專利名稱：有機電致發(fā)光顯示面板及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將至少具有有機發(fā)光層的有機EL元件在具有對應于1像素的顯示區(qū)域的大小的像素電極及其對置的對向電極之間，配置成矩陣狀的有機EL面板及其制造方法。
背景技術：
現(xiàn)在，已知，有機電致發(fā)光顯示面板(以下簡稱為“有機EL”(Electro-Luminescense)顯示面板)是一種平面顯示器面板。該有機EL面板與液晶顯示器面板(LCD)不同，為自發(fā)光，故被期待能普及成為一種明亮而易于觀看的平面顯示器面板。
此有機EL面板為以有機EL元件為像素，并將其配置成多數(shù)矩陣狀的結構。有機EL元件具有在由ITO等所構成的陽極上層積了空穴(electron hole)傳輸層、有機發(fā)光層、鋁等陰極的構造。另外，大多在有機發(fā)光層與陰極的間配有電子傳輸層。
在此，陽極被圖案化為僅存在于每一像素的發(fā)光區(qū)域(稍大)。當對陽極(像素電極)圖案化時，則必然會產生其周邊的角部，且電場會集中于此角部，而有可能使陽極與陰極發(fā)生短路而導致顯示不良。于是，通常需形成覆蓋此陽極的周邊部的絕緣性的絕緣膜。此絕緣膜被設計成僅露出像素電極的發(fā)光區(qū)域，而其它部分則被全面地覆蓋的結構。通過這樣形成絕緣膜，除了可避免電場集中在像素電極的端部以外，同時還可防止陽極和與陽極對置的陰極之間發(fā)生短路，故可確保有機EL元件適當?shù)剡M行的發(fā)光。
在此，為使有機發(fā)光層顯示各種顏色，或為抑制不需要的發(fā)光，須將每一像素予以圖案化。另外，該有機發(fā)光層的形成，采用掩模蒸鍍，且為了對像素圖案進行正確定位，必須正確地進行掩模的定位。
于是，在將掩模與空穴傳輸層的表面接觸后，反復移動以進行微調，從而進行正確的定位。
但是，由于掩模較薄而易于變形，故會產生不易移動的問題。此外，還會由于此掩模的移動，而使空穴傳輸層受傷而產生碎屑掉落，或使附著在掩模上的粉末剝落，而混入到有機發(fā)光層中，導致有機發(fā)光層等的膜被分割等問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及一種能對有機發(fā)光層有效進行蒸鍍的有機EL面板。
在本發(fā)明中，覆蓋像素電極的周邊端部的絕緣膜為框狀，且在其外側設有厚度較大的凸部。因此，進行有機發(fā)光層等有機膜的蒸鍍時的掩模，由像素電極的外側的凸部所支持。因此，即使在掩模定位時產生碎屑或粉塵等，也很少有可能混入到有機發(fā)光層中。此外，由于掩模受凸部支持，故接觸面積少而易于通過該移動進行定位。
并且，上述凸部如與上述絕緣膜采用相同材料形成，則可依序形成絕緣膜與凸部，使該形成更易進行。
而如采用離散式排列的多個柱狀部件包圍上述絕緣膜周圍的上述凸部的結構，則可減小掩模的接觸面積。
如在上述絕緣膜與凸部之間形成除去了上述絕緣材料的框狀凹槽，則可將因掩模與凸部接觸所產生的碎屑或粉塵捕獲到凹部。
在本發(fā)明的方法中，用上述凸部支持掩模，形成有機發(fā)光層。
此外，利用照射光強度不同的兩階段的曝光，形成上述絕緣膜厚度的部分以及去除了絕緣膜的部分。
