(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記外周領域のうち前記駆動回路部が形成された領域において、前記バンクには前記網目と異なる位置にコンタクトホール(4b)が形成されており、該コンタクトホールを通じて前記第2電極と前記駆動回路部とが電気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の有機EL装置。
【背景技術】
【0002】
従来より、発光層を構成する有機EL薄膜を塗布法で形成する塗布型の有機EL装置がある。塗布型の有機EL装置では、多数の有機EL素子が形成されて表示器として用いられる表示領域に対して有機EL材料を溶剤に溶かしたインクを塗布し、これを乾燥させることで有機EL薄膜を形成している。具体的には、各有機EL素子を分離するために表示領域に例えば網目状にレイアウトされた突起状のバンクを形成し、バンクによって分離された各領域内にインクを塗布しつつ、そのインクを乾燥させる。これにより、各有機EL素子の形成位置に分割されて有機EL薄膜が形成される。
【0003】
しかしながら、インク内の溶剤を乾燥させるときに膜厚ムラが発生し、表示領域の外周部分において内側部分よりも乾燥後の有機EL薄膜が厚くなる現象が発生する。膜厚ムラ(バラツキ)があると、発光層として用いた場合の輝度ムラになってしまう。このため、例えば特許文献1において、表示領域の外周を囲むように、ダミーのバンクを形成した外周領域を設け、この外周領域にもインクを塗布して有機EL薄膜を形成する構造が開示されている。このような構造とすることで、外周領域の内側に位置している表示領域では有機EL薄膜の膜厚が一定となるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図5〜
図8を用いて、特許文献1に示すような表示領域の外側を囲むように外周領域を設けた場合と、有機EL薄膜の膜厚ムラの関係および膜厚ムラの発生メカニズムについて説明する。
【0006】
図5(a)、(b)に示すように、表示領域R1とその外側を囲む外周領域R2を設ける場合、
図5(b)および
図6(a)に示すように表示領域R1では均等な膜厚になる。一方、
図5(b)および
図6(b)に示すように外周領域R2では膜厚が均等にならずに膜厚ムラが発生する。
【0007】
具体的には、有機EL装置は、次のような工程を経て形成される。まず、
図7(a)に示すように基板1を用意し、表示領域R1および外周領域R2の上に陽極2や駆動回路部3を形成したのち、
図7(b)に示すように網目4aを設けたバンク4を形成し、その上に
図7(c)に示すようにインク10を塗布する。そして、
図7(d)に示すようにそのインク10の溶剤を蒸発させて乾燥させる。これにより、有機EL薄膜5が形成される。その後、
図7(e)に示すように有機EL薄膜5およびバンク4の上に陰極6を形成することで有機EL装置が製造される。
【0008】
このとき、
図7(d)中に示したように、インク10から蒸発した溶剤の濃度がインク塗布領域の内側ほど濃く、外側ほど薄くなる。このために、コーヒーステイン現象が起きる。コーヒーステイン現象は、乾燥させる溶液内において溶媒の蒸発速度に差が生じることに起因して膜厚ムラが発生する現象である。すなわち、
図8(a)に示すようにインク10中における溶媒の蒸発速度が溶液の中央部で遅く、外縁部では早くなるため、
図8(b)に示すように溶液の濃度が溶液の中央部で薄く、外縁部で濃くなる。これにより、
図8(c)に示すように溶液中において溶質の移動が発生し、溶液の外縁部側に溶質が集まる。このため、
図8(d)に示すように溶液の外縁部の位置において溶質が多く集まり、有機EL薄膜5の中央部の位置よりも外縁部の方の膜厚が厚くなる膜厚ムラが発生するのである。
【0009】
したがって、
図5(b)に示したように、乾燥後の有機EL薄膜5については、インク塗布領域のうちの外縁部に位置する外周領域R2では膜厚ムラによって膜厚が厚くなる。このため、その内側の表示領域R1のように膜厚ムラが発生していない領域のみが表示器として使用される。
