JP3927323B2

JP3927323B2 - 有機ｅｌフルカラーディスプレイパネルおよびその製造方法

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Publication number: JP3927323B2
Application number: JP25808698A
Authority: JP
Inventors: 敏宮口; 広文久保田; 賢司吉田; 真一石塚
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1998-09-11
Filing date: 1998-09-11
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2018-09-11
Also published as: JP2000091069A; US6297589B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）フルカラーディスプレイパネルおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５は従来の有機ＥＬ素子を用いたドットマトリクスディスプレイパネルの断面を示すものである。透明な基板（ガラス板）１の上には、複数本のＩＴＯ等からなる透明電極線（陽極）Ａ₁，Ａ₂が所定間隔をおいて平行に配列形成される。透明電極線Ａ₁〜Ａ_nの上には正孔輸送層、発光機能層、電子輸送層などからなる有機ＥＬ材料層４が形成され、さらにその上には、複数本の金属電極線Ｌ₁〜Ｌ_mが所定間隔をおいて配列形成されている。
【０００３】
透明電極線Ａ₁〜Ａ_nと金属電極線Ｌ₁〜Ｌ_mは互いに交差する方向に延在しており、その交差領域において有機ＥＬ材料層４を挟み込んで発光領域（単位画素）を形成している。
また、２は絶縁層であり、透明電極線Ａ₁〜Ａ_nのエッジを被覆するように形成されている。この絶縁層２は、有機ＥＬドットマトリクスディスプレイにおけるクロストーク発光を防止するために形成されたものであり、駆動電流の集中しやすい透明電極線Ａ₁〜Ａ_nのエッジ部分を絶縁することによって、駆動がなされていない透明電極線上の有機ＥＬ材料層４にまで電流が流れ込むことを防ぎ、誤発光を防止するようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、上述した有機ＥＬドットマトリクスディスプレイにおいても、フルカラー化の試みがなされている。この場合、例えば、発光機能層として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光をなす３種の有機ＥＬ材料が必要となり、さらにこれらを各画素毎に塗り分ける必要が生じるなど、モノカラーディスプレイに比べて材料コスト高、製造工程の煩雑化を招いてしまう。
【０００５】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、製造コストが削減された有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルおよびその製造方法を提供することを課題とする。
【０００６】
請求項１の発明においては、Ｒ，ＧおよびＢの画素をデルタ配列で配置するとともに、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素が同一の金属電極線に接続される有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルにおいて、
基板と、
前記基板上に画素領域に対応する部分の幅を広くし画素領域以外の部分の幅を狭くするように形成され互いに平行に配列する複数の透明電極線と、
前記透明電極線上の前記画素領域以外の部分に導電率のよい物質で形成した導電層と、
前記基板上に積層され、前記透明電極線のエッジを覆うとともに前記透明電極線上の画素領域に対応して前記導電層を挟んで両側に開口が形成された絶縁層と、
前記画素領域に対応して形成され、Ｒ，ＧおよびＢの何れかの発光機能を有する少なくとも１層の有機ＥＬ材料層と、
前記透明電極線に対して交差する方向に平行配列され、その各々が、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素の各画素領域を全て覆うように形成された複数の金属電極線とを備え、
前記絶縁層は、少なくとも、前記画素領域以外の領域において前記透明電極線と前記金属電極線が交差する領域を絶縁するように成膜させる。
【０００７】
請求項２の発明においては、前記絶縁層が前記透明電極線が形成された前記基板上の全面に形成する。
請求項３の発明においては、前記金属電極線は、その幅が、前記画素の前記透明電極線の伸長方向における長さの２倍以上にする。
請求項４の発明においては、前記絶縁層上に突出して前記金属電極線を隔離する絶縁性の隔離壁を設ける。
【０００８】
請求項５の発明においては、前記導電層を形成する物質が金属性の物質で形成する。
請求項６の発明においては、前記導電層が前記画素領域以外の部分の幅で前記画素領域の部分に延長され、前記画素領域以外の部分と接続する。
請求項７の発明においては、前記基板に形成される前記透明電極線の両端に接続端子を設ける。
【０００９】
請求項８の発明においては、Ｒ，ＧおよびＢの画素をデルタ配列で配置するとともに、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素が同一の金属電極線に接続される有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法において、
