JP5462251B2 - 有機el表示パネル、表示装置、及び有機el表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
具体的には、中間層の材料を含むインクは全ての色で共通とし、各サブピクセルに対して供給する中間層形成用のインク量を一定にしている。例えば、インクジェット方式で中間層のインクを塗布する場合、各色の有機EL素子を形成する領域に対して吐出するインクの液滴数は共通とし、且つノズルから吐出されるインク一滴あたりの体積も同じにしながら行っている。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、有機EL表示パネルにおいて、中間層又は発光層をウェット方式で形成しながら、異なる発光色間の中間層等の膜厚差を容易に微調節できるようにし、例えば、発光効率、発光色等を向上させることを目的とする。
本発明の一態様における有機EL表示パネルの製造方法では、基板を準備する第1工程と、前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って第3隔壁を形成する第5工程と、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に対向電極を設ける第8工程と、を具備し、前記第3工程において、前記層間絶縁膜の厚みは、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所より厚く形成されており、前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホールと、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールとが設けられ、前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホールより深く、かつ、容積が大きく形成され、前記第4工程において、前記第1色用の電極板の各々には、前記第1コンタクトホールの形状に沿って第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には、前記第2コンタクトホールの形状に沿って第2窪み部が形成され、前記第6工程で形成された前記第1有機機能層及び前記第7工程で形成された前記第2有機機能層において、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、という構成が採用されている。
本発明の一態様における有機EL表示パネルでは、TFT層と、前記TFT層の上方に設けられた層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に形成され、ライン状に配列された複数の第1色用の電極板を含む第1電極板群と、前記層間絶縁膜上に前記第1電極板群と隣接して形成され、ライン状に配列された複数の第2色用の電極板を含む第2電極板群と、前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って形成された第1隔壁と、前記第1電極板群の他方の長辺部分と、前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に形成された第2隔壁と、前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って形成された第3隔壁と、前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に形成された第1有機機能層と、前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に形成された第2有機機能層と、前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に設けられた対向電極と、を具備し、前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが設けられ、前記第1色用の電極板の各々は、前記第1コンタクトホールの形状に沿って窪む第1窪み部を有し、前記第2色用の電極板の各々は、前記第2コンタクトホールの形状に沿って窪む第2窪み部を有しており、前記層間絶縁膜の厚みは、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所より厚く形成されており、前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホールより深く、かつ、容積が大きく、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、という構成が採用されている。
ここで、「前記層間絶縁膜の厚みを、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所より厚く形成する」ために、第1電極板群が形成された箇所と、第2電極板群が形成された箇所とにおいて、層間絶縁膜の上面と下面との少なくとも一方の高さを変えることができる。
なお、本態様は、例えば、第1電極板群に対応する箇所が、第2電極板群に対応する箇所よりも低い基板を具備し、その基板上にTFT層が形成されたものとすることができる。
なお、第1有機機能層の体積と第2有機機能層の体積との差は、第1窪み部に堆積した第1有機機能層の体積から第2窪み部に堆積した第2有機機能層の体積を差し引いた体積未満であることが望ましい。