綜上所述，依據(jù)本實施方式，覆蓋像素電極的周邊端部的絕緣膜為框狀，且在其外側設有厚度較大的凸部。因此，進行有機發(fā)光層等有機膜的蒸鍍時的掩模，由像素電極的外側的凸部所支持。因此，即使在掩模定位時產生碎屑或粉塵等，也很少有可能混入到有機發(fā)光層中。此外，由于掩模受凸部支持，故接觸面積少而易于通過該移動進行定位。
并且，由于上述凸部與上述絕緣膜采用相同材料形成，故可依序形成絕緣膜與凸部，使該形成更易進行。
而由于采用離散式排列的多個柱狀部件構成包圍上述絕緣膜周圍的上述凸部，故可減小掩模的接觸面積。
如在上述絕緣膜與凸部之間形成框狀凹槽，故可將因掩模與凸部接觸所產生的碎屑或粉塵捕獲到凹部，從而減少對有機發(fā)光層等的不良影響。


圖1為像素部分的剖面結構示意圖。
圖2為說明用作像素電極和絕緣膜的第二平坦化膜(內側)，與用作掩模支持部件的第二平坦化膜(外側)的形狀的示意圖。
圖3為掩模設定狀態(tài)示意圖。
圖4為灰色階調的具有開口的曝光用掩模的平面和剖面圖。
圖5為供體層設定狀態(tài)和供體層上的預定部分的有機材料層堆積在電極上的狀態(tài)的示意圖。
圖6為兩階段曝光示意圖。
圖7為第二平坦化膜(外側)的另一形狀的示意圖。
符號說明10玻璃基板；12絕緣層；14半導體層；16柵極絕緣膜；18柵極電極；20層間絕緣膜；22漏極電極；24源極電極；26水分阻擋層；28第一平坦化膜；30透明電極；32第二平坦化膜；32a第二平坦化膜(內側)；32b第二平坦化膜(外側)；34空穴傳輸層；36有機發(fā)光層；38電子傳輸層；40陰極。
具體實施例方式
以下參照

本發(fā)明的具體實施方式
。
圖1顯示其中一實施方式的主要部分的剖面圖。是在玻璃基板10上，整面地形成按照SiNx、SiO2的順序層積的雙層絕緣層12，以防止來自玻璃基板10的雜質的進入。在此絕緣膜12上形成多個薄膜晶體管。在該圖中，揭示了由用于控制從電源線流向有機EL元件的電流的薄膜晶體管構成的第二TFT。而且，在各像素中，還設有用于控制將來自數(shù)據(jù)線的電壓儲存到電容中的過程的第一TFT，而第二TFT根據(jù)儲存在電容中的電壓而導通，以控制從電源線流向有機EL元件的電流。
在絕緣膜12上，形成具有由多晶硅所構成的活性層的半導體層14，然后再形成覆蓋該半導體層14的、由依序層積SiO2、SiNx而成的雙層膜構成的柵極絕緣膜16。在半導體層14的中間部分的上方，隔著柵極絕緣膜16形成由鉬(Mo)等形成的柵極電極18，然后再形成覆蓋它們的、由依序層積SiNx、SiO2而成的雙層絕緣膜構成的層間絕緣膜20。另外，在半導體層14的兩端側，在層間絕緣膜20與柵極絕緣膜16處形成接觸孔，形成例如鋁制漏極電極22與源極電極24。
然后，在整個面上形成由SiNx或者原硅酸四乙酯(TEOS)膜構成的水分阻擋層26，以覆蓋層間絕緣膜20和漏極電極22、源極電極24。
另外，在該水分阻擋層26上，形成由丙烯酸樹脂等有機材料構成的第一平坦化膜28，且在該第一平坦化膜28上再形成ITO等像素電極30用作每一像素的有機EL元件的陽極。
此像素電極30的一部分延至源極電極24上，還形成于使設置在該源極電極的上端露出的接觸孔的內面，這樣，將源極電極24與像素電極30直接連接。