基板上に、画素領域に対応する部分の幅を広くし画素領域以外の部分の幅を狭くするとともに、互いに平行に配列する複数の透明電極線を形成する透明電極形成工程と、
前記透明電極線上の前記画素領域以外の部分に導電率のよい物質で導電層を形成する導電層形成工程と、
少なくとも前記透明電極線と前記金属電極線が交差する領域を全て被膜する単一の絶縁層を成膜する絶縁層成膜工程と、
前記絶縁層に、前記透明電極線のエッジを覆いつつ前記透明電極線上の画素領域に対応した開口を前記導電層を挟んで両側に形成する絶縁層パターニング工程と、
前記画素領域に対応して、Ｒ，ＧおよびＢの何れかの発光機能を有する少なくとも１層の有機ＥＬ材料層を形成する有機ＥＬ材料層形成工程と、
前記透明電極線に対して交差する方向に平行配列され、その各々が、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素の各画素領域を全て覆う複数の金属電極線を形成する金属電極形成工程と、
を含む。
【００１０】
請求項９の発明においては、前記絶縁層成膜工程が前記透明電極線形成された前記基板上の全面に絶縁層を形成する。
請求項１０の発明においては、前記金属電極形成工程における前記金属電極線の幅は、前記画素の前記透明電極線の伸長方向における長さの２倍以上となるようにする。
請求項１１の発明においては、前記絶縁層上に突出して前記金属電極線を隔離する絶縁性の隔離壁を形成する隔離壁形成工程を含む。
【００１１】
請求項１２の発明においては、前記導電層形成工程で形成する導電層を金属性物質で形成する。
請求項１３の発明においては、前記導電層形成工程において、前記導電層が前記画素領域以外の部分の幅で前記画素領域の部分に延長され、前記画素領域以外の部分と接続されるよう形成する。
【００１２】
請求項１４の発明においては、前記透明電極形成工程において、前記基板に形成される前記透明電極線の両端に接続端子を形成する。
請求項１５の発明においては、前記導電層形成工程において、導電層を延長して前記接続端子にも形成する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１および図２を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例の透視平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線およびＹ−Ｙ線断面図である。
【００１６】
図１および図２に示すように、ガラス等の透明な基板１にはＩＴＯ等の透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，Ｒ₂，Ｇ₂，Ｂ₂，…（以後特定しない場合はＲ_n，Ｇ_n，Ｂ_nと記載）が等間隔で平行に設けられている。ここでＲ_nは赤の発光画素が接続される透明電極線、Ｇ_nは緑の発光画素が接続される透明電極線、Ｂ_nは青の発光画素が接続される透明電極線である。
【００１７】
透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nが形成された基板１上には絶縁層２が形成されている。
また、Ｌ₁，Ｌ₂，…（以後特定しない場合はＬ_mと記載）は、後で説明するように、透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nと直交する方向に複数本設けられた金属電極線である。
絶縁層２の透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nと金属電極線Ｌ_mと交差する位置には、金属電極線Ｌ_mの幅方向を２分して上下に交互に開口３が設けられている。
【００１８】
開口３は透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nおよび金属電極線Ｌ_mのそれぞれの側端より内側となるように設けられている。したがって、透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nおよび金属電極線Ｌ_mのエッジ部分が、図２（Ａ）で示されるように、絶縁層２で覆われるためクロストーク発光を防止することができる。この開口３は後で説明するように発光する画素となる部分である。
【００１９】
また、絶縁層２は、開口３を除き、基板の透明電極線が形成された領域の全面を被覆するように形成されているので、開口３以外で透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nと金属電極線Ｌ_mとが交差する領域は、全て絶縁層２で覆われる。これにより、画素以外の領域での透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nと金属電極線Ｌ_mの短絡は回避される。このように、１層の連続した絶縁層２によってクロストーク発光の防止と開口３以外の領域における両電極の短絡防止がなされるようになっている。
【００２０】
また、絶縁層２上には、金属電極線Ｌ₁，Ｌ₂，…をそれぞれ隔離するための隔離壁Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，…（以後特定しない場合はＳ_mと記載）が突出して設けられている。
開口３の透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_n上には、それぞれＲ，ＧおよびＢの発光機能を有する有機ＥＬ材料層４がデルタ配列となるよう形成されている。有機ＥＬ材料層４は、Ｒ，ＧまたはＢを発光する有機ＥＬ層の両側を正孔輸送層および電子輸送層でサンドイッチされて構成され、発光効率を上げている。
