JPH08227276A - 有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルとその製造方法 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルとその製造方法Info
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Abstract
ネッセンス(EL)ディスプレイパネル及びその製造方
法を提供する。 【構成】 マトリクス状配置された発光画素からなる画
像表示配列の有機ELディスプレイパネルの製造方法
は、第1表示電極が形成された基板上に、第1表示電極
の各々を囲み基板上に突出する電気絶縁性の隔壁を形成
する工程と、隔壁内の第1表示電極を露出せしめる複数
の開口を有するマスクを、隔壁の上面に載置し、有機E
L媒体を開口を介して隔壁内の第1表示電極の各々上に
堆積させ、有機EL媒体の薄膜を形成する発光層形成工
程と、第2表示電極を有機EL媒体薄膜の複数の上に共
通に形成する工程とを含む。また、上記発光層形成工程
において、1つの開口が1つの第1表示電極上からその
隣接する第1表示電極上へ配置されるようにマスクを順
次移動せしめてを順次繰り返す。
Description
光する有機化合物材料のエレクトロルミネッセンス(以
下、ELという)を利用して、かかる有機EL材料の薄
膜からなる発光層を備えた有機EL素子の複数をマトリ
クス状に配置した有機ELディスプレイパネルに関し、
特に有機EL素子を用いたフルカラーディスプレイに関
する。
ディスプレイとしては、特開平第5-275172号特
開平第5-258859号及び特開平第5-258860
号の公報に開示されているものがある。このフルカラー
ディスプレイは、交差している行と列において配置され
た複数の発光画素からなる画像表示配列を有している発
光装置である。
通の電気絶縁性の光透過性基板上に配置されている。各
行内の画素は、基板上に伸長して配置された共通の光透
過性第1電極を含有し且つ該電極によって接合されてい
る。隣接行内の第1電極は、基板上で横方向に間隔をあ
けて配置されている。有機EL媒体は、第1電極及び基
板によって形成された支持面の上に配置されている。各
列の画素は、有機EL媒体上に配置された共通に伸長し
た第2電極を含有し且つ該電極によって接続されてい
る。隣接列内の第2電極は、有機EL媒体上で横方向に
間隔をあけて配置されている。該有機EL媒体の厚さを
上回る高さの壁が、隣接列内の画素の共通の境界に沿っ
て予め配置されている。この発光装置においては有機E
L媒体を挟んで交差している第1及び第2電極のライン
を用いた単純マトリクス型を採用している。
電極ライン及び有機EL媒体の薄膜を、予め基板に設け
られている境界の高い壁により所定気体流れを遮って、
選択的に斜め真空蒸着して形成する製造方法が採用され
ている。
垂直な高い壁を設けてその高い壁を蒸着マスクとして使
用するというものだが、特にパターンが微細になった場
合、断面のアスペクト比(底辺/高さ)の非常に大きな
高い壁をレジスト等で形成するのは困難であり、また、
その形成後の第1及び第2電極ライン及び有機EL媒体
膜の信頼性に不安定要素が大きい。また、斜め真空蒸着
の精度、工程の複雑さ等の問題点がある。
べく簡素な工程で製造できる有機ELディスプレイパネ
ル及びその製造方法を提供することにある。
に配置された複数の発光部からなる画像表示配列を有し
ている有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネ
ルであって、前記発光部に対応する複数の第1表示電極
が表面上に形成された基板と、前記第1表示電極の各々
を囲み前記基板上に突出する電気絶縁性の隔壁と、前記
隔壁内の前記第1表示電極の各々上に形成された少くと
も1層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜と、
前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜の複数の
上に共通、またはマスクによってストライプ状に形成さ
れた第2表示電極とからなることを特徴とする。
て、前記基板の略同一平面上に形成されかつ、互いに直
交する位置に離間して配列された共通走査信号ライン及
び共通データ信号ラインと、前記走査信号ライン、前記
データ信号ライン及び前記第1表示電極に接続された非
