JP2010050107A - 有機ｅｌディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】開口率が高く、寿命が長い有機ＥＬディスプレイパネルを提供すること。
【解決手段】駆動ＴＦＴを内蔵した基板と、前記基板上に配置され、ライン状の領域を規定するバンクと、前記ライン状の領域のそれぞれに一列に配列された２以上の有機ＥＬ素子と、を有する有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記基板上に配置され、前記駆動ＴＦＴのドレイン電極と接続された陽極、前記陽極上に配置された金属酸化物からなる正孔注入層、前記正孔注入層上に配置された有機発光層、前記有機発光層上に配置された陰極を有し、前記正孔注入層は、前記バンクによって規定された領域内に配置され、前記陽極および前記正孔注入層は、凹曲状または凸曲状である、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイパネル。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレイパネルおよび有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法に関する。

表示デバイスである有機ＥＬデバイスは、有機化合物の電界発光を利用した発光素子である。有機ＥＬデバイスは、陰極および陽極、ならびに両極の間に配置された電界発光する有機発光層を有する。電界発光する有機発光層に含まれる有機化合物は、低分子有機化合物の組み合わせ（ホスト材料とドーパント材料）と、高分子有機化合物とに大別され得る。電界発光する高分子有機化合物の例には、ＰＰＶと称されるポリフェニレンビニレンやその誘導体などが含まれる。高分子有機化合物を利用した有機ＥＬデバイスは、比較的低電圧で駆動でき、消費電力が少なく、ディスプレイパネルの大画面化に対応しやすいことから、現在、積極的にその研究が行なわれている。

有機ＥＬデバイスを用いた有機ＥＬディスプレイパネルでは、各有機ＥＬ素子（副画素）は、基板上にマトリクス状に配置されている。有機ＥＬディスプレイパネルでは、各有機ＥＬ素子は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）または青（Ｂ）色に発光する。

高分子有機発光層は、例えば、有機発光材料および溶媒を含むポリマーインクを、インクジェットなどで陽極上に塗布することで形成される。したがって、有機ＥＬディスプレイパネルの各副画素に有機発光材料を含むインクを塗布する場合、隣接する副画素にインクが浸入しないようにする必要がある。

隣り合う副画素にインクが浸入することを防止するために、各副画素を隔壁（バンク）によって規定し、バンクによって規定された領域内にインクを塗布する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１には、各副画素を規定する隔壁（バンク）を設けて、各副画素に正確にポリマーインクを滴下することによって、隣接する副画素へのインクの浸入を抑制する方法が記載されている。

また、有機発光層の発光効率を上げるために陽極の表面を曲面にする技術が知られている（例えば、特許文献２〜１７参照）。

特許文献２〜４には、有機ＥＬ素子の陽極の表面に複数の凹凸形状を形成し、有機発光層を凹凸形状することで、有機ＥＬディスプレイの視野角を向上させる技術が記載されている。

特許文献５〜８には、有機ＥＬ素子の陽極の表面に微細な凹凸形状を形成することで、陽極の表面積を大きくし、有機発光層に供給する電流の量を増加させることで、発光効率を向上させる技術が記載されている。

特許文献９には、有機発光層に凹部および凸部を形成し、そして凸部からの発光を抑制することで、画素全体の発光効率を上げる技術が記載されている。

特許文献１０および１１には、有機発光層を凹曲状にすることで、有機発光層の界面方向に発せられた光を効率的に利用する技術が記載されている。また特許文献１０および１１では、有機発光層は蒸着法によって形成される。

特許文献１２〜１４には、陽極を凹曲状にし、陽極を凹反射鏡として用いることで、光の進行を制御する技術が記載されている。また特許文献１４では、有機発光層は蒸着法によって形成される。

特許文献１５には、曲面を有する基板上に有機発光層を形成し、照明器具を製造する技術が記載されている。

特許文献１６および１７には、有機ＥＬ素子の陽極の表面に複数の凹凸形状を形成し、消費電力を低下させ、開口率を向上させる技術が記載されている。

特開２００６−２５２９８８号公報 国際公開第０５／１０７３２７号パンフレット 米国特許出願公開第２００８／００２４４０２号明細書 特開２００５−１７４９１４号公報 特表２００７−５０５４６５号公報 米国特許出願公開第２００５／００２９５３８号明細書 特開２００４−３３５４７０号公報 米国特許出願公開第２００４／０２２２７４０号明細書 特開２００４−１２７５７５号公報 特開２００５−１７４７１７号公報 特開平１０−２２３３６８号公報 特開２００３−２６４０８４号公報 米国特許出願公開第２００５／００６２４１２号明細書 特開平１０−２０８８７５号公報 特開平５−４７４７０号公報 特開２００５−２２２９３５号公報 米国特許出願公開第２００５／０１７４０４１号明細書

特許文献１に記載されたようにバンクによって規定された領域内にインクを塗布して、有機発光層を形成する場合、有機発光層の膜厚が不均一になるという問題があった。図１は、特許文献１に記載されたように、バンクによって規定された領域内にインクを塗布し、塗布したインクを乾燥させることで形成された有機発光層の形状を示す。