像素電極30的發(fā)光區(qū)域以外的像素區(qū)域的周邊部，由與第一平坦化膜28相同的有機物質構成的第二平坦化膜32覆蓋。在此，第二平坦化膜32為圍住像素電極的周圍的框狀。在本實施方式中，像素電極約為方形，而第二平坦化膜32則為方框形。但第二平坦化膜并不限于框狀，只要是與像素電極的形狀相對應的形狀即可。
然后，在第二平坦化膜32以及像素電極30的上方整面地形成空穴傳輸層34。在此，由于第二平坦化膜32在發(fā)光區(qū)域有開口，故空穴傳輸層34與發(fā)光區(qū)域中用作陽極的像素電極30直接接觸。并且，在該空穴傳輸層34上，以稍大于發(fā)光區(qū)域的方式依序層積將各個像素分割的發(fā)光層36、電子傳輸層38，再在其上形成鋁等的陰極40。即，有機發(fā)光層36以及電子傳輸層38，為了與形成時的位置偏移相對應而稍大于像素電極30，但延伸至第二平坦化膜32上立即形成終端，而使其僅存在于像素區(qū)域內。
在這種結構中，當?shù)诙FT導通(ON)時，電流經由源極電極24而供給至有機EL元件的像素電極30，電流在透明電極30與陰極40之間流動，有機EL元件相應于電流而發(fā)光。
因此，根據(jù)本實施方式，對覆蓋像素電極30的周邊邊緣的第二平坦化膜32進行圖案化。換言之，在本實施方式中，由未向側方延長而在像素電極30的周邊形成終端的高度較低的第二平坦化膜(內側)32a，與和第二平坦化膜(內側)32a隔有若干間隙、且被包圍著的第二平坦化膜(外側)32b構成。
在此，第二平坦化膜(內側)32a的目的在于覆蓋像素電極30的周圍的周緣，連續(xù)覆蓋像素電極30的周邊而形成框狀。另一方面，第二平坦化膜(外側)32b用于支持形成有機EL的有機發(fā)光層36、電子傳輸層38時的蒸鍍用掩模，但不必一定形成連續(xù)。在此，該第二平坦化膜(外側)32b不是連續(xù)的框狀，而是以預定間隔的柱狀物形成框狀。此外，此第二平坦化膜(外側)32b的高度高于第二平坦化膜32a。并且，第二平坦化膜(外側)32b采用與第二平坦化膜32a相同的材料制成。通常，第二平坦化膜(外側)32b與第二平坦化膜32a在同一工序中堆積，且在圖案化時形成高度不同的狀態(tài)。
而且，第二平坦化膜(外側)32b如圖7(A)、(B)所示，也可為直線上的凸部。即，在圖7(A)中，第二平坦化膜(外側)32b形成沿列(column)方向延伸的凸部，而在圖7(B)中，則形成沿行(row)方向延伸的凸部。而且，盡管在本例中，各第二平坦化膜(外側)32b連續(xù)形成在直線上，但如上述例所示，也可采用以柱狀的凸部排成整列的結構。此外，在圖中僅顯示了配置成矩陣狀的像素中的4個。
在第二平坦化膜32a的外側構成使第一平坦化膜28露出在外的框狀的部分，且在該外側形成高度較高的第二平坦化膜(外側)32b。
具有這種像素結構的有機EL面板，首先在同一工序中形成位于玻璃基板30上的第二TFT或第一TFT，以及周邊的驅動電路的TFT。然后，再以第一平坦化膜28覆蓋整個表面，使表面平坦化。
其次，在源極電極24形成接觸孔，然后，通過濺鍍而將ITO堆積，此后，通過蝕刻將像素電極30圖案化，形成發(fā)光區(qū)域的形狀(方形)。
而且，此后，對由整個面上含有感光劑的丙烯酸樹脂試劑構成的第二平坦化膜32進行全面地旋轉涂布(spin coating)，并對不需要部份或所需部分的其中之一照射光線，利用光刻蝕進行圖案化。
