JP5293322B2 - 有機ｅｌパネル及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス(以下、ＥＬと略す)現象を利用した有機ＥＬパネルおよび有機ＥＬパネルの製造方法に関するものである。

有機ＥＬパネルは、陽極としての電極と、陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を設けてなる構造を有し、両電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔と電子が注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。
さらに、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間に正孔注入層、正孔輸送層、又は、及び、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層などが適宜選択して設けられている。そして、有機発光層とこれら正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを合わせて有機発光媒体層と呼ばれている。

有機発光層を形成する有機発光材料には、低分子材料と高分子材料があり、一般に低分子材料は真空蒸着法などにより薄膜形成される。このとき、微細パターンのマスクを用いてパターニングするが、この方法では基板が大型化すればするほどパターニング精度が出にくいという問題がある。また真空中で成膜するためにスループットが悪いという問題がある。
そこで、最近では高分子材料を溶剤に溶かして塗工液にし、これをウェットコーティング法で薄膜形成する方法が試みられるようになってきている。高分子材料の塗液を用いてウェットコーティング法で有機発光層を含む有機発光媒体層を形成する場合の層構成は、陽極側から正孔輸送層、有機発光層と積層する２層構成が一般的である。このとき、有機発光層はカラーパネル化するために赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの発光色をもつ有機発光材料を溶剤中に溶解または安定して分散してなる有機発光インキを用いて塗り分ける必要がある。

しかし、一般的に発光材料以外は塗り分けを行わないので、すべての色で共通層としてベタの膜を成膜すればよく、高精細なパターニングの必要が無い。そこで発光層以外の層としてポリマーをウェット法で成膜したり、低分子有機材料を蒸着で成膜したり、無機物を蒸着、スパッタ、ＣＶＤやその他の成膜方法で成膜したりする。このとき、駆動電圧を低減させるために導電率の高い膜を成膜すると隣接画素や本来発光することのない画素間にも膜中を電流がリークすることによって画素間スペースや隣接画素が発光してしまうというクロストークの問題があった。

この問題に対し、導電率の低い材料を用いることにより電流リークを抑えてクロストークを防ぐことができるが、陽極からのホールの流入量の低下による発光効率の低下や、駆動電圧が高くなることによる消費電力が増大する問題があった。また、薄くすることによって膜抵抗を抑えることができるが、薄くすることによってＥＬがショートしやすくなってしまい、製品の歩留まりが低下するという問題があった。
また、電流リークを抑える技術として隔壁上に成膜された膜をUVで処理することによって膜質を変化させる特許としては、特許文献１に示す技術が提案されている。しかし、主に有機材料の媒体層に有効でかつ、媒体層の成膜工程が煩雑になるという問題があった。

従来の有機ＥＬパネルについて、図１を参照して説明する。
従来における有機ＥＬパネルは、図１に示すように、ＴＦＴ(Thin Film Transisor)基板１０７の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた第１電極１０１と、第１電極１０１の周縁を囲むようにＴＦＴ基板１０７の一方の面に形成された隔壁１０６と、隔壁１０６で囲まれた第１電極１０１の上面及び隔壁１０６の上面に形成された無機または有機の正孔輸送層１０５と、第１電極１０１と対向する正孔輸送層１０５の上面個所に形成された有機発光層１０３と、有機発光層１０３の上面及び正孔輸送層１０５の上面に形成された第２電極１０２とから構成されている。

特開２００４−１５８４３６

このような従来の有機ＥＬパネルにおいて、正孔輸送性材料からなる正孔輸送層１０２を表示領域上に成膜する際に、塗布、蒸着、スパッタまたはＣＶＤなどを用いて成膜されるが、駆動電圧を低減させるために導電率の高い膜を成膜すると隣接画素や本来発光することのない画素間にも膜中を電流１０４がリークすることによって画素間スペースや隣接画素が発光してしまうというクロストークの問題があった。