図１に示されるように、インクは乾燥する過程で、バンク１０７に引き寄せられる。その結果、形成された有機発光層１０９の中央部が窪み、有機発光層１０９の表面が凹曲状になることがあった。有機発光層１０９の表面が凹曲状になると、バンク近傍の有機発光層が厚くなり、中央部の有機発光層１０９が薄くなり、副画素内の有機発光層１０９の膜厚が均一でなくなる。このような不均一な膜厚の有機発光層を有する有機ＥＬ素子に電圧を印加した場合、膜厚の薄い中央部の有機発光層のみが発光し、膜厚の厚いバンク近傍の有機発光層は発光しない。したがって、副画素内の有機発光層の膜厚が均一でない場合、開口率が低下し、発光効率が低下する。

また、中央部の有機発光層のみが発光する場合、中央部の有機発光層の劣化が激しく、有機ＥＬディスプレイパネルの寿命を縮める一因となる。

本発明の目的は、開口率が高く、寿命が長い有機ＥＬディスプレイパネルを提供することを目的とする。

本発明者は、有機発光層が形成される領域の正孔注入層の形状を凹曲状または凸曲状にすることで、有機発光層の膜厚を均一にすることができることを見出し、さらに検討を加え発明を完成させた。

すなわち本発明は、以下の有機ＥＬディスプレイパネルに関する。
［１］駆動ＴＦＴを内蔵した基板と、前記基板上に配置され、ライン状の領域を規定するバンクと、前記ライン状の領域のそれぞれに一列に配列された２以上の有機ＥＬ素子と、を有する有機ＥＬディスプレイパネルであって、前記有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記基板上に配置され、前記駆動ＴＦＴのドレイン電極と接続された陽極、前記陽極上に配置された金属酸化物からなる正孔注入層、前記正孔注入層上に配置された有機発光層、前記有機発光層上に配置された陰極を有し、前記正孔注入層は、前記バンクによって規定された領域内に配置され、前記陽極および前記正孔注入層は、凹曲状または凸曲状である、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイパネル。
［２］前記陽極および前記正孔注入層は、凹曲状である、［１］に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［３］前記凹曲状の正孔注入層の深さは、５０ｎｍ〜３００ｎｍである、［２］に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［４］前記バンクは順テーパ状である、［２］または［３］に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［５］前記バンクのテーパ角度は、２０°〜９０°であり、前記凹曲状の正孔注入層の断面のエッジにおける接線の傾斜角度は、２０°〜９０°であり、前記正孔注入層の断面は、前記ライン状のバンクのライン方向に垂直な断面である、［４］に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
［６］前記金属酸化物は、酸化タングステン、酸化モリブデンもしくは酸化バナジウムまたはこれらの組み合わせである、［１］〜［５］のいずれか一つに記載の有機ＥＬディスプレイパネル。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルでは、それぞれの有機ＥＬ素子が均一な膜厚の有機発光層を有することから、有機発光層の発光面積が大きい。よって本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは高い開口率を有する。また、有機発光層の膜厚が均一であることから、有機発光層の劣化が少ない。よって本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの寿命は長い。

従来の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子の断面図 本発明の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子の断面図 本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を示す図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルの平面図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルの平面図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルの斜視図 実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子の断面図 実施の形態２の有機ＥＬディスプレイパネルの斜視図 実施の形態３の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子の断面図 実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子の断面図 実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法を示す図

１．本発明の有機ＥＬディスプレイパネルについて
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、基板と、基板上に複数のライン状の領域を規定する複数のライン状のバンクとを有する。それぞれのライン状の領域内には、有機ＥＬ素子が一列に配列される。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、有機ＥＬ素子のそれぞれの正孔注入層の形状に特徴を有するが、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの他の構成は、本発明の効果を損なわない限り公知の有機ＥＬディスプレイパネルと同じであってよい。例えば、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、パッシブマトリックス型であっても、アクティブマトリックス型であってもよい。さらに本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、ボトムエミッション型（光を陽極および基板を通して取り出すタイプ）であっても、トップエミッション型（光を陰極および封止膜を通して取り出すタイプ）であってもよい。

基板の材料は、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルが、ボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ＥＬディスプレイパネルがボトムエミッション型の場合、基板が透明であることが求められるので、基板の材料の例には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）などの透明樹脂やガラスなどが含まれる。一方、有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション型の場合、基板が透明である必要はないので、基板の材料は絶縁性を有するものであれば任意である。また基板は有機ＥＬ素子を駆動するための駆動ＴＦＴを内蔵していてもよい。

バンクは、後述する有機ＥＬ素子の有機発光層の配置領域を規定する障壁である。本発明では、バンクは基板上にライン状に複数本形成され、基板上にライン状の領域を規定する（図５参照）。ライン状のバンクが規定したライン状の領域には、複数の有機ＥＬ素子が一列に配列される。ライン状のバンクは互いに平行であることが好ましい。

バンクの高さ（基板面からバンクの頂点までの距離）は０．５μｍ〜２μｍであることが好ましい。またバンクの形状は、順テーパ状であっても、逆テーパ状であってもよいが、後述するように、正孔注入層が凹曲状である場合、バンクの形状は、順テーパ状であることが好ましい。バンクが順テーパ状である場合、バンクのテーパ角度の上限は、２０°〜９０°であり、より好ましくは、４０°〜７０°である。また、バンクの幅は、６０〜８０μｍであることが好ましい。