線形素子をさらに有することが好ましい。上記有機EL
ディスプレイパネルにおいて、前記非線形素子は互いに
接続された薄膜トランジスタ及びコンデンサからなるこ
とが好ましい。
おいて、前記基板及び前記第1表示電極が透明であるこ
と、また、前記第2表示電極に金属光沢があるか、前記
第2表示電極上に形成された反射膜を有することが好ま
しい。さらにまた他の実施例の有機ELディスプレイパ
ネルにおいて、前記第2表示電極が透明である場合、前
記第1表示電極に金属光沢があるか、前記前記第1表示
電極の外側に形成された反射膜を有することが好まし
い。
の発光部からなる画像表示配列を有している有機エレク
トロルミネッセンスディスプレイパネルの製造方法であ
って、基板上に、前記発光部に対応する複数の第1表示
電極を形成するパターン工程と、前記第1表示電極の各
々を囲み前記基板上に突出する電気絶縁性の隔壁を形成
する工程と、前記隔壁内の前記第1表示電極を露出せし
める複数の開口を有するマスクを、前記隔壁の上面に載
置し、有機エレクトロルミネッセンス媒体を前記開口を
介して前記隔壁内の前記第1表示電極の各々上に堆積さ
せ、少くとも1層の有機エレクトロルミネッセンス媒体
の薄膜を形成する発光層形成工程と、前記有機エレクト
ロルミネッセンス媒体の薄膜の複数の上に第2表示電極
を共通、またはマスクによってストライプ状に形成する
工程とを含むことを特徴とする。
製造方法において、1つの前記開口が1つの前記第1表
示電極上からその隣接する前記第1表示電極上へ配置さ
れるように前記マスクを順次移動せしめて前記発光層形
成工程を順次繰り返し、より効率良く製造することも可
能である。このように、有機EL膜の発光層を隔壁によ
り保護するので、マスクが発光層に損傷を与えることが
少なくなり、隔壁及びマスクによりRGB有機層の分離
が確実に行なえ、精度良くRGBの媒体の塗り分けがで
きる。
つつ説明する。図1に示すように、実施例の有機ELデ
ィスプレイパネルはマトリクス状に配置されかつ各々が
赤R、緑G及び青Bの発光部からなる発光画素1の複数
からなる画像表示配列を有している。
レイパネルの基板2上には、互いに直交する位置に電気
的に離間して配列された共通走査信号ライン3及び共通
データ信号ライン4が設けられ、さらに走査信号ライン
及びデータ信号ラインに接続された非線形素子5と、非
線形素子に接続された発光部R、G及びBに対応する複
数の島状の第1表示電極6とが表面の略同一平面上に形
成されている。
ように、第1表示電極6の各々を囲み基板上に突出する
電気絶縁性の隔壁7が形成されている。隔壁7内凹部の
第1表示電極6の各々上には、少くとも1層の有機EL
媒体たとえば、有機正孔輸送層、有機発光層及び有機電
子輸送層の3層構造の媒体または有機正孔輸送層及び有
機発光層2層構造の媒体などの薄膜が形成されている。
形成された第2表示電極9が形成されている。第2表示
電極9の上には保護膜10または保護基板が設けられる
ことが好ましい。さらに、具体的な実施例のアクティブ
マトリクス形有機ELディスプレイパネルでは、図4に
示すように、ガラスなどの透明な基板2の上にインジウ
ム錫酸化物(以下、ITOという)の複数の島状の第1
表示電極6と、この第1表示電極に接続された非線形素
子5、たとえば互いに接続された薄膜トランジスタ(T
FT)T1,T2及びコンデンサCとがフォトリソグラフ
ィ真空蒸着技術などにより形成され、さらに、同様にデ
ータ信号ラインの共通ドレインライン4と走査信号ライ
ンの共通ゲートライン3が略一基板平面上に直交する位
置に配列されている。そして、図5に示すように、第1
のTFT(T1)のソース電極にはコンデンサCと第2
のTFT(T2)のゲートが接続され、ソース電極はコ
ンデンサCとともにアースラインEに接続されている。
また、T2のドレインラインは第1表示電極6に接続さ
れている。このような発光部組合せユニットが各画素ご
とに全画素数の数だけ集積され、マトリクス状に配置さ
れた複数の発光画素からなる画像表示配列の有機ELデ
ィスプレイパネルの基板が形成されている。
に接続された薄膜トランジスタ及びコンデンサからなる
3端子タイプで構成しているが、薄膜トランジスタはp-
Si、a-Si、CdSe、Teが採用され得、また代わりにMOS-FE
Tを用いた回路としても良い。さらに、3端子タイプで
はなく、2端子タイプのMIMなどを用いて構成すること
もできる。
に、フォトリソグラフィなどにより図6及び図7に示す
