WO2004028216A1 - 有機エレクトロ・ルミネッセンス表示装置および有機エレクトロ・ルミネッセンス表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

有機エレクロトロ・ルミネッセンス表示装置、該有機エレクトロ・ルミネッセンス表示装置の製造方法を提供する。本発明の有機エレクトロ・ルミネッセンス表示装置は、基板１２と、基板１２上に形成された光透過性の電極１４と、基板１２上に形成され、ホール輸送材料と、電子輸送材料とを含む被膜形成性の機能層１６と、この機能層１６上に形成されるトレンチパターン１８ａ、１８ｂと、これらのトレンチパターンを形成する壁の間の機能層１６にドーピングされたドーパントＤｏと、トレンチパターン１８ａ、１８ｂを被覆する光反射性の電極２０とを含んでいる。ドーパントＤｏは、トレンチパターン１８ａ、１８ｂへと毛細管現象により導入され、高精細なカラーパターニングを可能とする。また、本発明は、上述した有機エレクトロ・ルミネッセンス表示装置の製造方法を提供する。

Description

明細書 有機エレク卜口 'ルミネッセンス表示装置および有機エレク卜口 'ルミネッセンス表 示装置の製造方法

.技術分野

本発明は、 有機エレクト口 'ルミネッセンス （以下有機 E Lと略する。） に関 し、 より詳細には、 ドーパン卜によるカラーパターニングの施された高精細表示の 可能な有機 E L表示装置および該カラーパターンの施された有機 E L素子の製造方 法に関する。 背景技術

有機 E L素子は、 応答速度が非常に速く自己発光素子であるため、 表示装置に適 用した場合には視野角も広い良好な平面型表示装置を提供できることが期待されて いる。 このため、 有機 E L素子は、 液晶表示装置に替わる平面型表示装置への適用 が検討されている。 上述した有機 E L素子を平面型表示装置に適用する場合には、 多くの場合、 カラ 一表示を行うために R、 G、 Bの特性を有するカラ一パターンが形成される。 この ようなカラーパターンの形成には、 これまでシャドーマスクを使用したパターニン グ方法およびインクジエツ卜プリンタを使用してパターニングを行う方法などが提 案されている。 シャド一マスクを使用してカラーパターニングを行う方法は、 良好なパターニン グを行うことができるものの、 シャドーマスクの製造、 シャドーマスクのァライメ ン卜精度、 シャドーマスク自体の熱膨張やゆがみのため、 ァライメン卜精度が低下 してしまうといった不都合があった。 また、 インクジェットを使用し Tカラーパタ 一二ングを行う方法についても、 カラーパターニングは可能であるものの、 インク ジエツ卜ノズルの精度、 インク吐出量の変動などによる誤差が大きいなどの不都合 があることが知られている。 また、 これ以外にも、 ド一パン卜を含む溶液を使用し、 スタンビングによりドー ビングを行う方法も知られている。 図 8には、 スタンビングにより得られたドーピ ングパ夕 -ンの発光特性を示す。 スタンピングによつてもカラーパ夕一ニングが可 能であるものの、 精度、 均一性および再現性が充分ではなく、 さらには充分な精度 での力ラーパ夕一二ングができないという不都合があつた。 上述した不都合のため、 従来の有機 E L表示装置においては、 液晶表示装置と同 程度の高精細さ （約 2 0 0 p p i ) で、 カラーパターニングを行うことが不可能で あった。 すなわち、 これまで有機 E L素子に対して約 2 0 0 p p i以上の高精細さ で、 カラーパターニングを行うための方法、 および該方法を使用して製造される有 機 E L表示装置が必要とされていた。 発明の開示

本発明は、 有機 E L材料に対してドーピングを行うことによりカラーパターンを 形成させる際に、 ドーパン卜を含む溶液を毛細管現象を利用して有機 E L材料層に 導入することができれば、 容易かつ確実に高精度なカラーパ夕一二ングを行うこと ができる、 という着想の下になされたものである。 すなわち、 本発明は、 有機 E L材料層に、 隣接して望まれる精度でフォトレジス 卜によるトレンチを形成する。 卜レンチは充分に微細で、 毛細管現象によってドー パン卜を含む溶液を有機 E L材料層上に導入することができるサイズとされてい る。 導入されたドーパン卜は、 ベーキング処理により溶媒の乾燥と同時に有機 E L 材料層内へと拡散して行き、 有機 E L材料層のドーピングが行われる。 有機 E L材料層に隣接して形成されるフォトレジス卜パターンの精度およびパ夕 ーン構成に応じて、 カラ一パターニングの精度が規定され、 またフルカラー表示の ためのパターニングが可能となる。 フォトレジス卜パターンは、 ドーピングの後に 残されるものの、 本発明において使用するフォトレジス卜は、 光学的に透明かつ、 無色なので、 フォトレジス卜層のパターンが残留していたとしても、 光学的な不都 合は生じない。 また、 本発明においては、 卜レンチパターンの形成は、 機能層の形 成前に電極から直接壁を形成するように形成することができる。 さらに、 本発明の 好ましい実施の形態においては、 卜レンチパターンを、 機能層上に形成することも できる。 すなわち、 本発明によれば、 基板と、