なお、電極板上に有機機能層以外の層(例えば、画素規制層)が形成されていても、有機機能層以外の層が窪み部に凹入して窪んでいれば、有機機能層の膜厚差を微調節することができる。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルは、前記第1有機機能層は、インクジェット式塗布方法により所定の体積の液滴が塗布されることにより、前記第1電極板群の上方に連続して形成され、前記第2有機機能層は、インクジェット式塗布方法により前記所定の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内の体積の液滴が塗布されることにより前記第2電極板群の上方に連続して形成され、前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内である、という構成を採用することができる。
有機EL発光素子において、例えば、電極板側で反射して対向電極側に出射する光の光路長を各色の光の波長に適したものにして、発光層から対向電極側に直接出射する光と強めあうように干渉させるキャビティ構造が採用されている場合がある。このキャビティ構造の一部を有機機能層が構成している場合には、青色に対応する有機機能層の膜厚を薄くすることが好ましい。それは、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光色の中で青色の光の波長が、赤色、緑色の光の波長より短いため、光路長を短くすることが好ましいからである。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルに、前記コンタクトホールの上面積は、前記層間絶縁膜における前記コンタクトホールの周縁部のもっとも高い位置から10%又は10%の近傍値の範囲内に下がった位置における前記コンタクトホールの直径で規定される円の面積である、という構成を採用することができる。
本態様によれば、第1コンタクトホールの容積を、第2コンタクトホールの容積よりも大きくすることで、各色に対応する有機発光層の膜厚の差を微調節することができる。その結果、有機発光層の色度や輝度をより適切にすることができる。あるいは、光の取出し効率を向上させることができる。
さらに、本発明の一態様における有機EL表示パネルに、前記電極板は陰極であり、前記対向電極は陽極である、という構成を採用することができる。
本態様によれば、上記いずれかの態様に記載の有機EL表示パネルを備えた表示装置を実現できる。
(表示パネル100の構成)
図1は、実施の形態1に係る表示パネル100の要部構成を模式的に示す断面図である。図2は、表示パネル100の要部構成を示す斜視図である。
図2に示すように、青色の有機EL素子20a…が縦方向(Y方向)にライン状に配列され、それに隣接して、緑色の有機EL素子20b…が縦方向(Y方向)にライン状に配列され、さらに、それに隣接して、赤色の有機EL素子20c…が縦方向(Y方向)にライン状に配列されている。そして、横方向(X方向)に隣接する3つの有機EL素子20a,20b,20cで一画素が形成される。
この層間絶縁膜3には、各有機EL素子20a,20b,20cごとに、それぞれ厚み方向(Z方向)に掘り下げたコンタクトホール13a,13b,13cが形成されている(図1、図3参照)。コンタクトホール13は、層間絶縁膜3の上面側及び下面側の両側に開口した円形の孔である。各コンタクトホール13a,13b,13cを区別せずに、単にコンタクトホール13と記載する場合がある。なお、コンタクトホール13の断面形状(XY平面に平行な断面の形状)には、円形以外に、楕円形、矩形などの形状を採用してもよい。
図3(a)に示すように、コンタクトホール13は、有機EL素子20と同様に行列状に配列されている。そして、コンタクトホール13は、横方向(X方向)において近接して並べられ、縦方向(Y方向)において所定の離間距離で等ピッチに配列されている。
この画素規制層6が形成された箇所は、陽極板5と陰極層11との間の電気的な導通が遮断され、有機EL素子20に駆動電圧が印加されても発光しないようにされている。すなわち、画素規制層6により、縦方向(Y方向)においてサブピクセル間の発光が規制されている。したがって、この画素規制層6により、縦方向(Y方向)に並ぶ複数のサブピクセルが区画されている。また、各画素規制層6は、縦方向(Y方向)において、複数のサブピクセルのサイズが均等になるように、等幅にされ、等ピッチで配されている。
また、ホール注入層7は、コンタクトホール13上の領域において、画素規制層6とともに陽極板5の窪み部23に凹入し、窪み部23と類似形状の窪み部15を形成している。なお、窪み部23の大きさ(直径や深さ寸法)に比して、画素規制層6やホール注入層7の膜厚が遥かに小さいため、ホール注入層7に形成された窪み部15の容積と、陽極板5に形成された窪み部23の容積とは、略同じである。
まず、表示パネル100の製造方法の主要な部分について、図4を参照しながらその一例を説明する。
表示パネル100のサイズに応じた基板1を準備する。なお、表示パネル100の数倍の大きさの基板を準備し、複数の表示パネル100の製造を同時に進行してもよい。
基板1上に、公知の製造方法(例えば、特開2003−241683号公報、特開2008−300611号公報等に記載)により、TFT及び配線、SD電極22からなるTFT層2を形成する(図4(a))。例えば、スパッタリング法やCVD法(化学気相成膜法)等によって、TFT、SD電極22、配線等が形成される。
層間絶縁膜形成工程:
上記TFT層2上に、ポジ型の感光性有機材料からなるレジスト膜26を塗布した後、そのレジスト膜26のSD電極22上に位置する部分にコンタクトホール13を形成する。
一方、半透光部32b, 32cでは照射光が弱められるため、半透光部32を透過した光が照射された部分は上部のみが感光し、現像処理において上部が取り除かれて第2面3b,第3面3cが形成される。なお、半透光部32は、第2面3bを形成する半透光部32bの方が、第3面3cを形成する半透光部32cよりも光の透過率が低くされている。その結果、第2面3bは第3面3cよりも高くなる。
陽極板形成工程:
スパッタリング法により、層間絶縁膜3の上に、金属材料(銀、パラジウム及び銅の合金)を厚み100〜200nm程度に薄膜成形し、金属材料膜上に半導体材料(IZO)を厚み90nm程度に薄膜成形する。
次に、CVD法によって、SiONを100〜300nmの厚さに成膜する。その後、フォトリソグラフィ法を用い、ドライエッチングでパターニングすることにより、画素規制層6を形成する(図4(e))。
図6に、隔壁形成工程におけるA−A’断面を模式的に示す。
隔壁材料として、例えば感光性のレジスト材料、もしくはフッ素系やアクリル系材料を含有するレジスト材料を、層間絶縁膜3上に塗布し、レジスト膜37を形成する。そのレジスト膜37を、モノトーンマスク38を用いてフォトリソグラフィ法でパターニングすることによって隔壁8a、8b、8cを形成する(図4(f)、図6(a))。
次に、ホール輸送層9を、インクジェット方式(インクジェット式塗布方法)で形成する(図4(g))。
発光層形成工程:
ホール輸送層9の上に、インクジェット方式で発光層10を形成する。この工程は、上記ホール輸送層形成工程と同様であって、発光層形成用の有機発光材料を溶解させたインクを、隣り合う隔壁8同士の間に塗布し、乾燥することによって形成するが、用いる有機発光材料が発光色ごとに異なっている。
次に、発光層10の表面上に、ITO、IZO等の材料を、スパッタリング法、あるいは真空蒸着法で成膜する。これにより陰極層11を形成する。さらに、陰極層11の表面上に、SiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等の材料をスパッタリング法、あるいは真空蒸着法で成膜することにより、封止層を形成する。
(コンタクトホール13及び窪み部15の容積とホール輸送層9の膜厚について)
表示パネル100において、コンタクトホール13の容積は、青色に対応するコンタクトホール13aが最も大きく、赤色に対応するコンタクトホール13cが最も小さく設定されている(13a>13b>13c)。よって、窪み部15の容積は、コンタクトホール13a上方に形成された窪み部15aが最も大きく、コンタクトホール13c上方に形成された窪み部15cが最も小さくなる(15a>15b>15c)。各色に対応するホール輸送層9a,9b,9cは、各陽極板5上方の領域において互いに同じ体積とされているが、窪み部15a,15b,15cに入り込む体積(量)が異なっている。
まず、窪み部15の容積とホール輸送層9の膜厚との関係について述べる。
図8(a)に、窪み部15が形成されていないと仮定した場合におけるインクの乾燥前後の状態を示す。仮に陽極板5の上面全てが平坦であり、窪み部がないとすると、陽極板5の上方に塗布されるインク層の仮想高さH0は、塗布量V0を面積Sで除して得られる。
乾燥後に形成されるホール輸送層9の仮想膜厚h0は、インク層の仮想高さH0に溶質濃度Nを乗じて求める。
=N・V0/S ・・・(1−2)
一方、図8(b),(c)に、窪み部15が形成されている場合におけるインクの乾燥前後の状態を示す。なお、当図において、窪み部15内に充填されたインクが乾燥されてなる部分と、窪み部15上方のインク層が乾燥されてなる部分とが区別して示されている。これについては、後に説明する。
H=(V0−V1)/S ・・・(1−3)
インク乾燥後のホール輸送層9の膜厚h(ha、hb、hc)は、インク層の高さHに、中間層用のインクの溶質濃度Nを乗じることで求められる。
=N(V0−V1)/S ・・・(1−4)
図8の(a)と(b)とを比較すると、インクが窪み部15に充填されることによって、サブピクセルにおけるインク層の高さHが、仮想高さH0(図8(b)において直線Jで示す)よりも小さくなることが分かる。その結果、乾燥後にホール輸送層9の膜厚hが、仮想膜厚h0よりも小さくなるのである。
=N・V0/S−N(V0−V1)/S
=N・V1/S ・・・(1−5)
すなわち、ホール輸送層9の仮想膜厚h0に対する膜厚hの減少量Eは、原則的に、窪み部15の容積に基づいて定まるのである。よって、窪み部15の容積(V1)を大きくすれば、ホール輸送層9の膜厚hの仮想膜厚h0に対する減少量Eを大きくすることができる。
図8(b)、(c)には、インク層の高さHa,Hbと、ホール輸送層9a,9bの膜厚ha,hbとを示す。なお、図8では、簡略化のため、陽極板5等の図示を省略し、窪み部15の断面形状を矩形にしている。
なお、インクの塗布量V0及び溶質濃度Nは、各色のインク塗布領域で互いに等しくされているものとする。この場合に、例えば、青色のサブピクセルにおけるホール輸送層9aの膜厚haと、緑色のサブピクセルにおけるホール輸送層9bの膜厚hbとの膜厚差Δhabは、次式によって得られる。
=N(V0−V1a)/S−N(V0−V1b)/S
=N(V1b−V1a)/S
=N・ΔV1ab/S ・・・(2−1)
すなわち、各色のインク塗布領域でインク量V0及び溶質濃度Nが等しい場合、上記膜厚差Δhabは、原則的に、青色に対応する窪み部15aの容積と、緑色に対応する窪み部15bの容積との差ΔV1abに比例するのである。よって、窪み部15a,15b,15c間の容積の差ΔV1(例えば、V1a−V1b)を調節することで、その容積の差ΔV1に応じて、各色に対応するホール輸送層9の膜厚ha,hb,hcの膜厚差Δh(例えば、ha−hb)を調節することができる。ここで、窪み部15aの容積V1aは、窪み部15bの容積V1bよりも大きいため、容積V1bから容積V1aを引くと負の値となるが、これは、膜厚haが膜厚hbよりも小さいことを示している。
(3)ホール輸送層9の膜厚差の調節単位について
各窪み部15の大きさは、層間絶縁膜3に形成するコンタクトホール13の大きさによって規定されており、後述するように微調節可能である。従って、窪み部の体積V1a、V1b,V1cは、インク液滴1滴の体積と比べて、細かい単位で調節することができるので、対応色が異なるホール輸送層9の膜厚差を微調節できる。
