a)及び図1(b)において、ガラスや樹脂等からなる平板又はフィルム状の基板1上には、パネル平面におけるY方向に夫々伸張する帯状の陽極2が所定間隔おきに複数個形成されている。陽極2は、仕事関数の高い、例えばITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)等の酸化金属、或いはCr、Mo、Ni、Pt、Au等の金属、又はその化合物、それらを含む合金等からなる。
基板1及び陽極2上には、有機材料(後述する)に対して高い親液性を有する絶縁膜3が形成されている。
図2は、絶縁膜3の全体を基板1の上面側から眺めた正面図である。
図2に示すように、絶縁膜3の表面には、夫々がY方向に伸張する開口部APがストライプ状に形成されている。開口部APの各々は、図1(b)に示す如く、絶縁膜3を貫通して形成されたものであり、陽極2各々の表面を露出させるべく各陽極2に対応した位置に夫々設けられている。開口部AP各々の位置には、この開口部APの長手方向(Y方向)における長さと同一長を有する帯状の有機発光層7が形成される(後述する)。よって、各開口部APは、有機発光層7の各々が形成されべき形成予定領域と捉えることができる。尚、図2に示す如く、絶縁膜3の表面に複数の開口部APを設けることにより、互いに隣接する開口部AP各々の間には、図1(b)に示すように、絶縁膜3によるバンクが形成されることになる。この際、開口部AP各々のストライプ長手方向における一方の端部同士を結ぶ線分E1と、開口部AP各々のストライプ長手方向における他方の端部同士を結ぶ線分E2とに挟まれた領域が機能層(後述する)が形成される機能層領域FAとなる。
更に、図2に示すように、絶縁膜3は、夫々が絶縁膜3からの突出部及び窪み部である矩形の凸形状部CP及び凹形状部CNが周期的に繰り返す矩形凹凸形状の縁部P1及びP2を有する。この際、縁部P1は、図2に示す如く絶縁膜3の縁部(太実線にて示す)のうちで、機能層領域FAの一端である線分E1に沿った縁部であり、縁部P2は、この一端に対向する機能層領域FAの他端である線分E2に沿った縁部である。尚、縁部としての凸形状部CPの長さWと凹形状部CNの長さWは同一である。また、機能層領域FAの一端(E1)又は他端(E2)から凸形状部CPまでの距離と、凹形状部CNまでの距離との差は、距離Lである。つまり、絶縁膜3の縁部において、凸形状部CPは凹形状部CNに対して距離Lの分だけ外側に突出しているのである。
各陽極2上において上記した如き絶縁膜3に覆われた部分には、図1(b)に示すように、陽極2に電源電圧を供給する為のバスライン4が形成されている。バスライン4の各々は、各陽極2上において、その陽極2に沿った方向、つまりY方向に伸張して形成されている。
更に、図2に示す如き機能層領域FA内において、絶縁膜3及び陽極2の表面を覆うように正孔注入層5が形成されており、かかる正孔注入層5の表面を覆うように正孔輸送層6が積層されている。正孔注入層5及び正孔輸送層6の材料としては、芳香族アミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ベンジルフェニル誘導体、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン誘導体、シラザン誘導体、シラナミン誘導体、ホスファミン誘導体、キナクリドン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリチエニレンビニレン誘導体、ポリキノリン誘導体、ポリキノキサリン誘導体、カーボン等が挙げられる。
また、かかる正孔輸送層6の表面上において、絶縁膜3の各開口部APによる窪部には、夫々がY方向に伸長する有機発光層7が図1(a)及び図1(b)に示すように形成されている。尚、各開口部APの長手方向における長さと、有機発光層7の長手方向における長さとは同一である。つまり、絶縁膜3上には、図2に示す如き開口部APと同様な形態で、複数の有機発光層7がストライプ状に形成されているのである。