前記基板上に形成された第 1の電極と、

前記基板上に形成された有機 E L機能層と、

前記機能層に隣接して形成される卜レンチパタ一ンと、

前記機能層及び前記卜レンチパターンの上に形成された第 2の電極層と を含む有機エレク卜口 'ルミネッセンス表示装置が提供される。 本発明における前記機能層は、 ァミン誘導体構造を有するポリマーまたはオリゴ マーを含むことができる。 本発明においては、 前記卜レンチパターンの壁を隔てて 隣接する前記機能層の領域には、 異なるドーパン卜を含むことができる。 本発明に おいては、 前記卜レンチパターンを形成する壁の下側の前記機能層におけるドーピ ング濃度が他の部分よりも低いことが好ましい。 本発明によれば、 基板上に第 1の電極を形成するステップと、

前記電極上に有機 E L機能層および卜レンチパターンを形成するステップと、 前記機能層及び前記卜レンチパターンの上に第 2の電極層を形成するステップと を含む有機エレク卜口■ルミネッセンス表示装置の製造方法が提供できる。 本発明においては、 前記機能層および卜レンチパターンを形成するステップは、 前記機能層を形成するステップと、 前記機能層上にフォトレジス卜層を形成する ステップと、 前記フ才卜レジス卜層を前記卜レンチパターンにパターニングするス テツプと

を含むことができる。 本発明においては、 前記機能層とは異なる組成の少なくと も第 2の機能層を、 前記卜レンチパターンに沿って導入するステップとを含むこと ができる。 本発明によれば、 さらに、 前記卜レンチパターンに沿ってドーパン卜溶 液を供給して前記機能層に対してド一ビングを行うステップを含むことができる。 本発明においては、 前記ドーパン卜溶液を供給して前記機能層にドーピングを行 うステップは、

前記ドーパン卜溶液を前記卜レンチパターンに沿って供給するステップと、 前記機能層を加熱して前記ドーパン卜を前記機能層内部に拡散させるステップと を含むことができる。 本発明においては、 前記ドーピングを行うステップは、 前記 卜レンチパターンの壁を隔てて異なるドーパン卜を供給するステップを含むことが できる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の有機 E L表示装置の斜視図を示した図である。

図 2は、 図 1に示した有機 E L表示装置の矢線 B— Bに沿った断面を示した図である c 図 3は、 本発明の有機 E L表示装置の一部製造プロセスを示した図である。 図 4は、 本発明の有機 E L表示装置の一部製造プロセスを示した図である。

図 5は、 本発明の有機 E L表示装置の詳細斜視図である。

図 6は、 本発明の有機 E L表示装置の他の実施の形態を示した図である。

図 7は、 本発明の有機 Eし表示装置のドーピングパターンを示した図である。

図 8は、 スタンビングにょリ得られたドーピングパターンを示した図である。 発明を実施するための最良の態様

以下本発明を図面に示した実施の形態をもって説明するが、本発明は図面 3 4…画素電 極に示した実施の形態に限定されるわけではない。 図 1は、 本発明の有機 E L素子の構造を示した一部断面斜視図である。 図 1に示 した有機 E L素子 1 0は、 矢線 Aの方向へとエレクト口 ·ルミネッセンスにより発 生した光線を放出している。 本発明の有機 E L表示装置 1 0は、 ガラスといった基 板 1 2上に、 透明導電膜によりアノード 1 4が堆積され、 パターニングされてい る。 図 1においては、 パターニングされたアノード 1 4を明瞭に示すために、 有機 E L素子の基板 1 2上の構造を一部切り欠いて、 パターニングされたアノード 1 4 を示している。 また、 アノード 1 4上には、 エレクト口 ·ルミネッセンスによる発 光を生成するための機能層 1 6が堆積されている。 機能層 1 6の図 1において上側 には、 フォトレジス卜により形成されたフォトレジス卜層 1 8が形成され、 このフ ォ卜レジス卜層 1 8には、 壁により分離された卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 が パターニングされている。 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bは、 パターニングされ たアノード 1 4と概ね直交するように平行に形成されている。 さらにフォトレジス 卜層 1 8上には、 図示しない反射性電極が形成されていて、 矢線 Aの方向へと光線 を放出させている。 本発明において、 アノード 1 4を形成する材料としては、 本発明において説明す る特定の実施の形態であるボ卜厶エミッシヨン型の構成については、 透明でかつ導 電性があればいかなるものでも使用することができ、 例えば I T O、 I Z O、 S n 0 2などを使用することができる。 また、 本発明においてトップェミッション型の 構成を採用する場合には、 必ずしもアノード 1 4が透明性でなくとも良く、 A I、 N i、 N i / A I , C r、 A gなどをアノードとして使用することができる。 本発 明において使用することができる機能層 1 6は、 フォトレジス卜を塗布して、 卜レ ンチパタ一ン -1 8 a、 1 8 bを形成することができるように、 機能層 1 6が耐溶媒 性および被膜強度を有していることが好ましい。 このためには、 オリゴマー性のキ ャリァ輸送材料や、 ポリマ一性のキヤリァ輸送材料を使用することができ、 本発明 の特定の実施の形態では、 ポリビニルカルバゾールなどを挙げることができる。 本 発明においてオリゴマー性のキヤリァ輸送材料とは、 下記に掲げる単分子キヤリァ 輸送材料と、 ポリマーキヤリァ輸送材料との間の分子量を有するいかなるキヤリァ 輸送材料として定義される。 以下に、 本発明において使用することができるポリマ 一性のキヤリァ輸送材料を例示する。