這樣，此第二平坦化膜32以及第二平坦化膜(外側)32b的圖案化即通過例如兩階段的曝光而進行。此時，首先在整面上形成第二平坦化膜32。其次，如圖6(A)所示，對除第二平坦化膜(外側)32b以外的部分，采用第一掩模50-1進行第一階段曝光，然后，如圖6(B)所示，采用第二掩模50-2對除第二平坦化膜32以及第二平坦化膜(外側)32b以外的部份進行第二階段曝光。由此，第二平坦化膜(外側)32b未實施第一及第二任一階段曝光，而對第二平坦化膜(內側)32a則僅實施第二階段曝光。
因此，通過蝕刻將曝光的部分除去。這樣，對于接受兩階段曝光的部分，有機材料全部被除去，而對于第二平坦化膜(內側)32a的部分，則進行使高度減少的去除。
此外，還可采用單一階段的曝光以取代兩階段的曝光。此時，進行灰色階調(gray tone)的曝光。換言之，在曝光時，在掩模上使用具有條狀或格柵狀等形狀的開口的灰色階調掩模。即，如圖4(A)、(B)所示，通常是在與欲增大曝光量的、第二平坦化膜32被除去的部分相應的掩模部分形成開口52，且在與第二平坦化膜(內側)32a相應的掩模部分形成格柵狀的開口54。由此，可將開口54的開口率設為預定值，并可進行與第二平坦化膜欲除去量相應的曝光，并可通過隨后的蝕刻進行兩階段深度的去除。
這樣，如圖2(A)、(B)所示，形成覆蓋方形的像素電極30周邊邊緣的框型第二平坦化膜(內側)32a，以及由與第二平坦化膜(內側)32a的外側具有間隔地圍成的并列的柱狀突起形成的第二平坦化膜(外側)32b。
其次，由真空蒸鍍而全面形成空穴傳輸層34，且在其上設定用于對有機發(fā)光層36進行掩模蒸鍍的掩模。此狀態(tài)如圖3所示，由此，通過第二平坦化膜(外側)32b的頂部來支持掩模50。此掩模由例如鎳形成，在比像素電極30稍大的區(qū)域形成開口52，而此開口52定位成與像素電極30一致。然后，在此定位結束后，對有機發(fā)光層36進行真空蒸鍍。
再次，在殘存掩模的狀態(tài)下持續(xù)地對電子傳輸層38進行真空蒸鍍，并在此后去除掩模，對陰極40進行真空蒸鍍。由此，可無須進行更換掩模的作業(yè)，從而減少灰塵混入的可能性。另外，因對電子傳輸層38一方進行蒸鍍，從而提高了各向異性，所以，即使使用相同的掩模，也可以使電子傳輸層38一方小于有機發(fā)光層36，從而可確實地將電子傳輸層38支持在有機發(fā)光層36上。
另外，像素電極30為例如邊長60μm的方形，第二平坦化膜32寬度為10～20μm左右，與像素電極30有數(shù)μm程度的重疊。
由此，在完成第二平坦化膜32的圖案化后，有機EL元件的各層即被蒸鍍。此時，極為重要的是將掩模予以正確定位，使掩模在接觸空穴傳輸層34的狀態(tài)下進行掩模的定位。
在本實施方式中，掩模僅與作為掩模支持部(凸部)而發(fā)揮作用的第二平坦化膜(外側)32b部分的空穴傳輸層34接觸。因此，可使掩模所接觸的面積較小而易于定位。
