JP5574114B2 - 表示装置とその製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、有機発光層の膜厚を均一にするため、例えば、特許文献1では、バンク内面に凸状部を設け、これによりインクのピンニング位置を制御するという発明が記載されている。即ち、特許文献1で提案されている技術を採用することにより、一の画素部におけるインクを滴下した際のピンニング位置を形成した凸状部にピンニングすることができ、これにより、ある程度の膜厚均一性を確保することができる。
本発明の一態様に係る表示装置は、複数の画素部が配列されてなる、各画素部は、第1電極および第2電極と、第1電極と第2電極との間に介挿された有機発光層とを有し構成されている。本発明の一態様に係る表示装置では、第1電極の上方に、有機発光層を前記画素部ごとに区画する複数のバンクが立設されている。上記複数の画素部には、画素部配列の端部側(パネル外周部)に位置する端部側画素部が含まれており、複数のバンクには、端部側画素部における有機発光層を画素部配列の端部側で区画する(画素部配列の端部側で隣接する)第1バンクと、端部側画素部における有機発光層を画素部配列の中央部側で区画する(画素部配列の中央部側で隣接する)第2バンクとが含まれている。
本発明の一態様に係る表示装置は、複数の画素部が配列されてなる、各画素部は、第1電極および第2電極と、第1電極と第2電極との間に介挿された有機発光層とを有し構成されている。本発明の一態様に係る表示装置では、第1電極の上方に、有機発光層を前記画素部ごとに区画する複数のバンクが立設されている。上記複数の画素部には、画素部配列の端部側に位置する端部側画素部が含まれており、複数のバンクには、端部側画素部における有機発光層を画素部配列の端部側で区画する第1バンクと、端部側画素部における有機発光層を画素部配列の中央部側で区画する第2バンクとが含まれている。
本発明の一態様に係る表示装置では、第1側面部が、第2側面部に対しその傾斜角度が大きいので、その製造時におけるインクを滴下した際、第1側面部でのピンニング位置が、第2側面部のピンニング位置よりも高くなる。具体的には、傾斜角度を大きくした第1側面部でのピンニング位置は、傾斜角度を小さくした第2側面部のピンニング位置よりも高くなる。そして、乾燥後における有機発光層の膜厚は、バンクにおける側面部の傾斜角度の大小とは逆の関係を有することになるので、第2側面部との比較において、第1側面部での膜厚が薄くなろうとする。
(第1工程) 基板上に、第1電極を含む機能層を形成する。
(第3工程) 第2工程の実行で積層された感光性レジスト材料をマスク露光してパターニングすることにより、複数の画素部に対応する複数の開口部を形成するとともに、隣接する開口部間を区画する複数のバンクを形成する。
(第5工程) 有機発光層の上方に、第2電極を形成する。
上記のように、本発明の一態様に係る表示装置の製造方法では、第3工程で、第1側面部の傾斜角度が、第2側面部の傾斜角度よりも大きくなるように、第1バンクおよび第2バンクを形成することにより、第4工程で、端部側開口部に滴下されたインクに関し、第1側面部におけるピンニング位置を、第2側面部におけるピンニング位置に対し、高くし、以って、乾燥後の前記有機発光層の膜厚を均一化することができる。よって、本発明の一態様に係る製造方法を用いることにより、画素間での有機発光層の形状のバラツキを抑えることが可能であり、輝度ムラの少ない表示装置を製造することができる。
また、本発明の一態様に係る表示装置の製造方法では、第3工程を実行するに際し、第1側面部に相当する部分と、第2側面部に相当する部分とに関し、感光性レジスト材料を露光して現像した後、一方の相当部分に対して、露光処理を追加して行うという構成を採用することができる。このような方策によっても、第1側面部の傾斜角度が第2側面部の傾斜角度よりも大きな関係を有する、第1バンクおよび第2バンクを形成することができる。具体的には、第3工程を実行するに際し、上記追加して行う露光処理の対象が、第1側面部に相当する部分であるという構成を採用することができる。これにより、第1側面部の傾斜角度を第2側面部の傾斜角度に対して大きくすることができる。
以下では、本発明を実施するための形態の一例について、図面を参酌しながら説明する。
本発明者は、(背景技術)において記載した有機発光表示装置に関し、鋭意研究の結果、次のような知見を得た。
この場合、図17(b)に示すように、パネル外周部の画素部における有機発光層906cは、パネル中央部の画素部における有機発光層906aに比べて、膜厚の均一性が低下する傾向にある(図17(b)の二点鎖線D1,D2で指し示す部分)。具体的には、パネル外周部に位置する画素部では、有機発光層の表面がパネル外周部に行くほど高くなっていることを本発明者は確認した。なお、図17(b)において、横軸は外周端からの距離を示し、縦軸は膜厚ズレの程度を示す。
しかし、図19(b)に示すように、乾燥途中のインク9061cの内部では、実線矢印で示すような溶剤の移動を生じる。これは、蒸発した分を補うように溶剤が移動する(表面自由エネルギを最小にするように移動する)ものであり、溶剤の移動に伴い溶質(有機発光材料)も移動する。このため、図19(c)に示すように、パネル外周部の画素部においては、表面プロファイルL2が外側ほど盛り上がった有機発光層906cが形成されることになる。
本実施の形態に係る表示装置1の全体構成について、図1を用い説明する。