バンクは、後述する有機発光材料を含むインクが塗布される領域を規定することから、濡れ性が低いことが好ましい。バンクの濡れ性を低くするには、バンクをフッ素ガスでプラズマ処理してもよいし、バンクの材料をフッ素含有樹脂としてもよい。フッ素含有樹脂は、その高分子繰り返し単位のうち、少なくとも一部の繰り返し単位にフッ素原子を有するものであればよい。

バンクをフッ素ガスでプラズマ処理する場合、バンクの材料は、ポリイミドまたはアクリル樹脂であることが好ましい。特にポリイミドは吸水性が低いことからバンクの材料として好ましい。また、フッ素含有樹脂の例には、フッ素化ポリイミド樹脂、フッ素化ポリメタアクリル樹脂、含フッ素フェノール・ノボラック系樹脂などが含まれる。

本発明ではバンクの構造は、２層構造であってもよい（図９参照）。バンクの構造が２層構造である場合、バンクは下層である無機膜と、上層である有機層とからなる。無機膜の材料の例は、エッチングによる加工が容易な、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンなどを含む。無機膜の厚さは１０ｎｍ〜１００ｎｍである。無機膜は、有機層から、１〜１０μｍライン状の領域内にはみ出していてもよい。無機膜が、有機層からライン状の領域内にはみ出していることで、有機層の形成過程で生じるダストが、後述する正孔注入層に付着することを防止することができる。その結果、陽極上に積層される各層（後述する）の膜厚を均一にすることができ、有機ＥＬディスプレイパネルの発光効率を格段に高めることができる。

また、バンクの上面には、溝または突起が設けられていてもよい。バンクの上面に溝または突起を設けることで、バンクによって規定された領域内に塗布されるインクが、バンクの外側に漏れ出すことをより確実に防止することができる。

また、有機層の材料は、上述したようなポリイミドやアクリル樹脂またはフッ素含有樹脂であってもよいが、有機層は、撥液性の自己組織化単分子膜（Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｅ Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ：ＳＡＭ）であってもよい。自己組織化単分子膜の材料としては、有機材料の末端にシランカップリング構造を有する材料が好ましい。自己組織化単分子膜の材料がシランカップリング構造を有する場合、無機膜上に、自己組織化単分子膜を形成することが容易になる。シランカップリング結合は、紫外線等の光照射によって、切断することができることから、自己組織化単分子膜は、フォトマスクを用いた光照射によって、パターニングすることができる。

上述したようにライン状の領域内には複数の有機ＥＬ素子が一列に配列される。それぞれの有機ＥＬ素子は、陽極、正孔注入層、有機発光層および陰極を有する。以下、有機ＥＬ素子の個々の構成要素について説明する。

［陽極］
陽極は、基板上に配置される導電性の部材である。陽極の材料は、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルが、ボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ＥＬディスプレイパネルがボトムエミッション型の場合、陽極が透明であることが求められるので、陽極の材料の例には、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、酸化スズなどが含まれる。
一方、有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション型の場合、陽極に光反射性が求められるので、陽極の材料の例には、ＡＰＣ合金（銀、パラジウム、銅の合金）やＡＲＡ（銀、ルビジウム、金の合金）、ＭｏＣｒ（モリブデンとクロムの合金）、ＮｉＣｒ（ニッケルとクロムの合金）などが含まれる。陽極の厚さは、通常、１００〜５００ｎｍであり、約１５０ｎｍでありうる。

また、陽極は駆動ＴＦＴのドレイン電極と接続されていてもよい。本発明の有機ＥＬディスプレイパネルがボトムエミッション型の場合、駆動ＴＦＴと有機ＥＬディスプレイパネルとは、通常、同一平面上に配置される。一方、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション型の場合、有機ＥＬディスプレイパネルは、通常、駆動ＴＦＴの上に配置される。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルが、パッシブマトリクス型である場合、複数の有機ＥＬ素子が１のライン状の陽極を共有する。陽極がライン状である場合、ライン状のバンクのラインの方向と、陽極のラインの方向とは直交することが好ましい。一方、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルがアクティブマトリクス型である場合、陽極は有機ＥＬ素子ごとに独立して配置される。

［正孔注入層］
正孔注入層は、陽極から後述する有機発光層への正孔の注入を補助する機能を有する層である。したがって、正孔注入層は、陽極と後述する有機発光層との間に配置される。正孔注入層の一部（端部）は、バンクの下に配置される。また、正孔注入層の端部はバンクによって覆われていることが好ましい。

本発明では、正孔注入層は遷移金属の酸化物からなる。遷移金属の例には、タングステンやモリブデン、チタン、バナジウム、ルテニウム、マンガン、クロム、ニッケル、イリジウム、ＡＰＣ（銀−パラジウム−銅合金）およびこれらの組み合わせなどが含まれる。正孔注入層は、好ましくは、酸化タングステン（ＷＯ_ｘ）、酸化バナジウム（Ｖ_ｘＯ_ｙ）もしくは酸化モリブデン（ＭｏＯ_ｘ）またはこれらの組み合わせからなる。正孔注入層の厚さは、通常、１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、約５０ｎｍでありうる。本発明の有機ＥＬディスプレイパネルでは、複数の素子が１の正孔注入層を共有してもよいし、正孔注入層は素子ごとに独立して配置されてもよい。