要するに、有機発光層7各々のストライプ長手方向における一方の端部同士を結ぶ線分E1と、有機発光層7各々のストライプ長手方向における他方の端部同士を結ぶ線分E2とに挟まれた領域、つまり、絶縁膜3の縁部よりも内側の領域が上記した如き機能層領域FAとなる。この際、絶縁膜3の縁部(太実線にて示す)の内で、有機発光層7のストライプの長手方向における一方の端部同士を結ぶ線分E1に沿った縁部P1、及び有機発光層7のストライプ長手方向における他方の端部同士を結ぶ線分E2に沿った絶縁膜の縁部P2が、図2に示す如く矩形の凸形状部CP及び凹形状部CNが周期的に繰り返す矩形凹凸形状を有する。更に、図2に示すように、凸形状部CP及び凹形状部CNは有機発光層7を含む機能層領域FAを挟んで互いに対向した位置に形成されている。つまり、図2に示すように、縁部P1の凸形状部CPに対向する縁部P2の位置には凹形状部CNが形成されており、縁部P1の凹形状部CNに対向する縁部P2の位置には凸形状部CPが形成されている。
尚、有機発光層7は、発光性有機金属化合物等で成膜されたものであり、実際には、図1(a)に示すように、赤色発光を行う有機発光層7R、緑色発光を行う有機発光層7G、及び青色発光を行う有機発光層7Bの如き3系統分の有機発光層7が、正孔輸送層6上においてストライプ状に形成されている。よって、図2に示す如き機能層領域FA内において、有機発光層7Rが形成されている領域は赤色発光領域となり、有機発光層7Gが形成されている領域は緑色発光領域となり、有機発光層7Bが形成されている領域は青色発光領域となる。
更に、これら有機発光層7R、7G及び7B、並びに正孔輸送層6の表面を覆うように、機能層領域FA内に電子輸送層8が形成されており、この電子輸送層8の表面上に夫々がパネル平面におけるX方向に伸張する複数の帯状の陰極9が形成されている。尚、陰極9は、仕事関数の低い、例えば、Alなどの金属またはその化合物、あるいはそれらを含む合金等からなる。
以下に、かかる有機ELパネルの製造方法について図3に示す製造フローに沿って説明する。
まず、基板1の表面上に、例えばスパッタ法等によってITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電性薄膜を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィー法によって図1(a)及び図1(b)に示す如き陽極2各々の形状を有するマスクを形成し、このマスクを介して上記した導電性薄膜をエッチングすることにより、図4(a)に示す如く、基板1の表面上に複数の陽極2を形成する。更に、各陽極2上に、例えばスパッタ法等によってAlNd(アルミニウム-ネオジウム合金)からなる金属膜を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィー法によって図1(a)及び図1(b)に示す如きバスライン4各々の形状を有するマスクを形成し、このマスクを介して上記した金属膜をエッチングすることにより、図4(a)に示す如く、各陽極2の表面上において陽極2に沿ってY方向に伸長するバスライン4を形成する(ステップS1)。
次に、例えばスピンコート法等によって基板1、陽極2及びバスライン4各々を覆うように絶縁材料からなる絶縁膜を形成する。そして、例えばフォトリソグラフィー法によって、図2に示す如き矩形凹凸形状の縁部P1及びP2を有する絶縁膜3を、基板1及び陽極2上に図4(b)に示す如く形成させる(ステップS2)。
次に、インクジェット法により、図4(c)に示す如く、絶縁膜3の表面と、絶開口部APによって露出している陽極2の表面とを覆うように、正孔注入層5及び正孔輸送層6を積層形成すると共に、正孔輸送層6の表面上に有機発光層7を形成する(ステップS3)。すなわち、ステップS3により、絶縁膜3上に、正孔注入層5、正孔輸送層6及び有機発光層7を含む機能層を形成するのである。
図5は、インクジェット法によってこれら正孔注入層5、正孔輸送層6及び有機発光層7を形成させるべく用いる液滴射出装置の概略構成を示す図である。
図5に示すように、かかる液滴射出装置は、絶縁膜3形成済みの基板1を固定するステージ100、ステージ100をY方向に移動させるステージ移動機構101、液滴射出ヘッド102、液滴射出ヘッド102をY方向に直交するX方向に移動させるヘッド移動機構103、及び制御部200を備える。