【化 1】

PVK

【化 2】

PTPDMA

【化 3】

本発明においては、 上述したポリマー性のキャリア輸送材料の他にも、 ポリメチ ルメタクリレー卜樹脂、 ポリカーボネー卜樹脂、 エポキシ樹脂といった光学的に良 好な特性を有する樹脂に対してキヤリァ輸送材料を混合したキヤリァ輸送材料を使 用することができる。 樹脂成分と混合して使用することができるキヤリア輸送材料 としては、 例えば、 下記に挙げる材料を使用することができる。

【化 4】

TPAC

【化 5】

PDA

【化 6】

TPD

【化 7】

NPB

【化 8】

また、 本発明において使用することができる電子輸送層としては、 下記に例示す る材料を挙げることができる。

【化 9】

PBD

【化 1 0】

ΤΑΖ

【化 1 1 ]

【化 1 2】

[Image]

OXD

さらに、 本発明においては必要に応じて発光材料を使用することもでき、 本発明 において使用することができる発光材料としては、 例えば A I q 3といった錯体の 他、 これまで知られた ί、かなる発光性の低分子材料または高分子材料でも用いるこ とができる。 以下に本発明において使用することができる発光性の材料を例示的に 記載する。

【化 1 3】

Alq3

Eu(DBM)。(Phen)