另外，由于定位此掩模時的掩模的移動，而使空穴傳輸層34有可能部分被切削而產生碎屑，或使附著在掩模上的粉塵落下。然而，根據(jù)本實施方式，在第二平坦化膜(外側)32b的內側，形成有圍住第二平坦化膜(內側)32a的不存在第二平坦化膜32的區(qū)域(凹槽)。此外，第二平坦化膜(外側)32b為柱狀，其周圍形成凹部。因此，在掩模定位時所產生的碎屑或粉塵，被捕獲到其周圍的凹部中，從而可防止擴散到其它區(qū)域。特別是由于掉落到內側的碎屑或粉塵被捕獲到凹槽內，故可有效防止其到達像素電極30上。于是，就可有效防止碎屑或粉塵位于像素電極30上，而對較薄的有機EL的有機膜造成的不良影響。另外，各層的厚度分別為空穴傳輸層34為150～200nm、有機發(fā)光層36為35nm、電子傳輸層38為35nm、陰極40為300～400nm左右。因此，當碎屑或粉塵具有100nm左右的粒徑時。盡管會有極大影響，但依據(jù)本實施方式，將可有效防止這種不良影響。
由此，在本實施方式中，第二平坦化膜32被限定在像素電極30的周圍而非整面地形成，且高度設為兩階段，并于其間設置凹槽。于是，僅用形成此第二平坦化膜(外側)32b的部分支持形成有機發(fā)光層36時所用的掩模。于是，掩模的接觸面積將變少，易于移動且易于定位。因此，即使掩模定位時有碎屑或粉塵掉落，由于碎屑或粉塵被捕獲到凹槽中，故像素區(qū)域的有機層產生問題的可能性極低。
并且，在形成第二平坦化膜32時，優(yōu)選為預先在與顯示無關的區(qū)域，適當形成用于支持與第二平坦化膜(外側)32b相同的掩模的支持構件。由此，可適當?shù)刂С盅谀?，且使掩模易于定位。另外，支持構件既可設定為覆蓋顯示區(qū)域周邊的驅動電路上的整體，也可設定為僅覆蓋其一部分。
另外，即使像素電極為方形以外的形狀，也優(yōu)選為將作為支持構件的第二平坦化膜配置在像素電極的周邊部。換言之，“框型”也屬于這種情況。
而且，在上述例中，利用掩模對有機EL的有機膜進行真空蒸鍍。但是，以有機膜的形成方法而言，也有利用供體層(donor sheet)的方法。例如，在形成發(fā)光層時，在像素電極30上形成空穴傳輸層后，再如圖5(A)所示，將供體層60設置成使有機材料層60b朝向像素電極(空穴傳輸層)，其中供體層是通過對將在塑料制基材60a上形成發(fā)光層的有機材料層60b進行蒸鍍而形成的。此時，供體層60與上述掩模相同，由第二平坦化膜(外側)32b的頂部支持。在此狀態(tài)下，對與像素相對應的部分進行激光(箭頭所示)照射。由此，如圖5(B)圖所示，經激光照射部分的有機材料層60b會由于激光的熱量而飛散堆積在像素電極上(空穴傳輸層上)。例如，在配置紅色的供體層后，就對紅色像素上的供體層照射激光，形成紅色的發(fā)光層。而對于綠色、藍色也同樣地可在像素電極上形成有機膜。此外，對于電子傳輸層也可同樣地形成。
在此情況下，由于在第二平坦化膜(外側)32b中，可支持供體層60，故可有效防止有機材料附著在不需要的部分上等不良情況的發(fā)生。此外，由于利用供體層60，故不須利用蒸鍍掩模，對于大的基板也能容易地形成有機膜。另外，以供體層的基材60a而言，不僅可利用塑料，也可利用玻璃。
權利要求
1.一種有機EL面板，其特征在于，在具有與1像素的發(fā)光區(qū)域相應大小的像素電極和與所述像素電極對置的對向電極之間，將至少具有有機發(fā)光層的有機EL元件配置成矩陣狀，并具有覆蓋所述像素電極的周邊端部框形絕緣膜；以及設置于所述絕緣膜的外側，且厚度比所述絕緣膜大的凸部。
2.如權利要求1所述的有機EL面板，其特征在于，所述凸部由與所述絕緣膜相同的材料形成。