有機ＥＬ材料層４および絶縁層２上の前記隔離壁Ｓ_m間には前記した金属電極線Ｌ_mが形成される。
【００２１】
図１に示されるように、金属電極線Ｌ_mは、その幅が画素（開口３）の透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nの伸長方向における長さの２倍以上となるように形成されており、１本の金属電極線Ｌ_mがＲ，Ｇ，Ｂの画素をすべて被覆するように形成されている。その外側に保護層５が形成されている。
【００２２】
つぎに、図３〜図７を参照して、有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法について説明する。
先ず図３に示されるように、ガラス等の透明な基板１上に等間隔で平行にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等よりなる透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，Ｒ₂，Ｇ₂，Ｂ₂，…を、例えば厚さ０．１１μｍで形成する。
【００２３】
つぎに、図４に示されるように、透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nが形成された基板１上に、透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nの端子部分Ｔを除いた全面に、例えばＳｉＯ₂をスパッタ法により、またポリイミドの場合はスピンコート法等に絶縁層２を例えば厚さ０．８μｍで形成する。
【００２４】
つぎに、図５に示すように、絶縁層２の透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_n上に開口３を形成する。
開口３の形成は、図８で示すように、図８（Ａ）で示す絶縁層２の上に図８（Ｂ）で示すようにレジスト膜１０をスピンコート法により形成する。
【００２５】
つづいて図８（Ｃ）に示すように、レジスト膜１０の上にマスク１１を置き光を照射してマスク１１のパターン（開口３）を露光する。
次にマスク１１を除去し、絶縁層２がＳｉＯ₂で形成されている場合はリアクティブイオンエッチィング法により、またポリイミドの場合は現像液に浸し、露光された部分のレジスト膜１０および絶縁層２をエッチィングさせて図８（Ｄ）に示すように開口３を形成する。また開口３が形成された後で表面に残っているレジスト膜１０を除去する。
【００２６】
開口３が形成されると、次に図６で示されるように、前述した金属電極線Ｌ_mを隔離する隔離壁Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，…を絶縁層２の上に、例えば厚さ５μｍ程度で突出して透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nと直交して等間隔で形成する。
隔離壁Ｓ_mの形成方法は前述した絶縁層２に開口３を形成する方法と同じ方法でエッチィングによって形成される。なおこの場合、例えば絶縁層２をＳｉＯ₂で形成した場合は隔離壁Ｓ_mをポリイミドで形成することにより、ポリイミドのエッチィングに対してはＳｉＯ₂はエッチィングされないため絶縁層２には影響を与えない。
【００２７】
つぎに、図７で示すように、形成された開口３の部分にデルタ配列となるように、それぞれＲ，ＧおよびＢで発光する有機ＥＬ材料層４を蒸着により所定の厚さ、例えばＲ０．１７７μｍ、Ｇ０．２５５μｍ、Ｂ０．１８５μｍ積層する。なお、Ｒ，ＧおよびＢの塗り分けは、それぞれの画素に対応した部分が開口しているマスクにより塗り分けを行う。
【００２８】
最後に、図１に示すように、隔離壁Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃，…部分が覆われるマスクを当て、金属電極線Ｌ₁，Ｌ₂，…を蒸着により形成し、その上に保護層５を形成して完了する。
【００２９】
このような方法を採用したことにより、
▲１▼クロストーク発光を防止することができる。
▲２▼上記クロストーク発光防止用の絶縁膜と前述した両電極のショート防止用の絶縁膜を同一材料、同一工程により、単一の絶縁層２として形成できるので、製造が容易となる。
▲３▼画素の面積および位置を決定できるため、各画素から規定の輝度および色が得られる。
【００３０】
▲４▼隔離壁Ｓ_mを形成するようにしたので、金属電極線Ｌ_mのパターニングが隔離壁Ｓ_mによって行われ、位置づれをなくした正確な位置に金属電極線Ｌ_mを形成することができる。
▲５▼有機ＥＬ材料層４のＲ，Ｇ，Ｂの塗り分けをする場合のマスクを隔離壁Ｓ_mに当接し、近接した正確な位置にマスクを固定することができるため、有機ＥＬ材料層４の位置づれをなくすことができる。
【００３１】
つぎに、図９を参照して、本発明の第２の実施例を説明する。図９は第２の実施例の平面図である。
第１の実施例では、図１で説明したように、透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nの幅は一定であり、その上に画素領域となる開口３を設けていた。したがってパネル面積に対する開口３の部分の面積の割合が小さく、発光輝度が小さくなり、高輝度で各画素を発光しなければならなかった。
【００３２】
第２の実施例では開口３の部分の面積の割合を高めるために、図１で説明した透明電極線Ｒ_n，Ｇ_n，Ｂ_nの開口部の幅を広くし、開口部以外を狭くするようにして開口３の面積を大きくしている。したがって、図９に示されるように、各画素は約１．５画素幅分ずれたものとなる。