【化 1 5】

BeBq

【化 1 6】

DTVBi 差替え用紙 (規則 26) 【化 1 7】

PPV

【ィ匕 1 8】

CN-PPV

【化 1 9】

MEH-PPV

【化 2 0】

さらに、 本発明においては、 上述した機能層 1 6は、 本発明の特定の実施の形態 においては単一層 1 6として記載されているものの、 必要に応じて、 ホール輸送 層、 発光層、 電子輸送層といった複数の層を含んで構成するこ.とも可能である。 本発明 (こおいてトレンチパターンを形成するために使用することができるフォト レジス卜としては、 これまでに知られたいかなるポジまたはネガタイプのフォトレ ジス卜でも使用することができる。 具体的にはポジタイプのフ才卜レジス小として は、 フエノール ' ノボラックに対して感光性材料を混合した組成物、 ポリビニルフ エノ一ル ·ァルキルエステルを使用し、 光酸発生剤を混合したいわゆる酸解離系の 差替え用紙 （規則 26) フォトレジス卜などを挙げることができる。 また、 ネガタイプのフ才卜レジス卜と しては、 光重合を使用したものであれば、 いかなるものでも用いることができ、 例 えばァクリレー卜系、 エポキシ系、 酸解離系のフォトレジス卜を使用することがで きる。 特に本発明においては、 光硬化性のエポキシ樹脂系ネガタイプのフ才 卜レジ ストを使用することができる。 また、 本発明において使用することができるフォト レジス卜は、 可能な限り下層の機能層 1 6に対して影響を与えないような無溶媒型 のフォトレジス卜を使用することができる。 本発明においては、 図 1に示された卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bに対して、 ドーパン卜溶液を毛細管現象を利用して供給することにより、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bに沿って機能層に対してドーピングを行うものである。 本発明において使用することができるド一パン卜としては、 必要とする発光特性 を得ることができる限りいかなるドーパン卜でも使用することができ、 例えば、 昼光蛍光材料、 蛍光増白剤、 レーザ色素、 有機シンチレ一夕、 蛍光分析試薬用色素 などから選択することができる。 より具体的には、 上述した色素としては、 ナイルブルー、 ナイルレッド、 T P B、 クマリン 6、 ケ卜クマリン、 ルプレン、 D C M— 1 (オレンジレッド）、 ペリ レン、 p—ターフェニル、 ポリフエニル 1、 スチルベン 1、 スチルベン 3、 クマリ ン 2、 クマリン 4 7、 クマリン 1 0 2、 クマリン 3 0、 ローダミン 6 G、 ローダミ ン B、 ローダミン 7 0 0、 スチリル 9、 H I T C L、 I R 1 4 0などを挙げること ができるが、 本発明においては、 これら以外にも適切な発光スペクトルを与えるこ とができる限り、 いかなる色素でも用いることができる。 さらに一般には、 例えばブルー （B ) の発光を得るためには、 約 4 2 0 n m付近 に発光スペクトルにおけるピークを与える色素を使用することができる。 また、 例 えばグリーン （G ) の発光を得るためには、 約 5 0 0 n m付近に発光スぺクトルの ピークを与える色素を使用することができる。 さらに、 レッド （R ) の発光を得る ためには、 約 6 0 0 n m付近に発光スぺクトルのピークを与える色素を使用するこ とができる。 これらの色素は、 さらには、 カラー 'インデックス （C I ) に対応す る名称および化学構造を有するものから、 適宜発光スペクトルの範囲、 溶解性など を考慮して選択することができる。 また、 本発明において機能層を塗布する際に使用することができる溶媒として は、 これまで知られたいかなる溶媒でも使用することができ、 例えば、 アミルペン ゼン、 イソプロピルベンゼン、 ェチルベンゼン、 キシレン、 ジェチルベンゼン、 シ クロへキセン、 シクロペンタン、 ジペンテン、 ジメチルナフタレン、 シメン類、 樟 脳油、 石油エーテル、 石油ベンジン、 ソルベン卜ナフサ、 デカリン、 デカン、 テ卜 ラリン、 テレビン油、 灯油、 ドデカン、 ドデシルベンゼン、 トルエン、 ナフタレ ン、 ノナン、 パインオイル、 ビネン、 メチルシクロへキサン、 p—メンタン、 リグ 口インといつた炭化水素系溶媒を挙げることができる。 上記溶媒としてはさらに、 2—ェチルへキシルク口リド、 塩化ァミル、 塩化イソ プロピル、 塩化工チル、 塩化ナフタレン、 塩化プチル、 塩化へキシル、 塩化メチ ル、 塩化メチレン、 o—クロ口トルエン、 p—クロ口トルエン、 クロ口ベンゼン、 四塩化炭素、 ジクロロエタン、 ジクロロエチレン、 ジクロロトルエン、 ジクロロブ タン、 ジクロロプロパン、 ジクロロベンゼン、 ジブロモェタン、 ジブロモブタン、 ジブロモプロパン、 ジブロモベンゼン、 ジブロモペンタン、 臭化ァリル、 臭化イソ プロピル、 臭化工チル、 臭化才クチル、 臭化プチル、 臭化プロピル、 臭化メチル、 臭化ラウリル、 テ卜ラクロロェタン、 テトラクロロエチレン、 テ卜ラブロモエタ ン、 テ卜ラメチレンクロロブ口ミド、 卜リクロロェタン、 トリクロロエチレン、 卜 リクロロベンゼン、 ブロモクロロェタン、 1—ブロモ一 3—クロ口プロパン、 プロ モナフタレン、 ブロモベンゼン、 へキサクロロェタン、 ペンタメチレンクロロブ口 ミド等のハロゲン化炭化水素系溶媒を用いることが可能である。 