図8(b),(c)に示すように、窪み部15内のホール輸送層9の膜厚は、概ねサブピクセルにおけるホール輸送層9の膜厚よりも厚くなる。これは、主に、窪み部15に充填されたインクによるものである。
なお、体積v1と体積v2とは、次式で表わされる。
v1=N・V1 ・・・(3−2)
v2=N・V2 ・・・(3−3)
ここで、図8(b),(c)に示すように、窪み部15に入り込んだホール輸送層9のうち、第2部分44の元となる第2インク部分43は、サブピクセルにおけるインク層の高さHに応じて変化するだけであり、ホール輸送層9の膜厚hの変化に寄与していないと考えられる。また、式(1−5)からも明らかである。
=h・S1 ・・・(3−4)
よって、第2インク部分43の体積相当値v2’が得られ、第1インク41の体積相当値v1’が算出できる。なお、合計体積v3の相当値v3’は、例えば、窪み部15内に入り込んだホール輸送層9の断面に基づいて算出することができる。具体的には、例えば、窪み部15の中心軸を含む断面が得られる場合は、ホール輸送層9の断面形状を中心軸周りに1回転させた回転体の体積を相当値v3’とすることができる。
=v3’−h・S1 ・・・(3−5)
なお、理想的には、体積相当値v1’と、窪み部15aの容積V1に溶質濃度Nを乗じて得られた体積v1とは、同程度の値となる(例えば、±10%の範囲内)。
また、本実施の形態において、青色のサブピクセルにおけるホール輸送層9aが前記第1有機機能層に相当し、緑色のサブピクセルにおけるホール輸送層9bが前記第2有機機能層に相当し、赤色のサブピクセルにおけるホール輸送層9cが前記第3有機機能層に相当する。
例えば、1つのサブピクセルで、陽極板5上のインク塗布領域(図3(a)の符合5で示す領域)のサイズを縦300μm、横70μmとすると、陽極板5上のインク塗布領域の面積S=21000μm2となる。
=0.02μm=20nm ・・・(4−1)
ここで、青色に対応する窪み部15aは、上面半径が下面半径よりも大きな円錐台形状とし、高さTを6μm、上面半径r1を18μm、下面半径r2を約14.5μm、側面の傾斜角度が60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。よって、窪み部15aの容積V1aは、次式で求められ、πが3.14とすると、4994μm3(4.994pL)となる。
その結果、青色サブピクセルのホール輸送層9aの膜厚haは、次式によって得られる。
緑色に対応する窪み部15bも同様に、上面半径が下面半径よりも大きな円錐台形状であり、高さを4.5μm、上面半径18μm、下面半径を約15.4μm、側面の傾斜角度が60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。よって、窪み部15bの容積V1bは、πが3.14とすると、3949μm3(3.949pL)となる。
hb=N(V0−V1b)/S=16.2nm ・・・(4−4)
赤色に対応する窪み部15cも同様に、上面半径が下面半径よりも大きな円錐台形状であり、高さを3μm、上面半径18μm、下面半径を約16.3μm、側面の傾斜角度が60[°](XY平面に対する傾斜角度)とした。よって、窪み部15cの容積V1cは、2773μm3(2.773pL)となる。その結果、赤色サブピクセルのホール輸送層9cの膜厚hcは、次式によって得られる。
よって、青色サブピクセルのホール輸送層9aの膜厚haと、緑色サブピクセルのホール輸送層9bの膜厚hbとの膜厚差Δhabは、1.0nmとなる。また、膜厚hbと膜厚hcとの膜厚差Δhbcは、約1.1nmとなる。さらに、膜厚haと膜厚hcとの膜厚差Δhacは、約2.1nmとなる。上記の場合、コンタクトホール13の容積差ΔV1は、それぞれΔV1ab(青色と緑色)及びΔV1bc(緑色と赤色)が1045μm3(約1pL)程度、ΔV1ac(青色と赤色)が2221μm3(約2pL)程度である。
一方、比較例では、1つのサブピクセルあたりに充填するインク液滴の滴数を1滴増減させた場合、形成される中間層の膜厚は約2.9nmだけ増減するので、約2.9nm単位でしか膜厚を調節できない。なお、インクジェット装置から吐出されるインク1滴の体積及びインク塗布領域の面積によって、上記2.9nmの大きさは変化する。
ここで、コンタクトホール13の上面積について説明する。
本実施の形態において、各色に対応するコンタクトホール13a,13b,13cの上面積が実質同一とされている。また、コンタクトホール13の上面積は、コンタクトホール13の周縁部の最も高い位置から約10%下がった位置におけるコンタクトホール13の直径で規定される円の面積とされる。
図9(a)では、コンタクトホール13の周縁部の最も高い位置は、層間絶縁膜3の上面50と同じ高さ(直線O1)になる。この場合、コンタクトホール13の深さP1は、上面50とコンタクトホール13の底面(SD電極22の上面)との間の垂直距離となる。なお、垂直距離は、積層方向(Z方向)における距離である。
最も高い位置から約10%下がった位置とは、最も高い位置から深さの平均値PAveの約10%下がった位置とされる。なお、約10%とは、±1%の誤差範囲を含み、9%以上かつ11%以下の範囲内のいずれかの値とされる。
図10は、有機EL素子20内での光の光路を模式的に示す断面図である。当図には、発光層10から陰極層11側に直接出射する直出光61と、陽極板5側で反射してから出射する反射光62とが示されている。なお、当図において、陽極板5を、金属層63と透明電極層64(IZO)とに分けて示している。この場合、陽極板5の反射面は、透明電極層64側の金属層63の主面によって構成されている。
前記実施の形態1において、各色に対応するコンタクトホール13の容積を変えることで、ホール輸送層9の膜厚差を微調節していたが、有機機能層の一例である発光層10の膜厚差を微調節することもできる。