本発明では、各有機ＥＬ素子の正孔注入層が、凹曲状（図７参照）または凸曲状（図１０参照）であることを特徴とする。ここで「正孔注入層が凹曲状」とは、正孔注入層の表面のうち、後述する有機発光層に接する表面の中央部が基板側に窪んだ曲面であることを意味する。また、「正孔注入層が凹曲状」の場合、正孔注入層の表面のうち、後述する有機発光層に接する表面は、楕円放物面状（図８参照）であっても放物柱面状（図６参照）であってもよい。
一方、「正孔注入層が凸曲状」とは、正孔注入層の表面のうち、後述する有機発光層に接する表面の中央部が有機発光層側に盛り上がった曲面であることを意味する。また、「正孔注入層が凸曲状」の場合、正孔注入層の表面のうち、後述する有機発光層に接する表面は、楕円面状であっても楕円柱面状であってもよい。

正孔注入層を凹曲状にするには、例えば、凹曲状の陽極上に正孔注入層を形成すればよい。陽極を凹曲状にするには、例えば、基板に凹曲部を形成し、凹曲部上に陽極を形成すればよい。一方、正孔注入層を凸曲状にするには、例えば、凸曲状の陽極上に正孔注入層を形成すればよい。陽極を凸曲状にするには、基板に凸曲部を形成し、凸曲部上に陽極を形成すればよい。

正孔注入層の形状は、後述する有機発光層の形状によって適宜選択される。

以下、正孔注入層の形状について、図を用いて詳細に説明する。

図２は、凹曲状の正孔注入層を有する有機ＥＬ素子１０のライン状のバンクのライン方向に関して垂直な断面図（図５のＡＡ線断面図）を示す。また、図２では、陰極および有機発光層は省略されている。図２に示されるように有機ＥＬ素子１０は、基板１０１、陽極１０３、凹曲状の正孔注入層１０５およびバンク１０７を有する。

基板１０１は凹曲部１０２を有する。凹曲部１０２上には凹曲状の陽極１０３が配置されている。凹曲状の陽極１０３に凹曲状の正孔注入層１０５が配置されている。

図２に示すように、正孔注入層が凹曲状である場合、バンク１０７は順テーパ状であることが好ましい。上述したようにバンク１０７が順テーパ状である場合、バンク１０７のテーパ角は２０°〜９０°であり、より好ましくは４０°〜７０°である。また、凹曲状の正孔注入層１０５の断面（ライン状のバンク１０７のライン方向に垂直な断面）のエッジ１０５ｅにおける接線１０５ｌの傾斜角度１０５ａは、２０°〜９０°であり、より好ましくは、２０°〜５０°であり、さらに好ましくは、バンク１０７のテーパ角と同程度（４０°〜５０°）である。

また、凹曲状の正孔注入層１０５の深さ１０５ｄは５０〜３００ｎｍであることが好ましい。ここで、「凹曲状の正孔注入層の深さ」とは、凹曲状の正孔注入層１０５の表面上の最も窪んだ点１０５ｂと、正孔注入層１０５のエッジ１０５ｅ同士を結んだ直線との距離を意味する。また、凹曲状の正孔注入層１０５の曲率半径１０５ｒは１０〜３００μｍであることが好ましく、さらに好ましくは、６０〜８０μｍである。

このように、正孔注入層が凹曲状または凸曲状であることで、後述する有機発光層の膜厚を均一にすることができる。

［有機発光層］
有機発光層は、有機発光材料を含む層である。有機発光層は、バンクによって規定された領域内の正孔注入層上に配置される。有機発光層の厚さは、約５０〜１００ｎｍ（例えば７０ｎｍ）であることが好ましい。

有機発光層は、バンクによって規定された領域に配置される。すなわち、有機発光層は、ライン状の領域内にライン状に形成される。したがって、ライン状の領域内の有機ＥＬ素子の有機発光層は連結している。

有機発光層に含まれる有機発光材料は低分子有機発光材料であっても、高分子有機発光材料であってもよいが、高分子有機発光材料であることが好ましい。高分子有機発光材料を含む有機発光層は、塗布形成しやすいからである。高分子有機発光材料の例には、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリアセチレン（Ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）およびその誘導体、ポリフェニレン（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ）およびその誘導体、ポリパラフェニレンエチレン（Ｐｏｌｙｐａｒａｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｅｔｈｙｌｅｎｅ）およびその誘導体、ポリ３−ヘキシルチオフェン（Ｐｏｌｙ−３−ｈｅｘｙｌｔｈｉｏｐｈｅｎｅ（Ｐ３ＨＴ））およびその誘導体、ポリフルオレン（Ｐｏｌｙｆｌｕｏｒｅｎｅ（ＰＦ））およびその誘導体などが含まれる。