本発明は、上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、隣接画素や本来発光することのない画素間の電流のリークを抑制でき、かつ駆動電圧の低減及び発光効率の向上を可能にした有機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。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、有機ＥＬパネルであって、基板と、前記基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた第１電極とを備え、前記第１電極の上面は、該上面の周縁に設けられた鍔部と、前記鍔部の内側から突出する凸部とを有し、前記鍔部の少なくとも前記凸部から離れた外側部分を覆うように前記基板の一方の面に隔壁が設けられ、前記凸部の表面及び前記鍔部の表面並びに前記隔壁の表面を覆うように正孔輸送層が設けられ、前記凸部及び前記鍔部と対向する前記正孔輸送層の上面個所に有機発光層が設けられ、前記有機発光層の上面及び前記有機発光層の形成箇所を除く前記正孔輸送層の表面を覆うように第２電極が設けられたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項1に記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記鍔部の幅は前記第１電極の上面の幅の５％以下、あるいは、０．５μｍ乃至５μｍの範囲であり、かつ前記鍔部の膜厚と前記凸部を含む第1電極の膜厚との差が前記凸部を含む第1電極の膜厚の５％乃至７０％の範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項1または２記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記第１電極と前記有機発光層との間に前記正孔輸送層に加えて正孔注入層が選択的に設けられることを特徴とする請求項1または２記載の有機ＥＬパネル。
請求項４の発明は、請求項1乃至３の何れか１項記載の有機ＥＬパネルにおいて、前記第２電極と前記有機発光層との間に電子輸送層と電子注入層が共に選択的に設けられることを特徴とする。

請求項５の発明は、有機ＥＬパネルの製造方法であって、基板の一方の面に金属膜を成膜する成膜工程と、前記金属膜に、形成すべき画素に応じパターニングして第１電極を形成する電極パターニング工程と、前記第１電極の上面に、該上面の周縁を一定の幅でエッチングして鍔部と該鍔部の内側から突出する凸部を形成するエッチング工程と、前記鍔部の少なくとも前記凸部から離れた外側部分を覆うように前記基板の一方の面に隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記鍔部の表面及び前記凸部の表面並びに前記隔壁の表面を覆うように正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成工程と、前記凸部及び前記鍔部と対向する前記正孔輸送層の上面個所に有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、前記有機発光層の表面及び有機発光層の形成箇所を除く前記正孔輸送層の表面を覆うように第２電極を形成する電極形成工程とを備えることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項５に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記鍔部の幅は前記第1電極の上面の幅の５％以下、あるいは、０．５μｍ乃至５μｍの範囲であり、かつ前記鍔部の膜厚と前記凸部を含めた第1電極の膜厚との差が前記凸部を含めた第1電極の膜厚の５％乃至７０％の範囲に設定されていることを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項５または６記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記正孔輸送層形成工程は、前記第１電極と前記有機発光層との間に前記正孔輸送層に加えて正孔注入層を選択的に形成する工程を含むことを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項５乃至７の何れか１項記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記正孔輸送層形成工程は、前記第２電極と前記有機発光層との間に電子輸送層と電子注入層を共に選択的に形成する工程を含むことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項７記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記正孔輸送層、前記正孔注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項８記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記電子輸送層及び前記電子注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項９または１０記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記ウェットプロセス法が凸版印刷法であることを特徴とする。

本発明の有機ＥＬパネル及びその製造方法においては、第１電極の上面に、該上面の周縁を一定の幅でエッチングして鍔部と該鍔部の内側から突出する凸部を形成するようにしたので、鍔部と凸部との間に段差が形成されることにより、隔壁の側面とこれに対向する凸部との間に形成される正孔輸送層の膜厚を第１電極の他の部分より薄くでき、これにより、高抵抗な膜を成膜することが可能になり、電流のリークを抑制できるとともに駆動電圧を低減でき、発光効率も向上できる。

従来における有機ＥＬパネルの概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかる有機ＥＬパネルの概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかるＴＦＴ付き基板の概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかる凸版印刷装置の概略図である。

（実施の形態１）
本発明の有機ＥＬ表示装置の説明をするために一例としてアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置に関して述べる。ただし、本発明はアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置に限定さえるものではなく、パッシイブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置にも適用することができる。
以下、本実施の形態にかかる有機ＥＬパネルついて、図２を参照して説明する。
有機ＥＬパネルは、図２に示すように、少なくとも薄膜トランジスタを備えた基板２０１と、各画素ごとに設けられる薄膜トランジスタ及び第１電極（陽極）２０２と、第1電極２０２の上方に形成された正孔輸送層２０３、有機発光層２０４と、有機発光層２０４の上方に形成された第２電極（陰極）２０５を備える。
第１電極２０２は、基板２０１の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされている。そして、各第１電極２０２の上面に、その上面の周縁を一定の幅でエッチングして鍔部２０２ａと該鍔部２０２ａの内側から突出する凸部２０２ｂを形成する。さらに、各第１電極２０２の鍔部２０２ａの少なくとも凸部２０２ｂから離れた外側部分、すなわち鍔部２０２ａの側面２０２ａ１及び該側面２０２ａ１に連なる角部２０２ａ２を覆うようにして、基板２０１の一方の面に第１電極２０２の膜厚より厚い膜厚の隔壁２０６が形成されている。