前記実施の形態において、層間絶縁膜3の上面に段差が形成されることでコンタクトホール13の深さが異なっていた。それに対して、層間絶縁膜の上面を平坦にしておき、各色に対応するコンタクトホールが形成される箇所の基板の上面高さを変えることによっても、層間絶縁膜の膜厚差を変えてコンタクトホールの深さを変えることができる。
段付き基板81上には、TFT層84(二点鎖線で模式的に示す)が形成されており、TFT層84に含まれる各TFTのSD電極85を代表的に示す。
段付き基板81の上部を構成する段差形成部83は、底面(平坦基板82側の主面)が平坦にされる一方、上面が階段状にされている。また、段差形成部83は、Y方向において膜厚が均一とされる一方、X方向において階段状に膜厚が変化している。
したがって、SD電極85上に形成されたコンタクトホール87の深さは、SD電極85a上に形成されたコンタクトホール87aが最も深くなり、SD電極85b上に形成されたコンタクトホール87bが中間的な深さとなり、SD電極85c上に形成されたコンタクトホール87cが最も浅くなる。
そして、各色に対応するコンタクトホール87a,87b,87c間の容積差を微調節することで、前記実施の形態1と同様に、インクジェット方式によって形成されるホール輸送層94の膜厚差を微調節することができ、各色の光の波長に適した膜厚差を実現することができる。
まず、例えば、ガラス製の平坦基板82を準備する。
段差面形成工程:
図12(a),(b),(c)は、段差面形成工程を模式的に示す断面図である。
フォトリソグラフィ法により、無機絶縁膜96の上部をエッチングし、階段状の段差を形成する(図12(b),(c))。
なお、平坦基板82上に無機絶縁膜96を形成することなく、平坦基板82をエッチングすることによって、平坦基板82上に段差を形成してもよい。
この場合は、例えば、前記実施の形態1における層間絶縁膜形成工程のように、フォトリソグラフィ法により、マルチトーンマスクを用いて絶縁膜を露光した後、現像処理により絶縁膜の感光部分(あるいは非感光部分)を除去して段差面を形成することができる。
段差形成部83上に、公知の製造方法(例えば、特開2003−241683、特開2008−300611に記載)により、TFT及び配線、SD電極22からなるTFT層84を形成する(図4(a))。TFTは、無機TFTであってもよいし、有機TFTであってもよい。
層間絶縁膜形成工程:
上記TFT層84上に、ポジ型の感光性有機材料からなるレジスト膜を塗布した後、そのレジスト膜のSD電極22上に位置する部分にコンタクトホール90を形成する。
コンタクトホール13の形成にはフォトリソグラフィ法が用いられる。例えば、モノトーンマスクを用いて、レジスト膜における各コンタクトホール90の形成予定領域を露光する。その後、現像処理によって、感光部分を除去することでレジスト膜を貫通するコンタクトホール90が形成される。そして、レジスト膜にコンタクトホール90が形成されたものが層間絶縁膜86となる。
本実施の形態では、層間絶縁膜86の上面が平坦であり、各色の陽極板91が形成される領域の高さが均一になる。よって、陽極板91,画素規制層92,ホール注入層93等を容易に形成することができる。
1.表示装置の構成例
図13は、上記表示パネル100を用いた表示装置200の構成を示す図である。
表示装置200は、有機EL表示パネル100と、これに接続された駆動制御部120とから構成されている。駆動制御部120は、4つの駆動回路121〜124と制御回路125とから構成されている。駆動制御部120には図示を省略する電源供給部から電力が供給される。
6.上記実施の形態では、陽極板5の上方に、有機機能層としてホール輸送層をウェット方式で形成する例を示したが、有機機能層として、ホール注入層、ホール注入兼輸送層をウェット方式で形成する場合も、同様にして、その有機機能層の膜厚を微調節して、各発光色の光を効率よくすることができる。
2 TFT層
3 層間絶縁膜
5(5a〜5c) 陽極板
6 画素規制層
7(7a〜7c) ホール注入層
8a,8b,8c 隔壁
9(9a〜9c) ホール輸送層
10(10a〜10c) 有機発光層
11 陰極層
13(13a〜13c) コンタクトホール
15(15a〜15c) 窪み部
20a〜20c 有機EL素子
22 SD電極
23(23a〜23c) 窪み部
100 有機EL表示パネル
Claims (27)
- TFT層と、
前記TFT層の上方に設けられた層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成され、ライン状に配列された複数の第1色用の電極板を含む第1電極板群と、
前記層間絶縁膜上に前記第1電極板群と隣接して形成され、ライン状に配列された複数の第2色用の電極板を含む第2電極板群と、
前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って形成された第1隔壁と、
前記第1電極板群の他方の長辺部分と、前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に形成された第2隔壁と、
前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って形成された第3隔壁と、
前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に形成された第1有機機能層と、
前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に形成された第2有機機能層と、
前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に設けられた対向電極と、
を具備し、