図1に示すように、表示装置1は、表示パネル部10と、これに接続された駆動制御部20とを有し構成されている。表示パネル部10は、有機材料の電界発光現象を利用した有機ELパネルであり、複数の有機EL素子が配列され構成されている。
なお、実際の表示装置1では、表示パネル部10に対する駆動制御部20の配置については、これに限られない。
表示パネル10の構成について、図2を用い説明する。なお、本実施の形態に係る表示パネル10は、一例として、トップエミッション型の有機ELパネルを採用し、赤(R)、緑(G)、青(B)の何れか発光色を有する有機発光層を備える複数の画素部100がマトリクス状に配置され構成されているが、図2では、一つの画素部100を抜き出して描いている。
基板101は、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコーン系樹脂、又はアルミナ等の絶縁性材料をベースとして形成されている。
アノード電極102は、導電性材料からなる単層、あるいは複数の層が積層されてなる積層体から構成されており、例えば、Ag(銀)、APC(銀、パラジウム、銅の合金)、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)などを用い形成されている。なお、本実施の形態のように、トップエミッション型の場合には、高反射性の材料で形成されていることが好ましい。
電極被覆層103は、例えば、ITO(酸化インジウムスズ)を用い形成されており、アノード電極102のZ軸方向上部の表面を被覆する。
ホール注入輸送層104は、例えば、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、イリジウム(Ir)などの酸化物からなる層である。このような酸化金属からなるホール注入輸送層104は、ホールを安定的に、またはホールの生成を補助して、有機発光層106に対しホールを注入および輸送する機能を有し、大きな仕事関数を有する。
バンク105は、樹脂等の有機材料で形成されており絶縁性を有する。バンク105の形成に用いる有機材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等があげられる。そして、バンク105は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。
有機発光層106は、アノード電極102から注入されたホールと、カソード電極108から注入された電子とが再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層106の形成に用いる材料は、湿式印刷法を用い製膜できる発光性の有機材料を用いることが必要である。
電子注入層107は、カソード電極108から注入された電子を有機発光層106へ輸送する機能を有し、例えば、バリウム、フタロシアニン、フッ化リチウム、あるいはこれらの組み合わせで形成されることが好ましい。
カソード電極108は、例えば、ITO、IZO(酸化インジウム亜鉛)などで形成される。トップエミッション型の表示パネル10の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。光透過性については、透過率が80[%]以上とすることが好ましい。
封止層109は、有機発光層106などが水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、SiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)などの材料を用い形成される。トップエミッション型の表示パネル10の場合においては、光透過性の材料で形成されることが好ましい。
図3に示すように、本実施の形態に係る表示パネル10では、一例としてライン状のバンク105を採用している。具体的には、バンク105は、各々がY軸方向に延伸形成され、X軸方向において隣接する画素部100間を区画している。そして、画素部100は、バンク105により区画された領域ごとに、発光色が異なるように形成されている。
図4に示すように、表示パネル10から、中央部に位置する画素部100aと、外周部に位置する画素部(配列された複数の画素部の内、配列端部に位置する画素部)100b,100cとを抜き出し、各画素部100a,100b,100cのそれぞれの両脇にバンク105a〜105fが配されているとする。
[数2] θc>θd
[数3] θa=θb=θd=θe
なお、本実施の形態では、角度θa,θb,θd,θeを25[°]以上30[°]以下の範囲内の角度とし、角度θc,θfを35[°]以上40[°]以下の範囲内の角度とする。
バンク105における側面部の傾斜角度θと有機発光層106の膜厚との関係について、図5および図6を用い説明する。なお、図5では、画素部の構造を模式的に描いている。
各バンク105x,105yで区画された開口部に有機発光材料を含むインク1060x,1060yを滴下すると、各ピンニング位置Px,Pyの高さHx,Hyが次のような関係となる。
図5(c)に示すように、インク1060xを乾燥させると、ピンニング位置Pxの高さHxが相対的に低いことに起因して、形成される有機発光層106xでは、画素部の中央部分が盛り上がり、その膜厚が厚みTxとなる。
[数6] Tx>Ty
上記の関係を図6に纏めて示す。図6に示すように、バンク105の傾斜角度(テーパ角)θを小さくすれば、ピンニング高さHが低くなり、結果的に得られる有機発光層106の膜厚Tが厚くなる。逆に、バンク105の傾斜角度(テーパ角)θを大きくすれば、ピンニング高さHが高くなり、結果的に得られる有機発光層106の膜厚Tが薄くなる。