【0010】
しかしながら、このような構成においては、
図5(a)、(b)に示されるように、表示領域R1の外周を囲むように外周領域R2を設け、さらに外周領域R2の外側に駆動回路部3を配置した構造とされ、有機EL装置の大型化を招くことになる。
【0011】
本発明は上記点に鑑みて、膜厚ムラを加味して表示領域と外周領域を設けつつ、有機EL装置の小型化を実現できる有機EL装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成するため、請求項
1に記載の発明では、基板(1)と、基板上に形成された第1電極(2)と、基板上に形成され、第1電極と電気的に接続された駆動回路部(3)と、第1電極および駆動回路部の上において、複数の素子に区画する網目(4a)を構成するパターンにて形成され、第1電極の表面から突出するように形成された絶縁材料にて構成されるバンク(4)と、網目内に配置され、湿式手法によって構成された層を少なくとも1層含んでいる発光層を構成する有機EL薄膜(5)と、有機EL薄膜の上に形成された第2電極(6)とを有し、バンクは、表示器として機能する表示領域(R1)と該表示領域の外周を囲む外周領域(R2)の両方に形成され、該バンクのうち外周領域に形成された部分にも網目が形成されていると共に有機EL薄膜が形成されており、駆動回路部は、外周領域に入り込んで形成されており、該駆動回路部の表面から突き出るようにバンクが形成されていることを特徴としている。
【0013】
このように、表示領域の外周を囲むように設けられる外周領域の下方に駆動回路部を入り込ませている。このため、外周領域の幅自体は従来と変更することなく、外周領域の下方に駆動回路部を入り込ませることで、駆動回路部のうち外周領域とオーバラップさせられた部分の面積分をオーバラップさせない場合と比較して縮小できる。したがって、有機EL装置の小型化を図ることが可能となる。
【0014】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【
図1】本発明の第1実施形態にかかる有機EL装置100を示した図であり、(a)は有機EL装置100の上面レイアウト図、(b)は(a)のIB−IB’断面図である。
【
図2】本発明の第2実施形態にかかる有機EL装置100の表示領域R1および外周領域R2の一部を拡大した上面レイアウト図である。
【
図3】
図2の領域Aにおいて、表示領域R1および外周領域R2におけるインク10の塗布の様子を示した図である。
【
図4】他の実施形態で説明する有機EL装置100の表示領域R1および外周領域R2の一部を拡大した上面レイアウト図である。
【
図5】従来構造の有機EL装置100を示した図であり、(a)は有機EL装置100の上面レイアウト図、(b)は(a)のVB−VB’断面図である。
【
図6】(a)は表示領域R1内における部分拡大図、(b)は外周領域R2内における部分拡大図である。
【
図7】有機EL装置100の製造工程を示した断面図である。
【
図8】コーヒーステイン現象のメカニズムを示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【0017】
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる有機EL装置について説明する。本実施形態にかかる有機EL装置は、例えば車両に備えられるナビゲーションシステムなどのディスプレイに適用することができる。
【0018】
図1(a)、(b)に示すように、本実施形態にかかる有機EL装置100は、横長パネルとされ、基板1、陽極2、駆動回路部3、バンク4、有機EL薄膜5および陰極6などを有した構成とされている。
【0019】
基板1は、例えば透明なガラス基板、石英ガラス基板、バリア膜付きの樹脂基板などで構成されている。
【0020】