有機発光材料は各副画素（有機ＥＬ素子）から所望の発色（レッド、グリーンまたはブルー）が生じるように、適宜選択される。例えば、レッド副画素の隣にグリーン副画素を配置し、グリーン副画素の隣にブルー副画素を配置し、ブルー副画素の隣にレッド副画素を配置する。有機発光材料と溶媒を含むインクを、インクジェットなどの塗布法によってバンクによって規定された領域に塗布することによって、容易かつ他の材料に損傷を与えることなく有機発光層を形成することができる。

また塗布するインクの物性によって形成される有機発光層が凹曲状になったり凸曲状になったりする。本発明では、有機発光層の形状は凹曲状であることが好ましい。有機発光層の形状に影響を与えるインクの物性には、溶媒の沸点や有機発光材料の濃度などが含まれる。

上述したように、正孔注入層の形状は、有機発光層の形状によって適宜選択される。本発明では、有機発光層が凹曲状である場合に、正孔注入層を凹曲状にすればよく、有機発光層が凸曲状である場合に、正孔注入層を凸曲状にすればよい。

このように、本発明では、有機発光層の形状と正孔注入層の形状とを合わせることで、有機発光層の膜厚が均一になる。

正孔注入層と有機発光層との間には、中間層が配置されていてもよい。中間層は、正孔注入層への電子の浸入をブロックする役割や、有機発光層に正孔を効率よく運ぶ役割などを有し、例えばポリアニリン系の材料からなる層である。中間層は、バンクによって規定された領域に配置される。すなわち、中間層は、ライン状の領域内にライン状に形成される。したがって、ライン状の領域内の有機ＥＬ素子が１のライン状の中間層を共有する。中間層の厚さは通常、５ｎｍ以上１００ｎｍ以下であり、好ましくは１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下（例えば約２０ｎｍ）である。また、正孔注入層から有機発光層へ効率的に正孔を輸送できる限り、中間層は省略されてもよい。

［陰極］
陰極は有機発光層上に配置される。陰極の材料は、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルがボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。本発明の有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション型の場合、陰極には光透過性が求められる。したがって、陰極の材料の例には、ＩＴＯやＩＺＯ、Ｂａ、Ａｌ、ＷＯｘなどが含まれる。また、有機ＥＬディスプレイパネルがトップエミッション型の場合、有機発光層と陰極との間に蒸着法によって形成された有機バッファー層などが配置されてもよい。一方、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルがボトムエミッション型の場合、陰極の材料は特に限定されないが、例えば、ＢａやＢａＯ、Ａｌなどである。

また、有機ＥＬディスプレイパネルがアクティブマトリクス型の場合、全ての有機ＥＬ素子が１つの陰極を共有していてもよい（図４参照）。アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイパネルでは、各副画素は独立したＴＦＴによって駆動されるからである。一方、有機ＥＬディスプレイパネルがパッシブマトリクス型の場合、複数のライン状の陰極がパネル上に配置される。この場合、ライン状のバンクがカソードセパレータとして機能する。またライン状の陰極のライン方向は、ライン状の陽極のライン方向と直交することが好ましい。

陰極上にカバー材（封止材）を設けて有機ＥＬディスプレイパネルを封止してもよい。カバー材により有機発光層への水分や酸素の浸入を抑制することができる。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルでは、それぞれの有機ＥＬ素子が均一な膜厚を有する有機発光層を有することから、有機発光層の発光面積が大きい。よって本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは高い開口率を有する。また、有機発光層の膜厚が均一であることから、有機発光層の劣化が少ない。よって本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの寿命は長い。

２．有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法について
本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、本発明の効果を損なわない限り、任意の方法で製造され得る。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの好ましい製造方法は、例えば、１）基板を準備する第１ステップ（図３Ａ）、２）基板に２以上の凹曲部または凸曲部を形成する第２ステップ（図３Ｂ、図３Ｃ）、３）基板の凹曲部または凸曲部に陽極を形成する第３ステップ（図３Ｄ）、４）陽極上に凹曲状または凸曲状の正孔注入層を形成する第４ステップ（図３Ｅ）、５）ライン状のバンクを形成する第５ステップ（図３Ｆ）、６）バンクによって規定された領域（ライン状の領域）に有機発光材料を含むインクを塗布し、有機発光層を形成する第６ステップ（図３Ｇ、図３Ｈ）、７）有機発光層上に陰極を形成する第７ステップ（図３Ｉ）を有する。

第２ステップで、基板に凹曲部または凸曲部を形成するには、基板を直接ウェットエッチングまたはドライエッチングしてもよいし、凹曲部または凸曲部が形成される面に感光性樹脂層を含む基板を露光し、現像してもよい。上述したように、正孔注入層を凹曲状とするか、または凸曲状とするか、すなわち、基板に凹曲部を形成するか、または凸曲部を形成するかは、形成される有機発光層の形状によって選択される。

以下図面を用いて、有機発光層および正孔注入層が凹曲状である場合の本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法について説明する。

図３Ａは、第１ステップを示す。第１ステップでは基板１０１を準備する。基板１０１は感光性樹脂層１０１’を有する。基板１０１は、駆動ＴＦＴを内蔵していてもよい。

図３Ｂおよび図３Ｃは、第２ステップを示す。第２ステップでは、基板１０１に凹曲部１０２を形成する。基板１０１に凹曲部１０２を形成するには、基板１０１の感光性樹脂層１０１’の材料をポジ形のフォトレジストとし、図３Ｂに示されるように中心付近の開口度が外側の開口度よりも大きいメッシュ状のマスク１１３を用いて感光性樹脂層１０１’を露光すればよい。その後、基板を現像することで、凹曲部１０２が形成された基板１０１を得ることができる。