また、 上記溶媒としては、 ァミルアルコール、 ァリルアルコール、 イソアミルァ ルコール、 イソプチルアルコール、 イソプロピルアルコール、 ゥンデ力ノール、 ェ 夕ノール、 2—ェチルブタノール、 2 _ェチルへキサノール、 2—才クタノール、 nーォクタノール、 グリシドール、 シクロへキサノール、 3， 5， 一ジメチルー 1 —へキシン一 3—才一ル、 n—デカノール、 テ卜ラヒドロフルフリルアルコール、 α—テルビネオール、 ネオペンチルアルコール、 ノナノール、 フーゼル油、 ブタノ —ル、 フルフリルアルコール、 プロパギルアルコール、 プロパノール、 へキサノー ル、 ヘプ夕ノール、 ベンジルアルコール、 ペンタノール、 メタノール、 メチルシク 口へキサノール、 2—メチル— 1ーブタノール、 3—メチルー 2—プタノール、 3 一メチル一 1—ブチン一 3—オール、 4—メチル一 2—ペン夕ノール、 3—メチル 一 1一ペンチン— 3—オールといったアルコール類も挙げることができる。 上記溶媒としては、 さらにァニソ一ル、 ェチルイソァミルエーテル、 ェチルー t —プチルエーテル、 ェチルベンジルェ一テル、 エポキシブタン、 クラウンエーテル 類、 クレジルメチルエーテル、 ジイソアミルェ一テル、 ジイソプロピルエーテル、 ジェチルァセタール、 ジェチルエーテル、 ジ才キサン、 1， 8—シネオール、 ジフ ェニルエーテル、 ジブチルエーテル、 ジプロピルエーテル、 ジベンジルエーテル、 ジメチ^エーテノレ、 テ卜ラヒドロピラン、 テ卜ラヒドロフラン、 卜リ才キサン、 ビ ス （2—クロロェチル） エーテル、 フエネ! ^一ル、 プチルフエ二ルエーテル、 フラ ン、 フルフラール、 メチラ一ル、 メチル一 t—プチルエーテル、 メチルフラン、 モ ノクロロジェチルエーテルといったエーテル■ァセタール系溶剤も挙げることがで きる。 上述の溶媒としては、 ァセチルアセトン、 ァセ卜アルデヒド、 ァセ卜フエノン、 アセトン、 イソホロン、 ェチル— n—プチルケトン、 ジアセトンアルコール、 ジィ ソプチルケ卜ン、 ジイソプロピルケトン、 ジェチルケ卜ン、 シクロへキサノン、 ジ 一 n—プロピルケトン、 木ロン、 メシチル才キシド、 メチルー n—アミルケ卜ン、 メチルイソプチルケトン、 メチルェチルケトン、 メチルシクロへキサノン、 メチル —n—プチルケ卜ン、 メチルー n—プロピルケ卜ン、 メチル—n—へキシルケ卜 ン、 メチル—n—へプチルケトンといったケ卜ン ·アルデヒド系溶剤も同様に用い ることができる。 本発明に用いることができる溶媒としては、 さらにアジピン酸ジェチル、 アジピ ン酸ジォクチル、 ァセチルクェン酸卜リエチル、 ァセチルクェン酸卜リブチル、 ァ セ卜酢酸ェチル、 ァセ卜酢酸ァリル、 ァセ卜酢酸メチル、 ァビエチン酸メチル、 安 息香酸ェチル、 安息香酸プチル、 安息香酸プロピル、 安息香酸ベンジル、 安息香酸 メチル、 イソ吉草酸イソァミル、 イソ吉草酸ェチル、 ギ酸イソァミル、 ギ酸イソプ チル、 ギ酸ェチル、 ギ酸ブチル、 ギ酸プロピル、 ギ酸へキシル、 ギ酸ベンジル、 ギ 酸メチル、 クェン酸卜リブチル、 ケィ皮酸エステル、 ケィ皮酸メチル、 ケィ皮酸ェ チル、 酢酸、 酢酸ァミル、 酢酸ァリル、 酢酸イソァミル、 酢酸イソプチル、 酢酸ィ ソプロピル、 酢酸ェチル、 酢酸— 2—ェチルへキシル、 酢酸シクロへキシル、 酢酸 プチル、 酢酸プロピル、 酢酸ベンジル、 酢酸メチル、 酢酸メチルシクロへキシル、 サリチル酸イソァミル、 サリチル酸ベンジル、 サリチル酸メチル、 サリチル酸ェチ ル、 蓚酸ジァミル、 蓚酸ジェチル、 蓚酸ジブチル、 酒石酸ジェチル、 酒石酸ジプチ ル、 ステアリン酸アミル、 ステアリン酸ェチル、 ステアリン酸プチル、 セパシン酸 ジ才クチル、 セパシン酸ジブチル、 炭酸ジェチル、 炭酸ジフエ二ル、 炭酸ジメチ ル、 乳酸アミル、 乳酸ェチル、 乳酸メチル、 フタル酸ジェチル、 フタル酸ジ才クチ ル、 フ夕ル酸ジブチル、 フ夕ル酸ジメチル、 ァ一プチロラクトン、 プロピオン酸ィ ソァミル、 プロピオン酸ェチル、 プロピオン酸プチル、 プロピオン酸ェチル、 プロ ピオン酸ベンジル、 プロピオン酸メチル、 ホウ酸エステル類、 マレイン酸ジ才クチ ル、 マレイン酸ジブチル、 マロン酸ジイソプロピル、 マロン酸ジェチル、 マロン酸 ジメチル、 酪酸イソァミル、 酪酸イソプロピル、 酪酸ェチル、 酪酸プチル、 酪酸メ チル、 燐酸エステル類と L Nつたエステル系溶剤も挙げることができる。 上述の溶媒としては、 エチレングリコール、 エチレングリコールジブチ^エーテ ル、 エチレングリコールジァセター卜、 エチレングリコールジブチルエーテル、 ェ チレングリコールジメチルエーテル、 エチレングリコールモノァセター卜、 ェチレ ングリコ一ルモノィソプロピルエーテル、 ェチレングリコールモノェチルエーテ ル、 エチレングリコールモノェチルエーテルァセター卜、 エチレングリコールモノ フエニルエーテル、 エチレングリコールモノブチルエーテル、 エチレングリコール モノプチルェ一テルァセ夕一卜、 エチレングリコールモノへキシルエーテル、 ェチ レンダリコールモノメチルエーテル、 エチレングリコールモノメチルエーテルァセ ター卜、 エチレングリコールモノメ卜キシメチルエーテル、 エチレンクロロヒドリ ン、 1 , 3—才クチレングリコール、 グリセリン、 グリセリン 1 , 3—ジァセ夕一 卜、 グリセリンジアルキルエーテル、 グリセリン脂肪酸エステル、 グリセリントリ ァセター卜、 グリセリントリラウラー卜、 グリセリンモノァセター卜、 2—クロ口 — 1 , 3—プロパンジオール、 3—クロロー 1 , 2—プロパンジオール、 ジェチレ ングリコール、 ジエチレングリコールェチルメチルエーテル、 ポリプロピレングリ コールといった多価ァ1レコール及びそれらの誘導体を挙げることができる。 さらに上述の溶媒としては、 イソ吉草酸、 イソ酪酸、 ィタコン酸、 2—ェチルへ キサン酸、 2—ェチル酢酸、 ォレイン酸、 力プリル酸、 カブロン酸、 ギ酸、 吉草 酸、 酢酸、 乳酸、 ビバリン酸、 プロピオン酸、 といったカルボン酸誘導体、 ェチル フエノール、 ォクチルフエノール、 カテコール、 グアヤコール、 キシレノール、 P