【００３３】
したがって、図３で説明した第１の実施例の透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁に対して、第２の実施例では図１０で示すように幅の広い部分と狭い部分が交互に繰り返される形の透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，…が形成される。
【００３４】
つぎは第１の実施例では無い工程で、第２の実施例では、図１１に示されるように、透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，…の幅の狭い部分の幅で接続端子Ｔを含めて電気導電率のよい物質で導電層６を透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，…上に形成する。
【００３５】
導電層６を形成する理由は、透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，…の幅の狭い部分では電気抵抗が増加し、接続端子Ｔより離れた画素においては電圧降下が生じ、規定の電流を供給しても規定の輝度より低い輝度で発光する。導電層６を設けることによって電気抵抗が小さくなり、接続端子Ｔより離れた画素も規定の輝度で発光させることができる。
【００３６】
なお幅の狭い部分のみに導電層６を設けるようにしてもよいが、幅の狭い部分の幅は狭く、幅の広い部分にも導電層６を設けても画素領域の減少は少なく、電極線の電気抵抗値を下げることができる。
また図１１では接続端子Ｔを透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，…の片方の端部を示しているが、図示しない他方の端部に接続端子Ｔを設け、両接続端子より同時に電流を供給することにより更に電気抵抗を下げることができる。
【００３７】
つぎに、図１２で示すように絶縁層２を形成する。
つぎに、図１３で示すように、開口３₁および３₂を導電層６を挟んで両側に透明電極線Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁，…の幅広部に形成する。この開口３₁および３₂で一画素が形成される。
つぎに、図１４に示されるように、隔離壁Ｓ₁，Ｓ₂，…を形成し、金属電極線Ｌ₁，Ｌ₂，…を形成し、保護層で保護して完了する。
【００３８】
基板上に形成された絶縁層が、前記透明電極線のエッジを覆いつつ、透明電極線上の画素領域を決定でき、そして、画素領域以外における透明電極線と金属電極線の短絡も防止できるため、製造コストのかからない有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルを提供することができる。さらに、パネル面積に対する開口部分の割合を大きくすることができるとともに、接続端子より離れた画素も規定の輝度で発光させることができる有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の透視平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線およびＹ−Ｙ線断面図である。
【図３】第１の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図４】第１の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図５】第１の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図６】第１の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図７】第１の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図８】開口の形成方法を説明するための図である。
【図９】第２の実施例の平面図である。
【図１０】第２の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図１１】第２の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図１２】第２の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図１３】第２の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図１４】第２の実施例の製造方法を説明するための図である。
【図１５】従来例を説明するための図である。
【符号の説明】
１基板
２絶縁層
３，３₁，３₂ 開口
４有機ＥＬ材料層
５保護層
６導電層
Ｒ₁，Ｇ₁，Ｂ₁ 透明電極線
Ｌ₁，Ｌ₂ 金属電極線
Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃ 隔離壁

Claims

Ｒ，ＧおよびＢの画素をデルタ配列で配置するとともに、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素が同一の金属電極線に接続される有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルにおいて、
基板と、
前記基板上に画素領域に対応する部分の幅を広くし画素領域以外の部分の幅を狭くするように形成され互いに平行に配列する複数の透明電極線と、