図３Ｄは、第３ステップを示す。第３ステップでは、基板１０１の凹曲部１０２上に陽極１０３を形成する。陽極１０３は、例えば、基板１０１の凹曲部１０２上に陽極１０３の材料からなる層をスパッタリングなどで成膜し、成膜された層をエッチングによりパターニングすることで形成されてもよい。

図３Ｅは、第４ステップを示す。第４ステップでは、陽極１０３上に正孔注入層１０５を形成する。正孔注入層１０５は、例えば、凹曲状の陽極１０３上に正孔注入層１０５の材料からなる層をスパッタリングなどで成膜し、成膜された層をエッチングによりパターニングすることで形成されてもよい。このように凹曲状の陽極１０３上に正孔注入層１０５をスパッタリングなどで形成することから、凹曲状の正孔注入層１０５を得ることができる。

図３Ｆは第５ステップを示す。第５ステップではライン状のバンク１０７を形成する。バンク１０７は、フォトリソグラフィ技術または印刷技術を用いて形成されうる。

フォトリソグラフィ技術を用いてバンク１０７を形成する場合には、ａ）基板１０１および正孔注入層１０５上に、樹脂を含む感光性樹脂組成物の膜を形成するステップ、ｂ）前記膜を露光および現像して、正孔注入層１０５の少なくとも一部を露出させるステップを含む。

基板１０１および正孔注入層１０５上に樹脂を含む感光性樹脂組成物の膜を形成するには、例えば、樹脂組成物をスピンコートなどで塗布し、樹脂組成物からなる膜を形成し；形成された膜を乾燥させればよい。乾燥条件は特に限定されないが、８０℃で２〜３分間放置すればよい。

樹脂を含む感光性樹脂組成物の膜を露光して、現像することによって、後述する有機発光材料を含むインクが塗布される領域内の正孔注入層１０５が露出する。

現像後、膜をベーク処理する。ベーク処理の条件は、特に限定されないが、例えば温度は約２００℃以上であり、時間は約１時間である。

一方、印刷技術を用いて所定パターンの樹脂膜を形成する場合には、凹版印刷や凸版印刷などの手法で印刷すればよい。バンク１０７を凹版印刷などで形成すれば、他の構成部材に損傷を与えにくい。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、第４ステップと第５ステップとの間に、無機膜を形成するステップを有していてもよい。無機膜は、例えば、ＣＶＤ法などで無機物からなる膜を形成し、ＳｉＦ、ＣＦ_４などのガスでドライエッチングしパターニングすればよい。

図３Ｇおよび図３Ｈは、第６ステップを示す。第６ステップでは、正孔注入層１０５上に有機発光層１０９を形成する。有機発光層１０９は、バンク１０７によって規定された領域（ライン状の領域）内に、有機発光材料および溶媒を含むインク１０８を塗布し（図３Ｇ）、塗布したインクを乾燥させることで形成される。溶媒の例には、アニソールなどの芳香族系の溶媒が含まれる。塗布する手段は特に限定されない。塗布する手段の例には、インクジェット、ディスペンサー、ノズルコート、スピンコート、凹版印刷、凸版印刷などが含まれる。好ましい塗布手段は、インクジェットである。

インク１０８を乾燥させることによって形成された有機発光層１０９は凹曲状となる。したがって、有機発光層１０９が形成される領域が平坦である場合、各有機ＥＬ素子１０の有機発光層１０９の膜厚が不均一になる（図１参照）。

しかし、本発明では、有機発光層１０９が形成される領域の正孔注入層１０５も同様に凹曲状である。したがって、たとえ有機発光層１０９が凹曲状であったとしても、正孔注入層１０５上の有機発光層１０９の膜厚は均一になる。

本発明の製造方法は、第５ステップと第６ステップの間に中間層を形成するステップを有していてもよい。中間層は、バンクによって規定された領域内に、中間層の材料および溶媒を含むインクを塗布することで形成される。

図３Ｉは、第７ステップを示す。第７ステップでは、有機発光層１０９上に陰極１１１を形成する。陰極１１１は例えば、蒸着法やスパッタリングで形成される。その後、陰極上に水分や酸素の浸入を防止するための封止膜を形成してもよい。

このように、本発明の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法によれば、各有機ＥＬ素子内の有機発光層の膜厚を均一にすることができることから、有機ＥＬディスプレイパネルの開口率が向上し、発光効率が向上する。また、有機発光層の膜厚が均一になると有機ＥＬディスプレイパネルの寿命を延ばし、消費電力を低減することもできる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。しかし、本発明は、これらの実施の形態によって限定されない。

（実施の形態１）
実施の形態１ではアクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイパネルについて説明する。

図４は、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネル１００の平面図である。図４に示されるように有機ＥＬディスプレイパネル１００は、パネル全体を覆う陰極１１１を有する。