前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが設けられ、
前記第1色用の電極板の各々は、前記第1コンタクトホールの形状に沿って窪む第1窪み部を有し、前記第2色用の電極板の各々は、前記第2コンタクトホールの形状に沿って窪む第2窪み部を有しており、
前記層間絶縁膜の厚みは、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所より厚く形成されており、
前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホールより深く、かつ、容積が大きく、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、
有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホールの上面積と前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの上面積とは、同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項1に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールの各コンタクトホールの上面積は、前記層間絶縁膜における前記各コンタクトホールの周縁部のもっとも高い位置から10%、又は10%の近傍値の範囲内に下がった位置における前記各コンタクトホールの直径で規定される円の面積である、
請求項2に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1コンタクトホールに対応する前記第1窪み部は、第1画素規制層により覆われ、前記第1画素規制層の上方に第1有機機能層が形成され、
前記第2コンタクトホールに対応する前記第2窪み部は、第2画素規制層により覆われ、前記第2画素規制層の上方に第2有機機能層が形成されている、
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層は、インクジェット式塗布方法により所定の体積の液滴が塗布されることにより、前記第1電極板群の上方に連続して形成され、
前記第2有機機能層は、インクジェット式塗布方法により前記所定の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内の体積の液滴が塗布されることにより前記第2電極板群の上方に連続して形成され、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項1乃至請求項4のいずれか1記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層の膜厚と前記第2有機機能層の膜厚との差は、前記インクジェット式塗布方法により前記所定の体積の液滴が塗布される場合、前記第1色用の電極板ごとに塗布される前記液滴数が、n滴増加することにより形成される前記第1有機機能層の膜厚より大きく、前記液滴数がn+1滴増加することにより形成される前記第1有機機能層の膜厚より小さい、
請求項5記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色は青色である、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記層間絶縁膜の上面は、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所より高く形成されており、
前記TFT層は、前記第1コンタクトホールの底面に対応する箇所と、前記第2コンタクトホールの底面に対応する箇所とが同一又は同一の近傍値の範囲内の高さに形成されている、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記層間絶縁膜の上面は、前記第1電極板群が形成された箇所と、前記第2電極板群が形成された箇所とが同一又は同一の近傍値の範囲内の高さに形成されており、
前記TFT層は、前記第1コンタクトホールの底面に対応する箇所が、前記第2コンタクトホールの底面に対応する箇所よりも低く形成されている、
請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第2電極板群と隣接して形成され、ライン状に配列された複数の第3色用の電極板を含む第3電極板群と、
前記第3電極板群の前記第2電極板群と反対側の長辺部分に沿って形成された第4隔壁と、
前記第3隔壁と前記第4隔壁との間において前記第3電極板群の上方に形成された第3有機機能層と、
を含み、
前記対向電極は、前記第3有機機能層の上方に設けられ、
前記層間絶縁膜には、前記第3色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第3色用の電極板は、前記第3コンタクトホールの形状に沿って窪む第3窪み部を有しており、
前記層間絶縁膜は、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第3電極板群が形成された箇所より厚く形成されており、
前記第1コンタクトホールは、前記第3コンタクトホールより深く、かつ、容積が大きく、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第3色用の電極板上の領域に対応する前記第3有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第3コンタクトホールに対応する第3窪み部に入り込む前記第3有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第3窪み部以外の前記第3色用の電極板上の領域に形成された前記第3有機機能層の膜厚より薄い、