—クミルフエノール、 クレゾール、 ドデシルフエノール、 ナフ! ^一ル、 ノニルフエ ノール、 フエノール、 ベンジルフエノール、 p—メ卜キシェチルフエノールといつ たフエノール類、 ァセ卜二卜リル、 アセトンシァノヒドリン、 ァニリン、 ァリルァ ミン、 アミルァミン、 イソキノリン、 イソプチルァミン、 イソプロパノールァミン 類、 イソプロピルァミン、 イミダゾ一ル、 N—ェチルエタノールァミン、 2—ェチ ルへキシルァミン、 N—ェチルモルホリン、 エチレンジァミン、 力プロラクタム、 キノリン、 クロロア二リン、 シァノ酢酸ェチル、 ジアミルァミン、 イソプチルアミ ン、 ジイソプロピルァミン、 ジィソプロピルェチルァミン、 ジァエタノールアミ ン、. N， N—ジェチルァニリン、 ジェチルァミン、 ジェチルペンジルァミン、 ジェ チレン卜リアミン、 ジ才クチルァミン、 シクロへキシルァミン、 卜リエチルアミ ン、 トリアミルァミン、 卜リオクチルァミン、 卜リエタノールアミン、 卜リエチル ァミン、 卜リオクチルァミン、 トリ— n—プチルァミン、 卜リプロピルアミン、 卜 リメチルァミン、 卜ルイジン、 二卜ロアニソール、 ピコリン、 ピぺラジン、 ピラジ ン、 ピリジン、 ピロリジン、 N—フエニルモルホリン、 モルホリン、 プチルアミ ン、 ヘプチルァミン、 ルチジンといった含窒素化合物、 これらの溶媒の他、 含ィォ ゥ化合物系溶媒、 フッ素系溶媒等も挙げることができる。 また、 本発明において、 ド一パントを溶解するための溶媒としては、 下層となる 機能層に対して悪影響を与えない溶媒を、 上述した溶媒の中から適宜選択して使用 することができる。 図 2は、 図 1に示した本発明の有機 E L表示装置の矢線 B— B (パ夕一ニングさ れたアノード 1 4を切断する位置である。） に沿った断面図を示す。 なお、 本発明 の有機 E L表示装置は、 基板 1 2上に複数の薄膜トランジスタ （T F T ) が形成さ れた卜ランジス夕アレイとして構成することができるが、 図 2においては説明の簡 略化のために、 T F T構造については省略して示している。 図 2に示すように本発 明の有機 E L素子は、 基板 1 2上に、.アノード 1 4を堆積させ、 アノード 1 4上 に、 被膜形成性の機能層 1 6が形成されている。 機能層 1 6の上部には、 フオトレ ジス卜により形成された卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bが形成されていて、 毛管 現象によりドーパン卜を機能層 1 6に対して供給することができる構成とされてい る。 図 2に示した実施の形態においては、 互いに隣り合う卜レンチパターンには、 異 なったドーパン卜がドーピングされており、 例えば卜レンチパターン 1 8 aには、 ナイル■レツドといったドーパン卜がドーピングされて R領域が形成されており、 卜レンチパターン 1 8 bには、 ペリレンがドーピングされて G領域が形成されてい る。 ドーピングされたドーパン卜は、 ベーキング処理によって機能層 1 6の内部へ と拡散して行き、 所望する発光を与えることができる構成とされている。 また、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bの上部には、 力ソード 2 0が堆積されて おり、 アノード 1 4と協働して機能層 1 6に対して電流を供給することができる構 成とされている。 力ソード 2 0として使用される材料は、 ボ卜厶ェミッション型の 構成では、 反射性であることが好ましいものの、 本質的にはいかなる導電性材料で も用いることができ、 例えば、 A l 、 C a、 S r、 L i Aし N i、 N i /A K C r、 A g、 M g A gなどを使用することができる。 また、 本発明においては、 ¾ 子注入効率を向上させる目的でアル力リ元素、 アル力リ土類元素といった材料の層 を、 機能層 1 6上に直接形成することが望ましい。 さらに本発明の別の実施の形態 では、 力ソードとしてアル力リ金属元素やアルカリ土類金属元素を有機導電膜を使 用することができる。 このような場合には、 Aし I T O、 A g、 N i、 C rなど の金属をといった導電膜を補助的な導電層として使用することができる。 なお、 本発明の他の実施の形態では、 図 2では上側電極として示した力ソード を、 基板 1 2側に設けて光透過性または非透過性の導電膜から形成し、 アノード を、 機能層 1 6を介してカソード 2 0の反対側、 すなわち図 2における上側電極の 構成として光反射性または光透過性の導電被膜から形成することもできる。 図 3は、 本発明の有機 E L表示装置の製造プロセスの一部を示した図である。 本 発明においては、 図 3 ( a ) に示されるように基板 1 2上に I T Oといった透明な アノード 1 4を形成し、 アノード 1 4上に機能層 1 6を、 例えばスピンコ一ティン グなどの方法により塗布し、 ベーキングを行って形成する。 その後、 形成された機 能層 1 6上に、 例えばエポキシ系フォトレジストを使用して、 フォトレジスト層 1 8を形成する。 次いで本発明においては、 図 3 ( b ) に示すようにフォトレジス卜層 1 8にトレ ンチパターン 1 8 a、 . 1 8 bを形成する。 この際、 ドーパン卜を溶解させる溶媒の 種類に応じて、 フォトレジス卜層 1 8および機能層 1 6の表面に対してアツシング 処理を施し、 ドーパン卜の溶媒に対する化学的な親和性を変化させることもでき る。 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bは、 壁 2 2により互いに分離されており、 そ れぞれ異なるドーパン卜 D oを導入することができる構成とされている。 その後、 図 3 ( c ) に示すように、 フォトレジス卜層 1 8に形成された卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bに対してドーパン卜 D oの洚液を、 毛細管現象を使用して導入する。 なお、 本発明においては卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bには、 同一のドーパン卜 D oを導入することもできるし、 また、 異なるドーパン卜 D oを導入することもで ぎる。 その後、 図 4 ( a ) に示すように、 ベーキング処理を行ない、 ドーパン卜を機能 層 1 6内へと拡散させ、 所望するカラーパターニングを得る。 図 3に示した実施の 形態においては、 卜レンチ 1 8 aには、 ナイルレッドが導入されて R領域として形 成されており、 卜レンチ 1 8 bには、 ペリレンが導入されて G領域として形成され ている。 また、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bを画成する壁の下側領域 1 8 cに は、 ドーパン卜がベ一キングの間に浸透せず、 発光しないか、 または本発明の特定 の実施の形態においては、 ポリビニルカルバゾールによるブルー （B ) の発光が観 測されることになる。 その後、 本発明においては、 図 4 ( b ) に示すように卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bを被覆する反射性の力ソード 2 0をスパッタリングといった方法により堆積 させ、 本発明における有機 Eし素子を形成する。 力ソード 2 0は、 卜レンチパタ一 ンに沿って堆積するので、 卜レンチパターンにより切断され、 平行なストライプ状 に形成することができる。 この結果、 卜レンチパターン 1 8 aでは、 R、 卜レンチ パターン 1 8 bでは、 G、 壁 2 2の下側領域 2 2では Bの発光を得ることができ、 フルカラーのパターニングが可能とされる。 図 5は、 本発明の有機 E L表示装置の素子構造を示した斜視図である。 図 5に示 すように、 本発明の有機 E L表示装置 1 0は、 基板 3 0上に T F T 3 2がマ卜リッ クス状に配置され、 ァクティプマ卜リックス駆動が可能な構成とすることができ る。 T F T 3 2に隣接して画素電極 3 4が形成されており画素電極 3 4上に機能層 1 6が形成されている。 また、 機能層 1 6には、 本発明によりドーピングが行われ ており、 ドーピングのための卜レンチパターンを形成する両側の壁の端部位置が、 3 6 a , 3 6 bにより示されている。 図 5に示すように、 本発明におけるドーピン グは、 フォトリソグラフィ一により形成される卜レンチパターンを使用して行われ るので、 画素単位できわめて高精度に行うことが可能となる。 また、 カラーパター ニングの際に高価なシャドーマスクを使用することが必要とされないので、 きわめ て容易かつ低コストにカラー表示が可能な有機 Eし表示装置を製造することが可能 となる。 上述したように、 本発明の有機 E L表示装置は、 パッシブ型、 アクティブ 型いずれにでも適用することができ、 アクティブ型に適用する場合には、 アノード またはカソードのいずれかが、 T F Tに接続されていればよい。 図 6は、 本発明の有機 E L表示装置の他の実施の形態の断面構成を示した図であ る。 図 6に示された有機 E L表示装置 1 0は、 基板 1 2上に、 透明な導電性電極 1 4が形成されており、 該導電性電極 1 4の上部に第 1の機能層 1 6 aが形成されて いる。 第 1の機能層 1 6 a上には、 フォトレジス卜層 1 8が形成されていて、 この フォトレジス卜層 1 8には、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bが形成されている。 さらに、 図 6に示した有機 E L表示装置 1 0には、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bに沿って、 第 2の機能層 1 6 bおよび第 3の機能層 1 6 cを形成する材料が導 入されている。 本発明においては、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bに導入する機 能層 1 6 bおよび 1 6 cは、 同一でも異なっていても良い。 異なった機能層 1 6 b および 1 6 cを導入する場合には、 卜レンチパターン 1 8 a、 1 8 bごとに異なる 発光スぺクトルを与える機能層を導入することができ、 カラ一パ夕一ニングを製造 段階で終了させることもできる。 さらに、 本発明の図 6に示した実施の形態では、 所望する発光を得るために、 さらにド一パン卜 D 0を毛細管現象を使用して導入す ることができる。 図 6においては、 卜レンチパターン Ί 8 dには、 ドーパン卜 D o が本発明に従い導入されていて、 所望する発光を得ることができる構成とされてい る。