ように、Si3N4などの保護膜7aを、非線形素子5並びに
データ信号ラインの共通ドレインライン4及び走査信号
ラインの共通ゲートライン3上に選択的に蒸着して形成
し、その上に、所定高さまでレジストまたは感光性ポリ
イミド等を選択的に形成し隔壁7を形成する。また、図
8に示すように、保護膜を形成せずに、非線形素子5並
びにデータ信号ラインの共通ドレインライン4及び走査
信号ラインの共通ゲートライン3上にレジストを選択的
に形成し隔壁7を形成することもできる。
パネルにおいて、基板及び第1表示電極が透明であり、
発光は基板側から放射されるので、図3に示すように、
発光効率を高めるために第2表示電極上または保護膜を
介して反射膜21を設けることが好ましい。逆に、他の
実施例の有機ELディスプレイパネルにおいて、第2表
示電極を透明材料で構成して、発光を第2表示電極側か
ら放射させることもできる。この場合、発光効率を高め
るために第1表示電極の外側に反射膜を設けることが好
ましい。
ス駆動方法について簡単に説明する。ドレインライン群
Xi,Xi+1,Xi+2,…とゲートライン群Yj,Yj+1,
Yj+2,…の選択交点にパルス電圧が印加されると、T
1はオン状態になり、コンデンサを充電する。この充電
電圧はゲートへ印加されるパルス幅で決まる。充電電圧
が十分大きい場合は、T2のゲート電圧が大きくオン状
態になるので、EL層8を介して上部の透明電極に印加
設定されている電圧がEL層8に印加される。そして、
コンデンサの放電が進み、ゲート電圧は徐々に減少して
ゆく。このためコンデンサの充電電圧でT2の導通時間
が決定される。発光部の明るさは、この導通時間にも関
係している。ドレインラインへのRGB信号に応じてX
電極群とY電極群を順次走査して、交点画素を選択発光
させる。
程を説明する。まず、ゲートライン、ゲート絶縁膜、チ
ャネル層、コンタクト層、第1表示電極の透明電極(I
TO陽極)、ソース、ドレインライン、信号線等、所定
のTFTアレイをガラス基板上に形成する。図9は、得
られたTFT等所定の機能素子を備えている基板2の上
に、レジストあるいは感光性ポリイミド等で、個々の画
素を囲む絶縁性の隔壁7をフォトリソグラフィ等で形成
した後の状態の斜視図である。例えば隔壁7の凸部の幅
は、いずれも0.02mm程度、隔壁凹部の底面積は、
0.3mm×0.1mm程度であり、この寸法であれば64
0×480画素の10インチフルカラーディスプレイが
実現できる。また後の工程で複数回成膜する有機EL媒
体を分離する隔壁は、成膜用マスクが隔壁に突き合わさ
れた際にマスクで既に成膜された有機EL媒体8を傷つ
けない程度の高さ(0.5μm以上)であればよい。ま
た隔壁が高すぎても壊れやすくなるので10μm以下程
度、できれば1〜2μm程度が望ましい。更に、その後
の工程で成膜する第2表示電極の陰極が隔壁によって断
線しない程度に、隔壁の断面が略台形の形状になること
が望ましい。なお、マトリクス状隔壁は、ガラスペース
トの光吸収性物質を塗布するスクリーン印刷法により、
基板上に形成することもできる。隔壁は、目視側から見
て長方形底面の壁となるように形成しているが、正方
形、円形などその形状は如何なるものでも良い。
0を千鳥格子状に配列した開口31を有するものとし
て、これを図の矢印に示すように隔壁付き基板2上にて
順次移動して、R媒体、G媒体及びB媒体の最低3回の
マスク蒸着を行う。図11(a)〜(d)で、この隔壁
付き基板を用いて有機ELディスプレイパネルを作製す
る発光層形成工程及び第2表示電極形成工程を順を追っ
て説明する。図ではRGB3色のみの1画素のみの説明
であるが、実際は2次元に複数個の画素を同時に形成す
るのはもちろんである。
れた基板2の凹部の各1つに成膜用マスク30の各1つ
の穴部31を位置合わせした後、隔壁上にマスクを載置
して、1番目(例えば赤色)の有機EL媒体8aを例え
ば蒸着などの方法を用いて0.1〜0.2μm程度の厚
さに成膜する。尚、成膜用マスク30の開口31の各々
は、図に示すように隔壁凹部の底面の第1表示電極を全
て覆う有機EL媒体層を形成できるような大きさを有し
ている。
スクを左に隔壁1個分ずらして位置合わせをした後、隔
壁上にマスクを載置して2番目(例えば緑色)の有機E
L媒体8bを所定膜厚に成膜する。図11(c)の工程
で残った1個の凹部に成膜用マスクを位置合わせをした
後、隔壁上にマスクを載置して3番目(例えば青色)の
有機EL媒体8cを所定膜厚に成膜する。
電極上からその隣接する第1表示電極上へ配置されるよ