前記透明電極線上の前記画素領域以外の部分に導電率のよい物質で形成した導電層と、
前記基板上に積層され、前記透明電極線のエッジを覆うとともに前記透明電極線上の画素領域に対応して前記導電層を挟んで両側に開口が形成された絶縁層と、
前記画素領域に対応して形成され、Ｒ，ＧおよびＢの何れかの発光機能を有する少なくとも１層の有機ＥＬ材料層と、
前記透明電極線に対して交差する方向に平行配列され、その各々が、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素の各画素領域を全て覆うように形成された複数の金属電極線とを備え、
前記絶縁層は、少なくとも、前記画素領域以外の領域において前記透明電極線と前記金属電極線が交差する領域を絶縁するように成膜されていることを特徴とする有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
前記絶縁層が前記透明電極線が形成された前記基板上の全面に形成されていることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
前記金属電極線は、その幅が、前記画素の前記透明電極線の伸長方向における長さの２倍以上となることを特徴とする請求項１または２記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
前記絶縁層上に突出して前記金属電極線を隔離する絶縁性の隔離壁を設けたことを特徴とする請求項１，２または３記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
前記導電層を形成する物質が金属性の物質であることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
前記導電層が前記画素領域以外の部分の幅で前記画素領域の部分に延長され、前記画素領域以外の部分と接続されていることを特徴とする請求項１，２，３，４または５記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
前記基板に形成される前記透明電極線の両端に接続端子を設けたことを特徴とする請求項１，２，３，４，５または６記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネル。
Ｒ，ＧおよびＢの画素をデルタ配列で配置するとともに、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素が同一の金属電極線に接続される有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法において、
基板上に、画素領域に対応する部分の幅を広くし画素領域以外の部分の幅を狭くするとともに、互いに平行に配列する複数の透明電極線を形成する透明電極形成工程と、
前記透明電極線上の前記画素領域以外の部分に導電率のよい物質で導電層を形成する導電層形成工程と、
少なくとも前記透明電極線と前記金属電極線が交差する領域を全て被膜する単一の絶縁層を成膜する絶縁層成膜工程と、
前記絶縁層に、前記透明電極線のエッジを覆いつつ前記透明電極線上の画素領域に対応した開口を前記導電層を挟んで両側に形成する絶縁層パターニング工程と、
前記画素領域に対応して、Ｒ，ＧおよびＢの何れかの発光機能を有する少なくとも１層の有機ＥＬ材料層を形成する有機ＥＬ材料層形成工程と、
前記透明電極線に対して交差する方向に平行配列され、その各々が、互いに最も近隣する前記Ｒ，ＧおよびＢの３画素の各画素領域を全て覆う複数の金属電極線を形成する金属電極形成工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記絶縁層成膜工程が前記透明電極線形成された前記基板上の全面に絶縁層を形成するようにしたことを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記金属電極形成工程における前記金属電極線の幅は、前記画素の前記透明電極線の伸長方向における長さの２倍以上となるようにしたことを特徴とする請求項８または９記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記絶縁層上に突出して前記金属電極線を隔離する絶縁性の隔離壁を形成する隔離壁形成工程を含むことを特徴とする請求項８，９または１０記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記導電層形成工程で形成する導電層を金属性物質で形成するようにしたことを特徴とする請求項８，９，１０または１１記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記導電層形成工程において、前記導電層が前記画素領域以外の部分の幅で前記画素領域の部分に延長され、前記画素領域以外の部分と接続されるよう形成するようにしたことを特徴とする請求項８，９，１０，１１または１２記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記透明電極形成工程において、前記基板に形成される前記透明電極線の両端に接続端子を形成するようにしたことを特徴とする請求項８，９，１０，１１，１２または１３記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
前記導電層形成工程において、導電層を延長して前記接続端子にも形成するようにしたことを特徴とする請求項１４記載の有機ＥＬフルカラーディスプレイパネルの製造方法。