図５は、陰極１１１を省略した有機ＥＬディスプレイパネル１００の平面図である。図５に示されるように、有機ＥＬディスプレイパネル１００は、基板１０１上に互いに平行に配置されたライン状のバンク１０７を有する。ライン状のバンク１０７は、ライン状の領域１１を規定する。ライン状の領域１１には、複数の有機ＥＬ素子１０が一列に並んで配置される。また、ライン状の領域１１には、ライン状の有機発光層１０９が配置される。ライン状の領域１１に配置された、有機ＥＬ素子１０は、ライン状の有機発光層１０９を共有する。

ライン状の領域１１Ｒに配列された有機ＥＬ素子１０は、赤色の光を発する素子であり、ライン状の領域１１Ｇに配列された有機ＥＬ素子１０は、緑色の光を発する素子であり、ライン状の領域１１Ｂに配列された有機ＥＬ素子１０は、青色の光を発する素子である。それぞれのライン状の領域１１は、バンクによって規定されていることから、各領域に塗布されたインクが混じることはない。また、有機発光層をライン状に形成することで、有機発光層の膜厚がライン方向に均一になる。

図６は、図５に示された有機ＥＬディスプレイパネルから陰極１１１、有機発光層１０９、中間層１０４を省略した有機ＥＬディスプレイパネル１００の斜視図である。図６に示されるように基板１０１は、ライン状領域１１に、放物柱面状の凹曲部１０２を有する。凹曲部１０２上には、陽極１０３および正孔注入層１０５が形成されることから、本実施の形態では、正孔注入層１０５は凹曲状であり、かつ有機発光層に接する正孔注入層１０５の表面は、放物柱面状である。また、有機ＥＬ素子間の領域１２も放物柱面状の表面を有する。このように、有機ＥＬ素子間の領域１２も凹曲状である場合、有機発光層の形成前に領域１２に、パーティクルなどの異物が混入した場合であっても、異物を領域１２に、保持することができ、有機ＥＬ素子内に異物が混入することを防止することができる。
以下、実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネル１００に含まれる有機ＥＬ素子について詳細に説明する。

図７は、図５に示された有機ＥＬディスプレイパネル１００のＡＡ線断面図の有機ＥＬ素子１０を示す。有機ＥＬ素子１０は、基板１０１、陽極１０３、正孔注入層１０５、バンク１０７、中間層１０４および有機発光層１０９を有する。

基板１０１は、駆動ＴＦＴを内蔵する。基板１０１は、ゲート電極２０１、ソース電極２０３、ドレイン電極２０５を有する。ゲート電極２０１とソース電極２０３およびドレイン電極２０５とはゲート絶縁膜２１１によって絶縁されている。またソース電極２０３とドレイン電極２０５とは、チャネル２０７によって接続されている。さらに、チャネル２０７、ソース電極２０３およびドレイン電極２０５上には平坦化膜２１３が配置される。
ドレイン電極２０５と陽極１０３とは、コンタクトホール２０９を通して接続される。

図７に示されるように、陽極１０３および正孔注入層１０５は、凹曲状である。このように、正孔注入層１０５が凹曲状であることから、正孔注入層１０５上に塗布形成される中間層１０４および有機発光層１０９の膜厚は均一になる。

このように、本実施の形態によれば、有機発光層の膜厚が均一になる。また、パーティクルによる歩留まりの低下を低減することができる。

［実施の形態２］
実施の形態１では、凹曲状の正孔注入層の表面が放物柱面状である例について、説明した。実施の形態２では、凹曲状の正孔注入層の表面が楕円放物面状である例について説明する。

図８は、陰極、有機発光層、中間層を省略した実施の形態２の有機ＥＬディスプレイパネル２００の斜視図である。有機ＥＬディスプレイパネル２００は、基板１０１が有する凹曲部１０２ａの形状以外は、有機ＥＬディスプレイパネル１００と同一である。したがって、有機ＥＬディスプレイパネル１００と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図８に示されるように、基板１０１は、ライン状領域１１内に一列に配列された凹曲部１０２ａを有する。凹曲部１０２ａは楕円放物面状の表面を有する。実施の形態２ではそれぞれの凹曲部１０２ａ上に有機ＥＬ素子が形成される。したがってそれぞれの有機ＥＬ素子の正孔注入層は凹曲状であり、かつ表面が楕円放物面状である。

このように、本実施の形態では、それぞれの凹曲状の正孔注入層の表面が楕円放物面状であることから有機発光層の膜厚を均一にすることができ、開口率を向上させることができる。

［実施の形態３］
実施の形態１および２では、バンクの構造が１層構造である例について説明した。実施の形態２では、バンクの構造が２層構造である例について説明する。

実施の形態３の有機ＥＬディスプレイパネルの平面図は、図４および図５で示した実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネル１００の平面図と同じである。

図９は、実施の形態３の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子２０の断面図である。有機ＥＬ素子２０は、無機膜を有する以外は、有機ＥＬ素子１０と同一である。したがって、有機ＥＬ素子１０と同一の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図９に示されるように、有機ＥＬ素子２０はバンク１０７の下層に無機膜１０６を有する。無機膜１０６は、正孔注入層１０５の端部を覆うように基板１０１上に配置されている。また、無機膜１０６はバンク１０７からバンク１０７によって規定された領域内にはみ出している。バンク１０７からはみ出した無機膜１０６の幅ｄは１〜１０μｍである。