各第１電極２０２の鍔部２０２ａの表面及び凸部２０２ｂの表面には、これらを覆うように正孔輸送層２０３が形成されている。さらに、各第１電極２０２の鍔部２０２ａ及び凸部２０２ｂと対向する正孔輸送層２０３の上面個所には有機発光層２０４がそれぞれ形成されている。また、各有機発光層２０４の表面及び有機発光層２０４の形成箇所を除く正孔輸送層２０３の表面には、これらを覆うように第２電極２０５が形成されている。

第１電極２０２において、第１電極２０２の上面の周縁を一定の幅でエッチングし、この鍔部２０２ａを除く第１電極２０２の上面に凸部２０２ｂを形成することにより、凸部２０２ｂを含む第1電極２０２の膜厚ｄ２を鍔部２０２ａの膜厚ｄ１より厚くする。
このため、鍔部２０２ａと凸部２０２ｂとの間に段差が形成され、隔壁２０６の側面とこれに対向する凸部２０２ｂとの間に形成される正孔輸送層２０３の膜厚を第１電極２０２の他の部分より薄くできる。これにより、高抵抗な膜を成膜することが可能になる。これに加えて、第１電極２０２の鍔部２０２ａの側面２０２ａ１と角部２０２ａ２が隔壁２０６で被覆されているので、電流の集中し易い角部２０２ａ２が電気的に絶縁されることになる。その結果、隔壁を伝って流れる電流のリークを抑制できるとともに駆動電圧を低減でき、発光効率も向上できる。

本発明のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置に用いる基板(バックプレーン)３０１の上面には、図３に示すように、ＴＦＴと有機ＥＬ表示装置の第1電極３０１が設けられており、かつ、ＴＦＴと下部電極とが電気的に接続している。
ＴＦＴや、その上方に構成されるアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置は支持体３０２で支持される。

支持体３０２としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れた支持体であれば如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。
光取り出しをどちらの面から行うかに応じて支持体３０２の透光性を選択すればよい。これらの材料からなる支持体３０２は、有機ＥＬ表示装置内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光層等を含む媒体層への水分の侵入を避けるために、支持体３０２における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。

支持体３０２上に設ける薄膜トランジスタは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、図３に示すように、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層３０３、ゲート絶縁膜３０４及びゲート電極３０５から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
なお、図３において、符号３０６はソース電極、符号３０７はレイン電極、符号３０８は走査線、符号３０９は絶縁層、符号３１０は隔壁である。

活性層３０３は、特に限定されるものではなく、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層３０３は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法；ＳｉＨ_４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法；Ｓｉ_２Ｈ_６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、またＳｉＨ_４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）すなわち減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜３０４を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極３０５を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。

ゲート絶縁膜３０４としては、通常、ゲート絶縁膜３０４として使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ_２；ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ_２等を用いることができる。
ゲート電極３０５としては、通常、ゲート電極３０５として使用されているものを用いることができる。例えば、アルミ、銅等の金属；チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属；ポリシリコン；高融点金属のシリサイド；ポリサイド；等が挙げられる。
薄膜トランジスタは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極３０５が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。

本発明のアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置は薄膜トランジスタが有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、トランジスタのソース電極３０６と有機ＥＬ表示装置の画素電極(第1電極)が電気的に接続されている。

次に、第1電極の成形方法について説明する。
基板２０１の上に第１電極２０２を成膜し、形成されるべき画素に応じてパターニングを行う。パターニングされた第１電極２０２は隔壁２０６によって区画され、各画素に対応した第１電極２０２となる。
第１電極２０２の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。
第１電極２０２を陽極とする場合には、ＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。必要に応じて、第１電極２０２の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。

第１電極２０２の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。第１電極２０２のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。基板としてＴＦＴを形成した物を用いる場合は下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。