(実施例）

以下、 本発明を具体的な実施例をもって説明するが、 本発明は下記の実施例にも 限定されるものではない。 (実施例 1 )

ガラス基板上に I T O膜を約 5 0 n mの膜厚でスパッタリングにより成膜し、 画 素電極を形成した。 得られた I T O膜上にキャリア輸送材料であるポリビニルカル バゾールと、 電子輸送材料である P B Dとを混合した溶液をスピンコーティングし てべ一キングを行い、 約 1 0 0 n mの膜厚の機能層を形成した。 得られた機能層上 にエポキシ系フォトレジス卜 （S U— 8 ： Mi crochem社製） を使用してフォトレジス 卜層を形成し、 ベーキング後、 1 9 0 p p iおよび 3 4 0 p p iのピッチとなるよ うに卜レンチパターンをパターニングした。 パ夕一ニングの後、 卜レンチパターン および露出した機能層の表面を 0 2アツシングして表面に親水性を付与した。 得られたトレンチパターンに対して、 メチレンブルーの無水酢酸溶液 （2質 量％) を毛細管現象を使用して導入し、 ドーピング行った。 図 8には、 ドーピング 中に卜レンチパターンを浸透してゆくドーパン卜溶液の状態を示す。 図 8に示した ドーピングの実施例は、 1 9 0 p p iの卜レンチパターンに対してドーパン卜溶液 を毛細管現象を使用して導入した場合に得られたものである。 図 8に示されるよう に、 本発明によれば、 卜レンチパターンに沿って良好にドーピングを行うことが可 能であることが示される。 ドーピングの後、 1 3 0 °Cで 3 0 m i nベーキングを行い、 溶媒を乾燥させ、 ド 一パン卜を拡散させた後、 M g A gをスパッタリングによリ堆積させて力ソードを 形成し、 その後 N 2雰囲気下で保護層を形成して、 本発明の有機 E L表示装置を製 造した。 製造された有機 E L素子に対して、 直流電¾を通じたところ、 良好な Bの 発光が得られた。