3.如權利要求1或2所述的有機EL面板，其特征在于，所述凸部為由離散式排列的多個柱狀部件包圍上述絕緣膜周圍的結構。
4.如權利要求1所述的有機EL面板，其特征在于，在所述絕緣膜與凸部之間，形成除去了所述絕緣膜的框狀的凹部。
5.如權利要求1所述的有機EL面板，其特征在于，所述凸部起到支持蒸鍍用掩模的掩模支持部的作用。
6.如權利要求1所述的有機EL面板，其特征在于，所述凸部起到支持由激光照射而釋放出有機材料的供體層的支持部的作用。
7.一種有機EL面板的制造方法，其特征在于，在具有與1像素的發(fā)光區(qū)域相應大小的像素電極和與所述像素電極對置的對向電極之間，將至少具有有機發(fā)光層的有機EL元件配置成矩陣狀，并具有像素電極的形成工序；將像素電極的周邊端部覆蓋在所述像素電極上的框形絕緣膜和設置在所述絕緣膜外側的且厚度大于所述絕緣膜的凸部的形成工序；以及用所述凸部支持掩模而形成有機發(fā)光層的工序。
8.如權利要求7所述的有機EL面板的制造方法，其特征在于，所述絕緣膜與凸部通過曝光形成，所述曝光由用于達到所述絕緣膜厚度的第一曝光和用于除去絕緣膜的第二曝光的兩階段構成。
9.如權利要求7所述的有機EL面板的制造方法，其特征在于，在形成所述絕緣膜的部分進行灰色階調曝光，由此使除去所述絕緣膜的部分、所述絕緣膜的部分與凸部間的曝光量不同，從而形成所述絕緣膜與所述凸部。
10.一種有機EL面板的制造方法，其特征在于，在具有與1像素的發(fā)光區(qū)域相應大小的像素電極和與所述像素電極對置的對向電極之間，將至少具有有機發(fā)光層的有機EL元件配置成矩陣狀，并具有像素電極的形成工序；將像素電極的周邊端部覆蓋在所述像素電極上的框形絕緣膜和設置在所述絕緣膜外側的且厚度大于所述絕緣膜的凸部的形成工序；以及通過所述凸部支持形成有機發(fā)光材料層的供體層，并在此狀態(tài)下進行激光照射以使有機發(fā)光材料由所述供體層釋放，從而堆積在像素電極上，由此形成有機發(fā)光層的工序。
11.如權利要求10所述的有機EL面板的制造方法，其特征在于，所述絕緣膜與凸部通過曝光形成，所述曝光由用于達到所述絕緣膜厚度的第一曝光和用于除去絕緣膜的第二曝光的兩階段構成。
12.如權利要求10所述的有機EL面板的制造方法，其特征在于，在形成所述絕緣膜的部分進行灰色階調曝光，由此使除去所述絕緣膜的部分、所述絕緣膜的部分與凸部之間的曝光量不同，從而形成所述絕緣膜與所述凸部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種有機EL面板及其制造方法，其目的在降低掩模的定位時的碎屑或粉塵的不良影響。首先，覆蓋像素電極(30)的周邊地形成作為框狀絕緣膜的第二平坦化膜(內側)(32a)以及高度較高的柱狀第二平坦化膜(外側)(32b)。此后，在對有機發(fā)光層(36)進行掩模蒸鍍之際，使僅存在第二平坦化膜(外側)(32b)的部分與掩模接觸。因此，可降低由掩模產生的碎屑或粉塵，且即使有碎屑或粉塵產生，也可將其捕獲到第二平坦化膜(外側)(32b)與第二平坦化膜(內側)(32a)之間。
文檔編號H01J1/62GK1481201SQ0314618
公開日2004年3月10日 申請日期2003年7月25日 優(yōu)先權日2002年7月25日
發(fā)明者米田清, 西川龍司, 司 申請人:三洋電機株式會社