図7および図8に示すように、サンプル2の膜厚分布に対し、テーパ角を大きくしたサンプル3およびサンプル4では、ピンニング位置が高くなっている。なお、図7および図8において、横軸は横方向を示し、縦軸は高さ方向を示す。
6.表示パネル10の製造方法
本実施の形態に係る表示パネル10の製造方法について、図9および図10を用い、特徴となる部分を説明する。なお、以下で説明を省略する製造工程については、従来技術として提案されている種々の工程を採用することが可能である。
7.効果
図4に示すように、本実施の形態に係る表示装置1の表示パネル10では、画素部100b,100cの各パネル外周側のバンク105c,105fにおいて、その各側面部105ca,105faの傾斜角度θc,θfが、同じ画素部100b,100cの各パネル中央側のバンク105d,105eの側面部105da,105eaにおける傾斜角度θd,θeよりも大きく設定されている(上記[数1]、[数2]を参照)。このため、パネル外周部に位置する画素部100b,100cでは、その製造時におけるインクを滴下した際のピンニング位置が、パネル中央部側を区画するバンク105d,105eの側面部105da,105eaに対し、パネル外周部側を区画するバンク105c,105fの側面部105ca,105faの方が高くなる。よって、インク乾燥時における蒸気濃度分布に起因してパネル外周部に位置する画素部100b,100cの外周部側で有機発光層106の膜厚が厚くなろうとするのを、バンク105c〜105fの各側面部105ca〜105faの各傾斜角度θc〜θfを上記関係とすることによる作用により、抑えることができ、パネル外周部に位置する画素部100b,100cにおける有機発光層106の膜厚を全体として均一にすることができる。
なお、図9および図10を用い説明した本実施の形態に係る表示装置1の製造方法を用いれば、上記効果を有する表示装置1の製造が可能である。
次に、図11を用い、表示装置1の製造方法の変形例1について説明する。図11は、図9(c)から図10(a)に示す工程に対応する工程を示す。
なお、露光量についての上記関係については、バンク105の構成材料である感光性レジスト材料の種類など種々の条件により、大小関係が逆転する場合もあり得る。
[変形例2]
次に、図12および図13を用い、表示装置1の製造方法の変形例2について説明する。図12および図13は、図9(c)から図10(b)に示す工程に対応する工程を示す。
[製造方法の検証]
上記実施の形態および変形例1,2に係る各製造方法について、具体例を以って形成後のバンク形状について検証を行った。その結果について、図14を用い説明する。
[その他の事項]
上記実施の形態および変形例1,2では、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために一例としての各構成を採用するものであり、本発明は、本質的な部分を除き、上記形態に限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、図2に示すように、有機発光層106に対し、そのZ軸方向下側にアノード電極102が配されている構成を一例として採用したが、本発明は、これに限らず有機発光層106に対し、そのZ軸方向下側にカソード電極108が配されているような構成を採用することもできる。
10,30.表示パネル
20.駆動制御部
21〜24.駆動回路
25.制御回路
100,100a〜100c,300.画素部
101.基板
102.アノード電極
103.電極被覆層
104.ホール注入層
105,105a〜105f,105x,105y,305.バンク
106,106a,106c,106x,106y.有機発光層
107.電子注入層
108.カソード電極
109.封止層
501〜505.露光マスク
1050,1051a,1051b,1051e,1051f.バンク材料層
1060x,1060y.インク
Claims (17)
- 複数の画素部が配列されてなる表示装置であって、
各画素部は、第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介挿された有機発光層とを有し構成されており、
前記第1電極の上方には、前記有機発光層を前記画素部ごとに区画する複数のバンクが立設されており、
前記複数の画素部には、前記配列の端部側に位置する端部側画素部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記端部側画素部における前記有機発光層を前記配列の端部側で区画する第1バンクと、前記端部側画素部における前記有機発光層を前記配列の中央部側で区画する第2バンクとが含まれており、
前記第1バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部は、前記第2バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きく、
前記傾斜角度は、前記バンクにおける各側面部と、前記バンクが設けられている下地層の上面とがなす角度であり、
前記第1バンクおよび前記第2バンクの各々における前記傾斜角度は、鋭角である
ことを特徴とする表示装置。 - 前記第1バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部は、前記第2バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きいことにより、
前記端部側画素部の有機発光層に関し、前記第1バンクの前記側面部におけるピンニング位置が、前記第2バンクの前記側面部におけるピンニング位置に対し、高くなる