陽極2は、ホール注入電極となるものであり、透明または半透明の電極を形成することのできる任意の導電性物質にて形成されている。具体的には、酸化物として酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化亜鉛アルミニウム、酸化亜鉛ガリウム、酸化チタンニオブ等を使用して陽極2を構成することができる。特に、ITOは、低抵抗であること、耐溶剤性があること、透明性に優れていることなどの利点を有する好適な材料である。
【0021】
陽極2は、少なくとも表示器として用いられる表示領域R1に形成されていれば良いが、本実施形態では外周領域R2にも形成されるようにしてある。ただし、後述するように、外周領域R2のうち駆動回路部3が配置される部分については、陽極2を形成しないようにしてある。
【0022】
駆動回路部3は、有機EL素子を駆動するための回路素子、例えば図示しないTFTなどを有した駆動回路が備えられた部分であり、例えば半導体装置チップによって構成されており、回路パターンを通じて陽極2や陰極6と電気的に接続されている。
図1(b)では、駆動回路部3が陰極6と部分的に接続された断面を示してあるが、駆動回路部3は陽極2とも別断面において接続されている。
【0023】
バンク4は、撥インク性の絶縁材料によって構成されており、例えばポリイミド、アクリルなどによって構成されている。バンク4は、有機EL薄膜5を有機EL素子の画素毎に分割する区画を形成するものであり、例えば
図1(b)に示すように突起状で構成され、
図1(a)に示すように網目状にレイアウトされている。本実施形態の場合、表示領域R1と外周領域R2で同じレイアウトとされ、網目4a内の形状が一方向を長手方向とする細長形状、具体的には長方形とされ、その長手方向が有機EL装置100の長手方向と一致するように並べられている。そして、表示領域R1において網目4aの長手方向と平行な方向に複数の網目4aが並べられた列の直線上に、外周領域R2に形成された複数の網目4aが並ぶように配置されている。
【0024】
図1(a)に示されるように、バンク4は、表示領域R1に加えて、表示領域R1の外周を囲む外周領域R2にも形成されている。また、バンク4のうち外周領域R2に位置している部分の下に駆動回路部3が入り込ませてあり、駆動回路部3の少なくとも一部が外周領域R2に入り込むようにしてある。そして、駆動回路部3と陰極6との電気的接続が可能となるように、外周領域R2に形成されたバンク4には、有機EL薄膜5が配置されていないコンタクトホール4bが形成されており、このコンタクトホール4b内に陰極6が埋め込まれる構造とされている。バンク4は、基本的には表示領域R1と外周領域R2とで同じパターンとされており、コンタクトホール4bは、各有機EL素子を構成している網目4a内とは異なる位置に形成されている。
【0025】
有機EL薄膜5は、発光層となるものであり、バンク4によって区画された網目4a内、つまりコンタクトホール4b内を除くバンク4が形成されていない部分に形成されている。例えば、有機EL薄膜5は、高分子材料(高分子有機発光材料)により構成されている。高分子材料としては、ポリフルオレン(PFO)系高分子、ポリフェニレンビニレン(PPV)系高分子、ポリビニルカルバゾール(PVK)系高分子などを用いることができ、蛍光性色素や燐光性色素を前記高分子やポリスチレン系高分子、ポリチオフェン系高分子、ポリメチルメタクリレート系高分子等に分散させたもの等も用いることができる。これら高分子材料を、溶媒となる有機溶剤に溶解させてインク(塗布液)を調製し、そのインクを塗布したのち有機溶剤を乾燥させて有機EL薄膜5を形成している。例えば、有機溶剤として、1フェニルヘプタンや1フェニルヘキサンなどを用いることができる。
【0026】
なお、ここでは有機EL薄膜5の構成材料を高分子材料のみとしているが、バインダー効果を得るために、高分子材料に対して低分子材料を加えてもよい。
【0027】
有機EL薄膜5のうちの高分子材料を形成する際の塗布法としては、スピンコート法、インクジェット法、印刷法、ディップコート法、スプレー法等の湿式手法を用いることができる。そして、有機EL薄膜5を塗布した後、有機溶媒を揮発させる乾燥処理を行って有機EL薄膜5が形成される。
【0028】