本発明において、図２に示すような形状の第１電極２０２を形成する手順としては、まず、乾式成膜法または湿式成膜法で第１電極２０２を基板全体にベタで成膜した後、第１電極２０２を各画素ごとにパターニングする。次にフォトレジスト膜を成膜し、第１電極２０２の鍔部２０２ａの幅を第１電極２０２の上面の幅の５％以下の周縁領域のみがエッチングされるように露光と現象を行った後、鍔部２０２ａの膜厚ｄ１が凸部２０２ｂ含む第１電極２０２の膜厚ｄ２の５％から７０％の膜厚となるように酸溶液でエッチングし形成させる。エッチングされる鍔部２０２ａの幅が５％以上になると画素領域の発光部分が１割以上減少することになり、輝度が低下してしまう。またリーク電流低減の効果のためには後述の隔壁の端部被覆幅よりもエッチング幅が大きい必要がある。
同様に膜厚についても抵抗率を高めるために、凸部２０２ｂを含む第1電極２０２の膜厚ｄ２の７０％以下、より好ましくは５０％以下に膜厚となるように薄くすることが好ましいが、完全に除去してしまうと電極端部がむき出しになってしまうため、５％以上は残存させることが好ましい。

次に、隔壁の形成方法について説明する。
本発明の隔壁２０６は画素に対応した発光領域を区画するように形成する。第１電極２０２の周縁を覆うように形成するのが好ましい（図２参照）。第１電極の縁部が露出していると、その縁部に電場が集中し、素子の短絡などの性能劣化が生じるおそれがあるが、絶縁体である隔壁で第１電極の鍔部２０２ａの側面２０２ａ１及び角部２０２ａ２を覆うことによりこれを抑制することができる。第１電極の周縁を被覆するために、第１電極のエッチング部分を好ましくは０．５μｍ〜５μｍ被覆する。これにより、第１電極２０２の鍔部２０２ａの幅を第１電極２０２の上面の幅の５％以下に設定できる。ただし、この幅は隔壁のパターン形成精度に依存する。
一般的にアクティブマトリクス駆動型の表示装置は各画素に対して第１電極２０２が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、画素電極の周縁を覆うように形成される隔壁２０６の最も好ましい形状は各画素電極を最短距離で区切る格子状を基本とする。

隔壁２０６の形成方法としては、従来と同様、基体上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を積層し、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、プラズマやＵＶを照射して形成後にインクに対する撥液性を付与することもできる。
隔壁２０６の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜２μｍ程度である。高すぎると第２電極の形成及び封止を妨げ、低すぎると画素電極の周縁を覆い切れない、あるいは有機発光層等の媒体層形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。

次に、有機発光層等の媒体層の形成方法について説明する。
隔壁２０６の形成後、正孔輸送層１５を形成し、次いで正孔輸送層２０４を形成する。正孔輸送材料としては、ポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）などが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。また正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Ｃｕ_２Ｏ，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｍｎ_２Ｏ_３，ＦｅＯｘ（ｘ〜０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ_２Ｏ_３，Ａｇ_２Ｏ，ＭｏＯ_２，Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯ，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｈＯ_２，Ｖ_２Ｏ_５，Ｎｂ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５，ＭｏＯ_３，ＷＯ_３，ＭｎＯ_２などの無機材料を蒸着法を用いて形成される。ただし材料はこれらに限定されるものではない。図２のように有機材料または無機材料の正孔輸送層を第１電極２０２の凸部の部分と鍔部で異なる膜厚になるように形成し、さらに正孔輸送層を段差部分で周囲よりも薄膜となることで高抵抗化するため、隔壁２０６上への電流のリークが抑えることができる。

正孔輸送層２０３形成後、インターレイヤー層（図示せず）に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。
インターレイヤー層形成後、有機発光層２０４を形成する。有機発光層２０４は電流を通すことにより発光する層であり、有機発光層２０４を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ‘−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。

これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。

次に、本発明の実施の形態にかかる凸版印刷装置について図４を参照して説明する。
図４は、有機発光材料からなる有機発光インキを、画素電極、絶縁層、正孔輸送層が形成された被印刷基板上にパターン印刷する際のもので、本製造装置はインクタンク４０１とインキチャンバー４０２とアニロックスロール４０３と凸版が設けられた版４０５がマウントされた版銅４０６を有している。
インクタンク４０１には、溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、インキチャンバー４０２にはインクタンク４０１より有機発光インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール４０３はインキチャンバー４０１のインキ供給部に接して回転可能に指示されている。