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記第1バンクにおける前記側面部は、前記傾斜角度が35°以上40°以下の範囲内であり、
前記第2バンクにおける前記側面部は、前記傾斜角度が25°以上30°以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記複数の画素部には、前記端部側画素部に対し、前記配列の中央部側に位置する中央側画素部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記中央側画素部における前記有機発光層を前記配列の端部側で区画する第3バンクと、前記中央側画素部における前記有機発光層を前記配列の中央部側で区画する第4バンクとが含まれており、
前記第3バンクにおける前記中央側画素部に対応する側面部と、前記第4バンクにおける前記中央側画素部に対応する側面部とは、その傾斜角度が等しい
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 前記第3バンクにおける前記側面部、および前記第4バンクにおける前記側面部は、その傾斜角度が25°以上35°以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項4に記載の表示装置。 - 複数の画素部が配列されてなる表示装置であって、
各画素部は、第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介挿された有機発光層とを有し構成されており、
前記第1電極の上方には、前記有機発光層を前記画素部ごとに区画する複数のバンクが立設されており、
前記複数の画素部には、前記配列の端部側に位置する端部側画素部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記端部側画素部における前記有機発光層を前記配列の端部側で区画する第1バンクと、前記端部側画素部における前記有機発光層を前記配列の中央部側で区画する第2バンクとが含まれており、
前記第1バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部は、前記第2バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きく、
前記傾斜角度は、前記バンクにおける各側面部と、前記バンクが設けられている下地層の上面とがなす角度であり、
前記第1バンクにおける前記側面部は、前記傾斜角度が35°以上40°以下の範囲内であり、
前記第2バンクにおける前記側面部は、前記傾斜角度が25°以上30°以下の範囲内である
ことを特徴とする表示装置。 - 複数の画素部が配列されてなる表示装置であって、
各画素部は、第1電極および第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に介挿された有機発光層とを有し構成されており、
前記第1電極の上方には、前記有機発光層を前記画素部ごとに区画する複数のバンクが立設されており、
前記複数の画素部には、前記配列の端部側に位置する端部側画素部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記端部側画素部における前記有機発光層を前記配列の端部側で区画する第1バンクと、前記端部側画素部における前記有機発光層を前記配列の中央部側で区画する第2バンクとが含まれており、
前記第1バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部は、前記第2バンクにおける前記端部側画素部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きく、
前記傾斜角度は、前記バンクにおける各側面部と、前記バンクが設けられている下地層の上面とがなす角度であり、
前記複数の画素部には、前記端部側画素部に対し、前記配列の中央部側に位置する中央側画素部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記中央側画素部における前記有機発光層を前記配列の端部側で区画する第3バンクと、前記中央側画素部における前記有機発光層を前記配列の中央部側で区画する第4バンクとが含まれており、
前記第3バンクにおける前記中央側画素部に対応する側面部と、前記第4バンクにおける前記中央側画素部に対応する側面部とは、その傾斜角度が等しい
ことを特徴とする表示装置。 - 前記第3バンクにおける前記側面部、および前記第4バンクにおける前記側面部は、その傾斜角度が25°以上35°以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項7に記載の表示装置。 - 複数の画素部が配列されてなる表示装置の製造方法であって、
基板上に、第1電極を含む機能層を形成する第1工程と、
前記機能層の上に、感光性レジスト材料を積層する第2工程と、
前記積層された感光性レジスト材料をマスク露光してパターニングすることにより、複数の画素部に対応する複数の開口部を形成するとともに、隣接する前記開口部間を区画する複数のバンクを形成する第3工程と、
前記複数の開口部のそれぞれに対して、有機発光材料を含むインクを滴下して乾燥させ、有機発光層を形成する第4工程と、
前記有機発光層の上方に、第2電極を形成する第5工程と、
を有し、