液滴射出ヘッド102の下面には、例えば図6に示されるように、正孔注入層5、正孔輸送層6又は有機発光層7の原料となる有機材料を含む液滴を絶縁膜3の表面に向けて射出する複数のノズルNZが形成されている。尚、ノズルNZの各々は、ステージ100に固定されている基板1に形成されている絶縁膜3の開口部APの長手方向(Y方向)に直交する方向(X方向)に沿って配列されている。この際、図6に示す如き、夫々が最端に位置するノズルNZ同士の間隔、つまり液滴射出ヘッド102の液滴射出幅は、図2に示す如き凸形状部CP及び凹形状部CN各々の長さWと同一となるように設定されている。
制御部200は、ステージ移動機構101及びヘッド移動機構103各々に対する移動制御を行うことにより、液滴射出ヘッド102を、ステージ100に固定されている基板1の上方の空間において移動させる。更に、制御部200は、液滴射出ヘッド102に対して液滴の射出制御を行う。
以下に、図5に示す液滴射出装置において上記ステップS3で実施される動作の一例について説明する。
制御部200は、先ず、図7(a)に示す如く、液滴射出ヘッド102を、機能層領域FAの一端(E1)であって矩形凹凸形状の縁部における凸形状部CPに対応する位置に移動させる。
次に、制御部200は、その位置から、液滴射出ヘッド102による液滴の射出を開始させ、液滴射出ヘッド102を機能層領域FAの他端(E2)に向けてY方向に移動させつつ液滴を射出させる。これにより、図7(b)に示す如き液滴射出ヘッド102がトレースした領域(斜線部にて示す)に、液滴射出ヘッド102から射出された有機材料の液滴が堆積する。
ここで、液滴射出ヘッド102が図7(b)に示す如き機能層領域FAの他端(E2)の位置に到達したら、制御部200は、液滴の射出を停止させてから液滴射出ヘッド102を距離WだけX方向に移動させることにより、図7(c)に示す如き機能層領域FAの他端(E2)上における、凸形状部CPに対応する位置まで液滴射出ヘッド102を移動せしめる。
そして、制御部200は、液滴射出ヘッド102による液滴の射出を開始させ、液滴射出ヘッド102を機能層領域FAの一端(E1)に向けて移動させつつ液滴を射出させる。これにより、図7(d)に示す如き液滴射出ヘッド102がトレースした領域(斜線部にて示す)に、液滴射出ヘッド102から射出された有機材料の液滴が堆積する。
液滴射出ヘッド102が図7(d)に示す如き機能層領域FAの一端(E1)の位置に到達すると、制御部200は、かかる液滴射出ヘッド102を距離WだけX方向に移動させる。そして、引き続き制御部200は、上記した図7(a)~図7(d)と同様な動作を繰り返し実行することにより、図2に示す如き機能層領域FA内に、順次、液滴射出ヘッド102から射出された有機材料の液滴を堆積させて行く。
上記した如き有機材料の液滴を堆積させる動作と、これを乾燥させる動作とを繰り返し実行することにより、絶縁膜3上に正孔注入層5及び正孔輸送層6を順次積層形成して行く。その後、上記した液滴射出装置により、正孔輸送層6上における絶縁膜3の開口部APの位置に有機材料の液滴を堆積させて有機発光層7を形成する。
これら正孔注入層5、正孔輸送層6及び有機発光層7の形成後、例えば8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体等の金属錯体を正孔輸送層6及び有機発光層7の表面に蒸着することにより、図4(d)に示す如く電子輸送層8を形成する(ステップS4)。
そして、Alなどの金属材料からなり夫々が平面パネルにおけるX方向に伸長する複数の電極を電子輸送層8に蒸着することにより、図4(e)に示す如き陰極9を電子輸送層8上に形成する(ステップS5)。
ここで、上記したステップS3にて絶縁膜3及び陽極2の表面に機能層(5~8)を形成させるべく、図7(a)~図7(d)に示す如く液滴射出ヘッド102をY方向に沿って機能層領域FAの一端(E1)及び他端(E2)間で往復させつつ液滴の射出を行うと、以下の如き現象が生じる。