このように、有機物のバンクの下層に親液性の高い無機膜を設けることで、インクがバンクによって規定された領域内の端まで塗布されることができるので、塗り残した領域が発生することはない。これにより有機ＥＬ素子がショートすることを防止することができる。

このように、無機膜が有機層からライン状の領域内にはみ出していることで、有機層の形成過程で生じるダストが、正孔注入層に付着することを防止することができる。その結果、陽極上に積層される各層の膜厚を均一にすることができ、有機ＥＬディスプレイパネルの発光効率を格段に高めることができる。

［実施の形態４］
実施の形態１〜３では、正孔注入層が凹曲状である例について説明した。実施の形態４では、正孔注入層の形状が凸曲状である例について説明する。すなわち、有機発光層が凸曲状である場合について説明する。

実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルの平面図は、図４および図５で示した実施の形態１の有機ＥＬディスプレイパネル１００の平面図と同じである。

図１０は、実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルに含まれる有機ＥＬ素子３０の断面図である。図１０に示されるように、有機ＥＬ素子３０は、基板１０１、陽極１０３、正孔注入層１０５、バンク１０７、中間層１０４および有機発光層１０９を有する。本実施の形態では、陽極１０３および正孔注入層１０５が凸曲状であることを特徴とする。また基板１０１は凸曲部１０２’を有する。

以下図面を用いて、実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法について説明する。

図１１は、実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルの製造プロセスを示す。図１１に示されるように、実施の形態４の有機ＥＬディスプレイパネルの製造方法は、１）基板１０１を準備する第１ステップ（図１１Ａ）、２）基板１０１に凸曲部１０２’を形成する第２ステップ（図１１Ｂ、図１１Ｃ）、３）基板１０１の凸曲部１０２’に陽極１０３を形成する第３ステップ（図１１Ｄ）、４）陽極１０３上に凸曲状の正孔注入層１０５を形成する第４ステップ（図１１Ｅ）、５）バンク１０７を形成する第５ステップ（図１１Ｆ）、６）バンク１０７によって規定された領域内に中間層１０４および有機発光層１０９を形成する第６ステップ（図１１Ｇ）を有する。

第２ステップで、基板１０１に凸曲部１０２’を形成するには、基板１０１の感光性樹脂層１０１’の材料をポジ形のフォトレジストとし、図１１Ｂに示されるように中心付近の開口度が外側の開口度よりも小さいメッシュ状のマスク１１３を用いて感光性樹脂層１０１’を露光すればよい。その後、基板を現像することで、凸曲部１０２’が形成された基板１０１を得ることができる。

このように、正孔注入層が凸曲状である本実施の形態によれば、有機発光層が凸曲状である場合であっても、均一な膜厚の有機発光層を得ることができる。

本出願は、２００８年２月２８日出願の特願２００８−０４７０４３に基づく優先権を主張する。当該出願明細書に記載された内容は、すべて本願明細書に援用される。

本発明の有機ＥＬディスプレイパネルは、例えば、有機ＥＬディスプレイ（大画面テレビ、携帯電話などの情報機器端末のモニタなど）に適用可能である。

１０１ 基板
１０３ 陽極
１０４ 中間層
１０５ 正孔注入層
１０６ 無機膜
１０７ バンク
１０８ インク
１０９ 有機発光層
１１１ 陰極
１１３ マスク
２０１ ゲート電極
２０３ ソース電極
２０５ ドレイン電極
２０７ チャネル
２０９ コンタクトホール
２１１ ゲート絶縁膜
２１３ 平坦化膜

Claims (6)

1. 駆動ＴＦＴを内蔵した基板と、前記基板上に配置され、ライン状の領域を規定するバンクと、前記ライン状の領域のそれぞれに一列に配列された２以上の有機ＥＬ素子と、を有する有機ＥＬディスプレイパネルであって、
   前記有機ＥＬ素子のそれぞれは、前記基板上に配置され、前記駆動ＴＦＴのドレイン電極と接続された陽極、前記陽極上に配置された金属酸化物からなる正孔注入層、前記正孔注入層上に配置された有機発光層、前記有機発光層上に配置された陰極を有し、
   前記正孔注入層は、前記バンクによって規定された領域内に配置され、
   前記陽極および前記正孔注入層は、凹曲状または凸曲状である、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイパネル。
2. 前記陽極および前記正孔注入層は、凹曲状である、請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
3. 前記凹曲状の正孔注入層の深さは、５０ｎｍ〜３００ｎｍである、請求項２に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
4. 前記バンクは順テーパ状である、請求項２に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
5. 前記バンクのテーパ角度は、２０°〜９０°であり、
   前記凹曲状の正孔注入層の断面のエッジにおける接線の傾斜角度は、２０°〜９０°であり、
   前記正孔注入層の断面は、前記ライン状のバンクのライン方向に垂直な断面である、請求項４に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
6. 前記金属酸化物は、酸化タングステン、酸化モリブデンもしくは酸化バナジウムまたはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイパネル。
   
   
   
   

Images