アニロックスロール４０３の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された有機発光インキのインキ層４０４は均一な膜厚に形成される。このインキ層のインキはアニロックスロールに近接して回転駆動される版胴４０６にマウントされた版４０５の凸部に転移する。平台４０８には、透明電極及び正孔輸送層が形成された被印刷基板４０７が版４０５の凸部にあるインキは被印刷基板４０７に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て被印刷基板上に有機発光層が形成される。

次に、第２電極２０５を形成する（図２）。第２電極２０５を陰極とする場合には発光層２０４への電子注入効率の高い、仕事関数の低い物質を用いる。具体的にはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体を用いたり、発光媒体と接する界面にＬｉや酸化Ｌｉ，ＬｉＦ等の化合物を数ｎｍ挟んで、安定性・導電性の高いＡｌやＣｕを積層して用いてもよい。または電子注入効率と安定性を両立させるため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。
第２電極２０５の形成方法は、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いることができる。

次に、封止体について説明する。
有機ＥＬ表示装置としては電極間に発光材料を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光材料は大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまうため通常は外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。
封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０^−６ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下であることが好ましい。

樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬ表示装置の大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬ表示装置側に形成することもできる。

最後に、有機ＥＬ表示装置と封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。

次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
基板は支持体上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチのディスプレイが中央に設置されており、この基板の上方に第１電極を形成させた。形成方法としては、まず、スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を厚さ１００ｎｍし、そのＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィー法と酸溶液によるエッチングで幅２５μｍとなるようにパターニングして、透明電極(画素電極)を構成し、画素数は３２０×２４０とした。次に、フォトレジスト膜をスピンコートし、第１電極の両端から１．５μｍだけエッチングさせるために、露光装置と現像液によりレジストを除去し、酸溶液で深さ４０ｎｍまでエッチングした後、残りのレジスト膜を除去させ形成させた。

次に、基板上に設けられた第１電極の鍔部２０２ａの側面２０２ａ１及び角部２０２ａ２を被覆し画素を区画するような形状で隔壁を形成した。隔壁の形成は、まず、アクリル系のフォトレジスト材料を全面スピンコートし、厚さを２μｍとした。基板全面に塗布されたフォトレジスト材料に対してフォトリソグラフィー法により画素電極の間に幅４０μｍのラインパターンを形成した。
第１電極と隔壁の表面上に正孔輸送材料として、厚さ２０ｎｍの酸化モリブデン(ＭоОｘ)を、真空蒸着法により積層させた。蒸発源と基板の距離は３００ｍｍ、角度０度の位置に設置した。

次に、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用いこの基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき３００線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は１０ｎｍとなった。
更に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、この基板を印刷機にセッティングし、絶縁層に挟まれた第１電極の真上にそのラインパターンに合わせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。このとき１５０線／インチのアニロックスロールおよび水現像タイプの感光性樹脂版を使用した。印刷、乾燥後の有機発光層の膜厚は８０ｎｍとなった。

次に、第２電極として真空蒸着法でＢａ膜をメタルマスクを用いて厚み４ｎｍ成膜した後、Ａｌ膜を真空蒸着法によりメタルマスクを用いて１５０ｎｍ成膜した。そしてキャップ型封止ガラスと接着剤を発光領域をカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを製作した。
このようにして製作したアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルは、第１電極２０２の段差部分で高抵抗な膜が成膜されたことにより、印加電圧を６Ｖとしたときに１７０ｃｄ／ｍ^２となり、駆動電圧が低下し発光効率を向上させ、画素間への電流のリークを抑制することができた。

次に、比較例について説明する。
（比較例１）
実施例１に対して比較例１として、本発明に係る有機ＥＬパネルには該当しない構成の有機ＥＬパネルを作製した。この比較例は、実施例１で形成した段差を持たせた第１電極ではなく、第１電極の全幅で膜厚を１５０ｎｍになるようにパターンニングした第１電極を形成した後に、第１電極の鍔部を被覆するように隔壁を形成させた。この第１電極の成膜より先の工程は、実施例１と同一とした。従って、正孔輸送層においてほぼ均一な膜厚となり、周囲より高抵抗な膜が存在しないため、本発明には該当しないアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを作製した。
このようにして作製した比較例１のアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルは、画素間へ電流がリークしているために、印加電圧を６Ｖとしたときに５０ｃｄ／ｍ^２となり、駆動電圧も実施例１と比較し、高電圧側にシフトしてしまった。