すなわち、絶縁膜3上において、液滴射出ヘッド102の移動に伴って順次付着した液滴の各々は、その直前に付着した液滴の方に引き寄せられる形態で吸収合体することにより堆積して行く。従って、絶縁膜3上の機能層領域FA内を、図7(a)~図7(d)に示すように、液滴射出ヘッド102の液滴射出幅Wに対応した領域毎に順次トレースする場合、各領域での液滴射出の開始位置では他の部分に比して液滴の堆積量が多くなる。例えば、図7(a)において、凸形状部CP1及び凹形状部CN1に挟まれた機能層領域FA内の領域(以下、第1トレース領域と称する)では、機能層領域FAの一端(E1)の位置が液滴射出ヘッド102による液滴射出の開始位置となる。また、図7(a)において、凹形状部CN2及び凸形状部CP2に挟まれた機能層領域FA内の領域(以下、第2トレース領域と称する)では、機能層領域FAの他端(E2)の位置が液滴射出ヘッド102による液滴射出の開始位置となる。従って、第1トレース領域内では、機能層領域FAの一端(E1)の位置で堆積した液滴の量が、その中央部で堆積した液滴の量よりも多くなる。よって、第1トレース領域において機能層領域FAの一端(E1)付近に堆積した液滴が、隣接する第2トレース領域に流れ込む虞が生じる。また、第2トレース領域では、機能層領域FAの他端(E2)付近で堆積した液滴の量が、その中央部で堆積した液滴の量よりも多くなる。よって、第2トレース領域において機能層領域FAの他端(E2)付近に堆積した液滴が、隣接する第1トレース領域に流れ込む虞が生じる。
このように、液滴射出の開始位置(E1、E2)付近に堆積した液滴が隣接領域に流れ込む場合、その領域の中央部で堆積した液滴の量よりも堆積する液滴の量が多くなるので、製造後の有機ELパネルにおける発光領域内において、中央部と端部とで機能層の膜厚にばらつきが生じ、それに伴い輝度ムラが発生してしまうという問題が生じる。
そこで、本発明では、図2に示す如く、基板1の表面内において矩形の凹形状部CN及び凸形状部CPが周期的に繰り返す矩形凹凸形状の縁部を有する絶縁膜3を基板1上に形成するようにしている。これにより、インクジェット法に基づき以下の如き手順で絶縁膜3上に機能層を形成するようにすれば、上記した如き問題点を解消することが可能となる。
すなわち、機能層領域FAの端部(E1、E2)であって絶縁膜3の縁部における凸形状部CPに対応する位置を、液滴射出ヘッド102による液滴射出の開始位置とし、その位置から液滴射出ヘッドを機能層領域FAの他方の端部に向けて移動させつつ液滴を堆積させて行くのである。この際、液滴射出ヘッド102による液滴射出の開始位置付近では、前述したように、それ以外の箇所に比べて液滴の堆積量が多くなる。ところが、図7(a)及び図7(c)に示す如く、絶縁膜3上における液滴射出の開始位置(E1又はE2)から凸形状部CPまでの距離は、その開始位置から凹形状部CNまでの距離よりも距離Lだけ長くなっている。従って、液滴射出の開始位置よりも後方(液滴射出ヘッド102の進行方向の反対方向)には、距離L分だけ広い絶縁膜表面領域が存在することになる。よって、液滴射出の開始位置付近に堆積した液滴は、上記した絶縁膜表面領域に流れ込んで吸収されることになるので、液滴射出の開始位置付近に堆積した液滴がその直前又は直後にトレース対象となる隣接領域に流れ込むのを防止することが可能となる。
従って、本発明によれば、1回分のトレースで堆積した液滴が隣接トレース領域へ流れ込むのを防止する為の加工を施すことなく、機能層領域FA内において均一の厚さを有する機能層を形成することが可能となる。よって、インクジェット法に基づき機能層を形成するにあたり、生産性を低下させることなく輝度ムラを抑制した有機ELパネルを提供することが可能となるのである。
尚、図7(b)及び図7(d)に示す如き液滴射出ヘッド102の液滴射出の終了位置(E1又はE2)では液滴の堆積量は少ないので、この液滴射出の終了位置では絶縁膜表面領域を広くする必要は無い。そこで、図2に示すように、絶縁膜3の矩形凹凸形状の縁部P1及びP2では、凸形状部CP及び凹形状部CNを機能層領域FAを挟んで互いに対向した位置に形成するようにしている。
かかる構成によれば、液滴射出の終了位置側では、その終了位置よりも後方に距離Lに亘る絶縁膜表面領域の拡張は為されないので、液滴射出の開始位置側及び終了位置側の双方で一律に縁部までの距離を距離L分だけ拡張する場合に比して、絶縁膜3を構築する際に必要となる絶縁材料の量を抑えることが可能となる。
また、上記実施例においては、インクジェット法によって機能層(5~8)を形成するようにしているが、有機発光層7及び正孔注入層6は、これを蒸着法によって形成するようにしても良い。よって、有機発光層7を除く機能層をインクジェット法によって形成する場合、或いは有機発光層7、正孔輸送層6を除く機能層をインクジェット法によって形成する場合、液滴射出ヘッド102の移動方向は、有機発光層7のストライプ長手方向に限らず、これに直交する方向であっても良い。従って、絶縁膜3としては、有機発光層7のストライプの長手方向に沿った縁部が矩形凹凸形状を有するものであっても良い。