うにマスクを順次移動せしめる発光層形成工程を順次繰
り返すことが好ましい。また、隔壁7があるので、成膜
用マスクの位置合わせ、移動、載置して蒸着する際に、
マスクによる有機EL媒体層を傷つけることがない。図
11(d)の第2表示電極形成工程では、成膜用マスク
を取り除き、Al、Au等の低抵抗金属を、成膜された
3種類の有機EL媒体の上に全体が電気的に導通するよ
うに蒸着、あるいはスパッタ等の手段を用いて陰極とし
て例えば0.1〜10μm程度被着させる。この金属膜
の膜厚は支障のない限り厚く被着させても構わない。
有機EL媒体を成膜することで、有機EL媒体を劣化さ
せる事なく、また隔壁があるため隣接した画素に成膜さ
れた有機EL媒体が回り込まずに微細な領域に塗り分け
ることが可能となり、高精彩なフルカラーディスプレイ
が実現できる。この時、基板のITOやTFTと陰極が
ショートしないよう、また隣接した凹部にまで成膜しな
いように、有機EL媒体成膜用マスクの穴部を最適な大
きさにするのはもちろんである。ただし有機EL媒体が
隔壁凸部に成膜されるのは問題ない。
に、図12(a)に示す千鳥格子状に配列した開口31
を有するマスクを用いて、これを図の矢印に示すように
隔壁付き基板2上にて順次移動して、RGBの有機EL
媒体を蒸着することもできる。この場合、図12(b)
に示すように、もともと輝度がとれないB媒体領域を1
画素あたり広く取れ、マスク剛性も更に上がるが、蒸着
回数が最低4回に増える。
として、有機EL媒体を挟んで交差する第1及び第2表
示電極のラインを用いた単純マトリクス型のパネルがあ
る。図13に示すかかる単純マトリクス型有機ELディ
スプレイパネルの基板2上には、互いに直交する位置に
電気的に離間して配列された第1表示電極ライン51が
設けられている。さらに基板2上には、発光部R、G及
びBに対応する複数の島状の第1表示電極部分61をな
すように、各々を囲み基板から突出する電気絶縁性の隔
壁7が形成されている。隔壁7内凹部の第1表示電極6
1の各々上には、少くとも1層の有機EL媒体たとえ
ば、有機正孔輸送層、有機発光層及び有機電子輸送層の
3層構造の媒体または有機正孔輸送層及び有機発光層2
層構造の媒体などの薄膜が形成されている。有機EL媒
体8の薄膜の複数の上に、第1表示電極ライン51と交
差した第2表示電極ライン71が形成されている。第2
表示電極ライン51の上には、保護膜または保護基板が
設けられることが好ましい。
スプレイパネルの製造手順を簡単に示す。まずガラス基
板2上に、ストライプ状に複数の平行第1表示電極ライ
ン51をITOなどで成膜する(図14(a))。次
に、図14(b)に示すように、第1表示電極ラインが
設けられている基板2の上に、レジストあるいは感光性
ポリイミド等で、個々の島状の第1表示電極部分61を
囲む絶縁性の隔壁7をフォトリソグラフィ等で形成す
る。
工程と同様に、この隔壁付き基板2の凹部の各1つに、
RGB有機EL媒体の発光層を、蒸着マスクを順次移動
せしめて形成する。図14(c)に示すように、隔壁7
及び発光層上に、第1表示電極ライン51と交差した複
数のストライプ状平行第2表示電極ライン71を低抵抗
金属で蒸着マスクを用いて蒸着形成する。
が得られる。 (1) 有機EL膜を成膜後はパターニング等有機EL媒体
に損傷を与える工程を行う必要がない。 (2) 陰極はベタ付けで成膜でき効率が良い。
造方法より工程が少なく、RGB有機層の分離が確実に
行なえ、精度良くRGBの媒体の塗り分けができる。 (4) 隔壁により、有機EL媒体層へ傷付けを防止でき有
機機能層の保護が達成できる。 (5) 金属マスクを千鳥格子状にする事により、マスクの
剛性が増し、移動及び位置合わせのマスクの撓みによる
有機EL媒体層及び隔壁へ傷付けをさらに防止する。
部分拡大平面図。
概略部分拡大平面図。
パネルの基板の概略部分拡大平面図。
パネルの基上に形成された非線形素子を示す回路図。
パネルの隔壁付き基板の概略部分拡大平面図。
レイパネルの隔壁付き基板の概略部分拡大断面図。
パネルの隔壁付き基板の概略斜視図。
方法に用いる成膜用マスクの概略部分拡大平面図。
方法における有機ELディスプレイパネルの隔壁付き基
板の概略部分拡大平面図。
方法に用いる他の成膜用マスクの概略部分拡大平面図。
プレイパネルの概略部分拡大断面図。
プレイパネルの隔壁付き基板の概略斜視図。
Claims (11)
- 【請求項1】 マトリクス状に配置された複数の発光部