２０２，３０１……第１電極、２０２ａ……鍔部、２０２ｂ……凸部、２０５……第２電極、２０４……有機発光層、２０３……正孔輸送層、２０６，３１０……隔壁、２０１……ＴＦＴ基板、３０２……支持体、３０３……活性層、３０４……ゲート絶縁膜、３０５……ゲート電極、３０６……ソース電極、３０７……ドレイン電極、３０８……走査線、４０１……インクタンク、４０２……インキチャンバー、４０３……アニロックスロール、４０４……インキ層、４０５……版、４０６……版胴、４０７……被印刷基板。

Claims (11)

1. 基板と、
   前記基板の一方の面に、形成すべき画素に対応してパターニングされた第１電極とを備え、
   前記第１電極の上面は、該上面の周縁に設けられた鍔部と、前記鍔部の内側から突出する凸部とを有し、
   前記鍔部の少なくとも前記凸部から離れた外側部分を覆うように前記基板の一方の面に隔壁が設けられ、
   前記凸部の表面及び前記鍔部の表面並びに前記隔壁の表面を覆うように正孔輸送層が設けられ、
   前記凸部及び前記鍔部と対向する前記正孔輸送層の上面個所に有機発光層が設けられ、
   前記有機発光層の上面及び前記有機発光層の形成箇所を除く前記正孔輸送層の表面を覆うように第２電極が設けられた、
   ことを特徴とする有機ＥＬパネル。
2. 前記鍔部の幅は前記第１電極の上面の幅の５％以下、あるいは、０．５μｍ乃至５μｍの範囲であり、かつ前記鍔部の膜厚と前記凸部を含む第1電極の膜厚との差が前記凸部を含む第1電極の膜厚の５％乃至７０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の有機ＥＬパネル。
3. 前記第１電極と前記有機発光層との間に前記正孔輸送層に加えて正孔注入層が選択的に設けられることを特徴とする請求項1または２記載の有機ＥＬパネル。
4. 前記第２電極と前記有機発光層との間に電子輸送層と電子注入層が共に選択的に設けられることを特徴とする請求項1乃至３の何れか１項記載の有機ＥＬパネル。
5. 基板の一方の面に金属膜を成膜する成膜工程と、
   前記金属膜に、形成すべき画素に応じパターニングして第１電極を形成する電極パターニング工程と、
   前記第１電極の上面に、該上面の周縁を一定の幅でエッチングして鍔部と該鍔部の内側から突出する凸部を形成するエッチング工程と、
   前記鍔部の少なくとも前記凸部から離れた外側部分を覆うように前記基板の一方の面に隔壁を形成する隔壁形成工程と、
   前記鍔部の表面及び前記凸部の表面並びに前記隔壁の表面を覆うように正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成工程と、
   前記凸部及び前記鍔部と対向する前記正孔輸送層の上面個所に有機発光層を形成する有機発光層形成工程と、
   前記有機発光層の表面及び有機発光層の形成箇所を除く前記正孔輸送層の表面を覆うように第２電極を形成する電極形成工程と、
   を備えることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
6. 前記鍔部の幅は前記第1電極の上面の幅の５％以下、あるいは、０．５μｍ乃至５μｍの範囲であり、かつ前記鍔部の膜厚と前記凸部を含めた第1電極の膜厚との差が前記凸部を含めた第1電極の膜厚の５％乃至７０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
7. 前記正孔輸送層形成工程は、前記第１電極と前記有機発光層との間に前記正孔輸送層に加えて正孔注入層を選択的に形成する工程を含むことを特徴とする請求項５または６記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
8. 前記正孔輸送層形成工程は、前記第２電極と前記有機発光層との間に電子輸送層と電子注入層を共に選択的に形成する工程を含むことを特徴とする請求項５乃至７の何れか１項記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
9. 前記正孔輸送層、前記正孔注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項７記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
10. 前記電子輸送層及び前記電子注入層のうち少なくとも1層がウェットプロセス法により形成されることを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
11. 前記ウェットプロセス法が凸版印刷法であることを特徴とする請求項９または１０記載の有機ＥＬパネルの製造方法。

Images