請求項1記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板に対応する第1コンタクトホールの上面積、前記第2色用の電極板に対応する第2コンタクトホールの上面積及び前記第3色用の電極板に対応する第3コンタクトホールの上面積とは、同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項10記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1コンタクトホールおよび前記第2コンタクトホールの各コンタクトホールの上面積は、前記層間絶縁膜における前記各コンタクトホールの周縁部のもっとも高い位置から10%又は10%の近傍値の範囲内に下がった位置における前記各コンタクトホールの直径で規定される円の面積である、
請求項11に記載の有機EL表示パネル。 - 前記層間絶縁膜の上面は、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所及び前記第3電極板群が形成された箇所より高く形成されており、
前記TFT層は、前記第1コンタクトホールの底面に対応する箇所、前記第2コンタクトホールの底面に対応する箇所、及び前記第3コンタクトホールの底面に対応する箇所が同一又は同一の近傍値の範囲内の高さに形成されている、
請求項10ないし請求項12のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記層間絶縁膜の上面は、前記第1電極板群が形成された箇所、前記第2電極板群が形成された箇所、及び前記第3電極板群が形成された箇所が同一又は同一の近傍値の範囲内の高さに形成されており、
前記TFT層は、前記第1コンタクトホールの底面に対応する箇所が、前記第2コンタクトホールの底面に対応する箇所及び前記第3コンタクトホールの底面に対応する箇所よりも低く形成されている、
請求項10ないし請求項12のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層は、電荷注入層、あるいは電荷輸送層のいずれかであり、
前記第1有機機能層と前記対向電極との間に第1有機発光層が形成され、前記第2有機機能層と前記対向電極との間に第2有機発光層が形成されている、
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層、前記第2有機機能層、及び前記第3有機機能層は、電荷注入層あるいは電荷輸送層のいずれかであり、
前記第1有機機能層と前記対向電極との間に第1有機発光層が形成され、前記第2有機機能層と前記対向電極との間に第2有機発光層が形成され、前記第3有機機能層と前記対向電極との間に第3有機発光層が形成されている、
請求項10ないし請求項14のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層は、有機発光層である、
請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1有機機能層、前記第2有機機能層、及び前記第3有機機能層は、有機発光層である、
請求項10ないし請求項14のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板および前記第2色用の電極板の各電極板は陽極であり、前記対向電極は陰極である、
請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 前記第1色用の電極板および前記第2色用の電極板の各電極板は陰極であり、前記対向電極は陽極である、
請求項1ないし請求項18のいずれか1項に記載の有機EL表示パネル。 - 請求項1ないし請求項20のいずれか1項に記載の有機EL表示パネルを備えた、
表示装置。 - 基板を準備する第1工程と、
前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、
前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、
複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、
前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分に沿って第3隔壁を形成する第5工程と、
前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、
前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、
前記第1有機機能層及び前記第2有機機能層の上方に対向電極を設ける第8工程と、
を具備し、
前記第3工程において、
前記層間絶縁膜の厚みは、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所より厚く形成されており、
前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、及び、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホールが設けられ、
前記第1コンタクトホールは、前記第2コンタクトホールより深く、かつ、容積が大きく形成され、
前記第4工程において、
前記第1色用の電極板の各々には、前記第1コンタクトホールの形状に沿って第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には、前記第2コンタクトホールの形状に沿って第2窪み部が形成され、
前記第6工程で形成された前記第1有機機能層及び前記第7工程で形成された前記第2有機機能層において、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚より薄い、