からなる画像表示配列を有している有機エレクトロルミ
ネッセンスディスプレイパネルであって、 前記発光部に対応する複数の第1表示電極が表面上に形
成された基板と、 前記第1表示電極の各々を囲み前記基板上に突出する電
気絶縁性の隔壁と、 前記隔壁内の前記第1表示電極の各々上に形成された少
くとも1層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜
と、 前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜の複数の
上に共通に形成された第2表示電極とからなることを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパ
ネル。 - 【請求項2】 前記基板の略同一平面上に形成されか
つ、互いに直交する位置に離間して配列された共通走査
信号ライン及び共通データ信号ラインと、前記走査信号
ライン、前記データ信号ライン及び前記第1表示電極に
接続された非線形素子をさらに有することを特徴とする
請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプ
レイパネル。 - 【請求項3】 前記非線形素子は互いに接続された薄膜
トランジスタ及びコンデンサからなることを特徴とする
請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンスディスプ
レイパネル。 - 【請求項4】 前記基板及び前記第1表示電極が透明で
あることを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロル
ミネッセンスディスプレイパネル。 - 【請求項5】 前記第2表示電極上に形成された反射膜
を有することを特徴とする請求項4記載の有機エレクト
ロルミネッセンスディスプレイパネル。 - 【請求項6】 前記第2表示電極が透明であることを特
徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス
ディスプレイパネル。 - 【請求項7】 前記第1表示電極の外側に形成された反
射膜を有することを特徴とする請求項6記載の有機エレ
クトロルミネッセンスディスプレイパネル。 - 【請求項8】 マトリクス状に配置された複数の発光部
からなる画像表示配列を有している有機エレクトロルミ
ネッセンスディスプレイパネルの製造方法であって、 基板上に、前記発光部に対応する複数の第1表示電極を
形成するパターン工程と、 前記第1表示電極の各々を囲み前記基板上に突出する電
気絶縁性の隔壁を形成する工程と、 前記隔壁内の前記第1表示電極を露出せしめる複数の開
口を有するマスクを、前記隔壁の上面に載置し、有機エ
レクトロルミネッセンス媒体を前記開口を介して前記隔
壁内の前記第1表示電極の各々上に堆積させ、少くとも
1層の有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜を形成
する発光層形成工程と、 前記有機エレクトロルミネッセンス媒体の薄膜の複数の
上に第2表示電極を共通に形成する工程とを含むことを
特徴とする有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ
パネルの製造方法。 - 【請求項9】 前記パターン工程は、互いに直交する位
置に離間して配列された共通走査信号ライン及び共通デ
ータ信号ラインと、前記走査信号ライン及びデータ信号
ラインに接続された非線形素子と、前記非線形素子に接
続された前記発光部に対応する複数の島状の第1表示電
極とを形成する工程を含むことを特徴とする請求項8記
載の有機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネル
の製造方法。 - 【請求項10】 前記非線形素子は互いに接続された薄
膜トランジスタ及びコンデンサからなることを特徴とす
る請求項9記載の有機エレクトロルミネッセンスディス
プレイパネルの製造方法。 - 【請求項11】 1つの前記開口が1つの前記第1表示
電極上からその隣接する前記第1表示電極上へ配置され
るように前記マスクを順次移動せしめて前記発光層形成
工程を順次繰り返すことを特徴とする請求項8記載の有
機エレクトロルミネッセンスディスプレイパネルの製造
方法。
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