(実施例 2、 3 )

下記表 1の組成のドーパン卜溶液を製造し、 実施例 1と同様にして有機 E L表示 P T/JP2003/011746

装置を製造し、 発光特性を観測したところ、 良好な R、 Gの発光が得られた。 (実施例 4 )

実施例 4では、 卜レンチパターンを 3 4 0 p p iのサイズで作成したことを除 き、 実施例 1と同様に毛細管現象を使用してドーピングを行ったところ、 同様に良 好なド一ビングが可能であつた。

【表 1】

(実施例 5 )

卜レンチパターンを図 1に示したように櫛歯状に形成し、 一方の端部からはナイ ルレツドの 2質量％の溶液を導入し、 反対側の端部からペリレンの 2質量％の溶液 をドーピングした以外は、 実施例 1と同様にして有機 E L素子を形成し、 発光特性 を観測したところ、 R、 G、 Bの発光が観測された。 ナイルレッドおよびペリレン は、 ポリビニルカルバゾールよりも発光効率が高いので、 優先して R、 Gに発光 し、 また卜レンチの壁部分が形成された領域にはドーパン卜がドーピングされない ので、 ポリビニルカルバゾールによる B発光が観測されたためである。 表 2には、 上述した実施例 1〜実施例 4のドーパン卜および発光特性について得られた結果を 示す。

【表 2】 ドーパント 発光領域 解像度 (ppり 表示特性 実施例 1 ナイルブル一 B 190 o

実施例 2 ナイノレレッド B、 190 o

実施例 3 ペリレン B、G 190 o

実施例 4 ナイルブルー B 340 o

実施例 5 ナイルレッド、 R、G、 B 190 〇

ペリレン 以上のように、 本発明によれば、 有機 E L表示装置に対して高精細なカラーパ夕 -ニングを、 容易かつ低コストに形成することができることが示される。 これまで、 本発明を図面に示した実施の形態をもって詳細に説明してきたが、 本 発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、 細部の構成、 有機 E L 機能層の構造、 構成、 材料、 製造プロセスの順などについては、 同様の構成を得る ことができる限り、 いかなるものでも適宜適用することができる。 また、 本発明に おいてトレンチパターンをそれぞれ画素に対応するようにカラーフィルター状に形 成すれば、 良好なカラーパターニングを行うことが可能である。

Claims

請求の範囲

1 . 基板と、

前記基板上に形成された第 1の電極と、

前記基板上に形成された有機 Eし機能層と、

前記機能層に隣接して形成される卜レンチパターンと、

前記機能層及び前記卜レンチパターンの上に形成された第 2の電極層と

を含む有機エレク卜口■ルミネッセンス表示装置。

2 . 前記機能層は、 ァミン誘導体構造を有するポリマーまたはオリゴマーを含む 請求項 1に記載の有機エレク卜口■ルミネッセンス表示装置。

3 . 前記卜レンチパターンの壁を隔てて隣接する前記機能層の領域に

は、 異なるド一パン卜が含まれる

請求項 1に記載の有機エレク卜口■ルミネッセンス表示装置。

4 . 前記卜レンチパターンを形成する壁の下側の前記機能層における

ドーピング濃度が他の部分よりも低い

請求項 1〜 3のいずれか 1項に記載の有機エレク卜口 ·ルミネッセンス表示装

5.基板上に第 1の電極を形成するステップと、

前記電極上に有機 E L機能層および卜レンチパタ一ンを形成するステップと、 前記機能層及び前記卜レンチパターンの上に第 2の電極層を形成するステツプと を含む有機エレク卜口■ルミネッセンス表示装置の製造方法。

6 . 前記機能層および卜レンチパターンを形成するステップは、

前記機能層を形成するステップと、

前期機能層上にフォトレジス卜層を形成するステップと、

前記フォトレジス卜層を前記トレンチパターンにパターニングするステップと を含む請求項 5に記載の製造方法。

7 . 前記機能層とは異なる組成の少なくとも第 2の機能層を、 前記卜レンチパターンに 沿って導入するステップとを含む請求項 5に記載の製造方法。

8 . さらに、 前記卜レンチパターンに沿ってドーパン卜溶液を供給して前記機能層に対 レてドーピングを行うステップを含む、 請求項 5に記載の製造方法。

9 .さらに、前記ドーパン卜溶液を供給して前記機能層にドーピングを行うステップは、 前記ドーパン卜溶液を前記卜レンチパターンに沿って供給するステップと、 前記機能層を加熱して前記ドーパン卜を前記機能層内部に拡散させるステップと を含む請求項 8に記載の製造方法。

1 0 . 前記ドーピングを行うステップは、前記卜レンチパターンの壁を隔てて異なるド 一パン卜を供給するステップを含む、 請求項 8に記載の製造方法。