有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1色用の電極板に対応するコンタクトホールの上面積と前記第2色用の電極板に対応するコンタクトホールの上面積とは、同一又は同一の近傍値の範囲内である、
請求項22記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第4工程と前記第5工程との間に、前記第1コンタクトホールに対応する前記第1窪み部を覆うように第1画素規制層を形成し、前記第2コンタクトホールに対応する前記第2窪み部を覆うように第2画素規制層を形成する工程を設け、
前記第6工程において、前記第1画素規制層の上方に前記第1有機機能層が形成され、
前記第7工程において、前記第2画素規制層の上方に前記第2有機機能層が形成される、
請求項22又は請求項23に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第6工程において、前記第1有機機能層は、インクジェット式塗布方法により所定の体積の液滴を塗布することにより、前記第1電極板群の上方に連続して形成し、
前記第7工程において、前記第2有機機能層は、インクジェット式塗布方法により前記所定の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内の体積の液滴を塗布することにより、前記第2電極板群の上方に連続して形成される、
請求項22乃至請求項24のいずれか1項に記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 前記第1有機機能層の膜厚と前記第2有機機能層の膜厚との差は、前記インクジェット式塗布方法により前記所定の体積の液滴が塗布される場合、前記第1色用の電極板ごとに塗布される液滴数が、n滴増加することによる前記第1有機機能層の膜厚の増加分より大きく、前記液滴数がn+1滴増加することによる前記第1有機機能層の膜厚の増加分より小さい、
請求項25記載の有機EL表示パネルの製造方法。 - 基板を準備する第1工程と、
前記基板上にTFT層を形成する第2工程と、
前記TFT層上に層間絶縁膜を形成する第3工程と、
複数の第1色用の電極板をライン状に配列した第1電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第1電極板群と隣接して複数の第2色用の電極板をライン状に配列した第2電極板群を前記層間絶縁膜上に形成し、前記第2電極板群と隣接して複数の第3色用の電極板をライン状に配列した第3電極板群を前記層間絶縁膜上に形成する第4工程と、
前記第1電極板群の一方の長辺部分に沿って第1隔壁を形成し、前記第1電極板群の他方の長辺部分と前記第2電極板群の一方の長辺部分との間に第2隔壁を形成し、前記第2電極板群の他方の長辺部分と前記第3電極板群の一方の長辺部分との間に第3隔壁を形成し、前記第3電極板群の他方の長辺部分に沿って第4隔壁を形成する第5工程と、
前記第1隔壁と前記第2隔壁との間において前記第1電極板群の上方に連続して第1有機機能層を形成する第6工程と、
前記第2隔壁と前記第3隔壁との間において前記第2電極板群の上方に連続して第2有機機能層を形成する第7工程と、
前記第3隔壁と前記第4隔壁との間において前記第3電極板群の上方に連続して第3有機機能層を形成する第8工程と、
前記第1有機機能層、前記第2有機機能層及び前記第3有機機能層の上方に対向電極を形成する第9工程と、
を具備し、
前記第3工程において、
前記層間絶縁膜の厚みは、前記第1電極板群が形成された箇所が、前記第2電極板群が形成された箇所及び前記第3電極板群が形成された箇所より厚く形成されており、
前記層間絶縁膜には、前記第1色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第1コンタクトホール、前記第2色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第2コンタクトホール、及び、前記第3色用の電極板の各々とTFT層とを接続する第3コンタクトホールが設けられ、
前記第1コンタクトホールの深さは、前記第2コンタクトホール及び前記第3コンタクトホールより深く、かつ、容積が大きく形成され、
前記第4工程において、
前記第1色用の電極板の各々には、前記第1コンタクトホールの形状に沿って第1窪み部が形成され、前記第2色用の電極板の各々には、前記第2コンタクトホールの形状に沿って第2窪み部が形成され、前記第3色用の電極板の各々には、前記第3コンタクトホールの形状に沿って第3窪み部が形成され、
前記第6工程、前記第7工程及び前記第8工程でそれぞれ形成された前記第1有機機能層、前記第2有機機能層及び前記第3有機機能層において、
前記第1色用の電極板上の領域に対応する前記第1有機機能層の体積は、前記第2色用の電極板上の領域に対応する前記第2有機機能層の体積及び前記第3色用の電極板上の領域に対応する前記第3有機機能層の体積と同一又は同一の近傍値の範囲内であり、
前記第1有機機能層の膜厚は、前記第1コンタクトホールに対応する第1窪み部に入り込む前記第1有機機能層の量が、前記第2コンタクトホールに対応する第2窪み部に入り込む前記第2有機機能層の量及び前記第3コンタクトホールに対応する第3窪み部に入り込む前記第3有機機能層の量より多いことにより、前記第1窪み部以外の前記第1色用の電極板上の領域において、前記第2窪み部以外の前記第2色用の電極板上の領域に形成された前記第2有機機能層の膜厚及び前記第3窪み部以外の前記第3色用の電極板上の領域に形成された前記第3有機機能層の膜厚より薄い、
有機EL表示パネルの製造方法。
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