陰極6は、電子注入電極を構成するものであり、アルミニウムなどの金属電極材料によって構成されている。陰極6は、有機EL薄膜5の上に形成され、有機EL薄膜5を陽極2と挟むように形成される。
【0029】
このような構造により、本実施形態にかかる有機EL装置100が構成されている。このように構成された有機EL装置100では、
図1(b)に示すように、有機EL薄膜5は、表示領域R1では均等な膜厚で形成されており、外周領域R2では表示領域R1から外に向かうに連れて徐々に膜厚が厚くなっている。そして、表示領域R1において有機EL薄膜5の膜厚が均等になっていることから、この部分を表示器として用いることで輝度ムラなく情報表示を行うことが可能となる。
【0030】
また、有機EL装置100では、外周領域R2の下方に駆動回路部3を入り込ませるようにしてある。コーヒーステイン現象によって有機EL薄膜5の膜厚ムラが発生する範囲は有機EL薄膜5を構成するための高分子材料や有機溶剤などの材質や濃度によって決まることから、外周領域R2の幅はその膜厚ムラが発生する範囲に対応した幅としてある。そして、外周領域R2の幅自体は従来と変更することなく、外周領域R2の下方に駆動回路部3を入り込ませるようにしてあるため、駆動回路部3のうち外周領域R2とオーバラップさせられた部分の面積分をオーバラップさせない場合と比較して縮小できる。したがって、
図1(a)、(b)と
図5(a)、(b)を比較すると分かるように、
図1(a)、(b)中に破線で示した分、有機EL装置100の小型化を図ることが可能となる。
【0031】
なお、このように構成された有機EL装置100の製造方法は、基本的には
図7で説明した製造方法と同様である。ただし、駆動回路部3を配置する際に、基板1のうち外周領域R2とされる部分に入り込むように駆動回路部3を配置し、バンク4を形成する際にバンク4が駆動回路部3の上にも形成されるようにする。バンク4については、例えばポリイミドやアクリルなどを成膜したのち、CF
4を用いたプラズマ処理によるパターニングを行うことで網目状のレイアウトとなるようにしている。このとき、バンク4のうち駆動回路部3の上に形成される部分については、有機EL薄膜5が形成される網目4aとは異なる位置にコンタクトホール4bが形成されるようにしている。これにより、バンク4の網目4a内にインクを塗布したときに、コンタクトホール4bには塗布されないようにでき、後工程で陰極6を形成する際に、コンタクトホール4b内に陰極6が入り込んで駆動回路部3の所望位置と電気的に接続されるようにできる。
【0032】
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してバンク4のレイアウトを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【0033】
図2に示すように、本実施形態では、バンク4のうち駆動回路部3の上に形成される部分、つまりコンタクトホール4bを形成する部分について、表示領域R1に形成される部分と異なるレイアウトとなるようにしている。
【0034】
具体的には、表示領域R1においては、バンク4によって構成される各網目4aが互いに分割された長方形とされ、各網目4aが縦方向および横方向に等間隔に並べられた状態とされている。本実施形態の場合、長方形とされた各網目4aの長手方向が有機EL装置100の長手方向と一致するように並べられている。
【0035】
一方、外周領域R2においては、バンク4によって構成される各網目4aを基本的には長方形としつつ、各網目4aの長手方向に対する垂直方向において隣り合う各網目4aがその幅を比較的大きくした第1網目部4cと比較的小さな第2網目部4dとが交互に並べられた状態とされている。また、隣り合う各網目4a、つまり第1網目部4cと第2網目部4dは、例えば各網目4aを構成する長方形の長辺の中央位置の連結部4eにおいて連結されており、有機EL薄膜5を形成する際のインクがこの連結部4eにも入り込むようにしてある。
【0036】
そして、外周領域R2についても、単位面積当たりの隣り合う各網目4aの面積、つまりインクの塗布面積と連結部4eの面積を合わせた合計面積が表示領域R1における単位面積当たりの各網目4aの合計面積、つまりインクの塗布面積が同じとなるように寸法設計がされている。具体的には、表示領域R1と外周領域R2のうち