前記複数の開口部には、前記配列の端部側に位置する端部側開口部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記端部側開口部に対し、前記配列の端部側で区画する第1バンクと、前記端部側開口部に対し、前記配列の中央部側で区画する第1バンクとが含まれており、
前記第3工程では、第1バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部が、前記第2バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きくなるように、前記第1バンクおよび前記第2バンクの形成を行い、
前記傾斜角度は、前記バンクにおける各側面部と、前記バンクが設けられている下地層の上面とがなす角度であり、
前記第1バンクおよび前記第2バンクの各々における前記傾斜角度は、鋭角である
ことを特徴とする表示装置の製造方法。 - 前記複数の開口部には、前記端部側開口部に対し、前記配列の中央部側に位置する中央側開口部が含まれており、
前記複数のバンクには、前記中央側開口部に対し、前記配列の端部側で区画する第3バンクと、前記中央側開口部に対し、前記配列の中央部側で区画する第4バンクとが含まれており、
前記第3工程では、前記第3バンクにおける前記中央側開口部に対応する側面部と、前記第4バンクにおける前記中央側開口部に対応する側面部との傾斜角度が等しくなるように、前記第3バンクおよび前記第4バンクの形成を行う
ことを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第4工程では、
前記第3工程の実行により、前記第1バンクにおける前記側面部の傾斜角度が、前記第2バンクにおける前記側面部の傾斜角度よりも大きくなるように、前記第1バンクおよび前記第2バンクを形成することにより、
前記端部側開口部に滴下された前記インクに関し、前記第1バンクの前記側面部におけるピンニング位置を、前記第2バンクの前記側面部におけるピンニング位置に対し、高くし、以って、乾燥後の前記有機発光層の膜厚を均一化する
ことを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第3工程では、前記感光性レジスト材料の露光に関し、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分への露光量を、前記第2バンクの前記側面部に相当する部分への露光量に対して異ならせることにより、第1バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部が、前記第2バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きくなるようにする
ことを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第3工程では、前記感光性レジスト材料の露光に関し、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分への露光量を、前記第2バンクの前記側面部に相当する部分への露光量に対して大きくする
ことを特徴とする請求項12に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第3工程では、前記感光性レジスト材料の露光に関し、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分への光の透過率と、前記第2バンクの前記側面部に相当する部分への光の透過率とが、互いに異なるマスクを用いることにより、第1バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部が、前記第2バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きくなるようにする
ことを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第3工程では、前記感光性レジスト材料の露光に関し、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分への光の透過率が、前記第2バンクの前記側面部に相当する部分への光の透過率よりも大きいマスクを用いる
ことを特徴とする請求項14に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第3工程では、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分と、前記第2バンクの前記側面部に相当する部分とを、前記感光性レジスト材料を露光して現像した後、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分または前記第2バンクの前記側面部に相当する部分の一方に対して、露光処理を追加して行うことにより、第1バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部が、前記第2バンクにおける前記端部側開口部に対応する側面部に対し、その傾斜角度が大きくなるようにする
ことを特徴とする請求項9に記載の表示装置の製造方法。 - 前記第3工程では、前記感光性レジスト材料の露光に関し、前記第1バンクの前記側面部に相当する部分に対して、追加して前記露光処理を行う
ことを特徴とする請求項16に記載の表示装置の製造方法。
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