また、図1に示す有機ELパネルでは、電子輸送層8の表面上に夫々がパネル平面におけるX方向に伸張する複数の帯状の陰極9を形成するようにしているが、これら帯状の陰極9に代えて、図8に示す如き単一の板状の陰極9aを電子輸送層8の表面上に形成するようにしても良い。
1 基板
2 陽極
3 絶縁膜
2 陽極
3 絶縁膜
Claims (10)
- 絶縁膜と、機能層とを含む構造体が基板上に形成された有機ELパネルであって、
前記機能層は前記絶縁膜上において前記絶縁膜の縁部よりも内側の領域に形成されており、
前記絶縁膜は、前記基板の表面内において矩形の凹形状部及び凸形状部が周期的に繰り返す矩形凹凸形状の縁部を有することを特徴とする有機ELパネル。 - 前記機能層は、ストライプ状に形成された発光層を含み、
前記発光層のストライプの長手方向における一方の端部同士を結ぶ線に沿った前記絶縁膜の縁部、及び前記ストライプの長手方向における他方の端部同士を結ぶ線に沿った前記絶縁膜の縁部は、前記矩形凹凸形状を有することを特徴とする請求項1記載の有機ELパネル。 - 前記矩形凹凸形状の縁部の前記凸形状部の長さと前記凹形状部の長さとが同一であることを特徴とする請求項2記載の有機ELパネル。
- 夫々が前記絶縁膜からの突出部及び窪み部である前記凸形状部及び前記凹形状部は前記発光層を挟んで互いに対向した位置に形成されていることを特徴とする請求項2又は3記載の有機ELパネル。
- 前記ストライプ状の発光層は、前記絶縁膜に開けられた開口部に形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか1に記載の有機ELパネル。
- 絶縁膜と、機能層とを含む構造体を基板上に形成する有機ELパネルの製造方法であって、
前記基板の表面内において周期的な矩形凹凸形状を有する縁部を含む前記絶縁膜を前記基板上に形成する絶縁膜形成ステップと、液滴射出ヘッドを前記絶縁膜の縁部よりも内側の機能層領域の一端及び前記一端に対向する前記機能層領域の他端の間で移動させつつ有機材料を含む液滴を前記絶縁膜の表面に向けて射出させることにより前記絶縁膜上に前記機能層を形成する機能層形成ステップと、を有し、
前記機能層領域の一端に沿った前記絶縁膜の縁部及び前記機能層領域の他端に沿った前記絶縁膜の縁部は前記基板の表面内において周期的な矩形凹凸形状を有し、前記矩形凹凸形状の縁部における前記絶縁膜からの突出部である凸形状部及び前記矩形凹凸形状の縁部における前記絶縁膜の窪み部である凹形状部は、前記機能層領域を挟んで互いに対向した位置に形成されており、
前記機能層形成ステップは、前記機能層領域の一端であって前記矩形凹凸形状の縁部における前記凸形状部に対応する位置から前記機能層領域の他端に向けて前記液滴射出ヘッドを移動させつつ前記液滴を射出せしめる第1ステップと、
前記液滴射出ヘッドが前記機能層領域の他端の位置に到達したら前記液滴射出ヘッドを前記機能層領域の他端であって前記矩形凹凸形状の縁部における凸形状部に対応する位置まで移動せしめる第2ステップと、
前記液滴射出ヘッドを前記機能層領域の一端に向けて移動させつつ前記液滴を射出せしめる第3ステップと、を含むことを特徴とする有機ELパネルの製造方法。 - 前記凸形状部の長さと前記凹形状部の長さとが同一であることを特徴とする請求項6記載の有機ELパネルの製造方法。
- 前記液滴射出ヘッドの移動方向に直交する方向における前記液滴射出ヘッドの液滴射出幅は前記凸形状部の長さと同一であるように設定されていることを特徴とする請求項7に記載の有機ELパネルの製造方法。
- 前記絶縁膜形成ステップは、前記基板上に形成した絶縁膜に開口部を形成するステップを含み、
前記機能層形成ステップは、前記開口部に発光層を含む機能層を形成するステップを含むことを特徴とする請求項6記載の有機ELパネルの製造方法。 - 前記機能層は、ストライプ状に形成された複数の発光層を含み、
前記発光層のストライプの長手方向に沿った前記絶縁膜の縁部は、前記矩形凹凸形状を有することを特徴とする請求項1記載の有機ELパネル。
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