図3中において線で囲んだ各領域B1、B2内におけるインクの塗布面積、つまり単位面積を隣り合う2つの網目4aを含む面積で定義した場合に、その単位面積当たりのインクの塗布面積が表示領域R1と外周領域R2とで同じになるようにしてある。
【0037】
これにより、外周領域R2において、連結部4eにもインクが塗布される分、第1網目部4cの幅と第2網目部4dの幅との合計寸法を表示領域R1における隣り合う網目4aの幅の合計より小さくできるため、隣り合う網目4aの間の間隔が表示領域R1よりも長くなるようにできる。このため、この隣り合う網目4aの間にコンタクトホール4bを形成することで、よりコンタクトホール4bの面積を確保することが可能となる。
【0038】
また、外周領域R2では隣り合う網目4aの面積を異ならせてあるが、連結部4eを設けることで各網目4aが繋がるようにしてある。このため、各網目4aにインクを塗布したときに、インク高さを均一化でき、インクがバンク4から溢れることを抑制できる。
【0039】
すなわち、インク塗布には、基本的には表示領域R1と外周領域R2とでインクの塗布量を変更せずに均一なまま行われる。このため、仮に、外周領域R2のように隣り合う網目4aの面積が異なっている場合において、連結部4eを備えていなければ、網目4aの面積が狭い方が網目4aの面積が広い方と比較して、塗布されたインク高さが高くなる。このため、インクがバンク4から溢れてしまう可能性がある。しかしながら、連結部4eを備えることで、隣り合う網目4a間においてインクを流動させられるため、各網目4aでのインク高さの均一化が図れる。したがって、インクがバンク4から溢れることを抑制できる。
【0040】
また、単位面積あたりのインクの塗布面積を外周領域R2についても表示領域R1と等しくしてあるため、
図3に示すように、長方形で構成された各網目4aの長手方向に沿ってインクの塗布を行う場合に、各領域R1、R2のインクの塗布量を均一にできる。したがって、インクの塗布ノズルについては、従来から利用していたものをそのまま利用することが可能となる。
【0041】
(他の実施形態)
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【0042】
例えば、有機EL装置100の形状やバンク4のレイアウトについては、上記各実施形態で説明したものに限らない。具体的には、有機EL装置100は、長方形状に限るものではなく、正方形であっても良いし、他の形状であっても良い。また、バンク4については、外周領域R2において、隣り合う網目4aの形状を長方形とするのではなく、例えば
図4に示す形状などとしても良い。
【0043】
すなわち、
図4(a)に示すように、T字型部4fの両側にL字型部4gが配置される網目形状とし、それら各網目4aの間にコンタクトホールが配置されるようにしつつ、T字型部4fとL字型部4gの網目4aの面積が同じになるようにする。このようにすれば、第2実施形態で示したような連結部4eを有していなくても、各網目4aでのインクの高さを均一化でき、バンク4からインクが溢れることを抑制できる。
【0044】
また、連結部4eの配置場所も、各網目4aを構成する長方形の長辺の中央位置に限らず、その長手方向の両端において連結部4eによって連結しても良い。
【0045】
また、上記各実施形態では、基板1の上に形成される第1電極として陽極2、さらにバンク4および有機EL薄膜5を介して形成された第2電極として陰極6を順に形成する場合について説明したが、上下逆にして、第1電極を陰極6、第2電極を陽極2としても良い。
【0046】
また、上記各実施形態では、発光層を構成する有機EL薄膜5を一層で構成する場合について説明したが、複数層で形成するようにしても良い。その場合でも、有機EL薄膜5に湿式手法によって構成された層が少なくとも1層含まれていれば、上記のようなコーヒーステイン現象による膜厚バラツキが生じることから、本発明を適用するのが好ましい。