有機el面板及其形成方法
2023-05-19 08:27:51 1
專利名稱：有機el面板及其形成方法
技術領域：
本發明涉及有機EL(Electroluminescence)面板及其形成方法。
背景技術：
有機EL面板在基板上形成有由有機EL元件構成的面發光要素，通過排列單個或多個該面發光要素來形成顯示區域。有機EL元件的形成是在基板上形成各種結構的下部電極，然後形成包括有機發光功能層的有機層成膜圖形，之後在其上形成上部電極。
圖1表示構成一般的以往有機EL面板的有機EL元件的剖面結構。形成在基板11上的有機EL元件10具有在一對電極間夾持包括有機發光功能層的有機層20的疊層構造，更具體來講，是在形成在基板11上的下部電極12的周圍形成絕緣膜13，由該絕緣膜13劃分的下部電極12上的區域成為發光區域S。並且，在該發光區域S中，在下部電極12上疊層有機層20，在其上形成上部電極14。
作為有機層20，此處表示以下部電極12側為陽極、以上部電極14側為陰極，疊層空穴輸送層21、發光層22和電子輸送層23的三層結構的示例。除此以外，還有省略空穴輸送層21和電子輸送層23任何一方或雙方的構造，利用多層形成所述各層的至少一層的構造，或者在空穴輸送層21的陽極側形成空穴注入層的構造，在電子輸送層23的陰極側形成電子注入層的構造。並且，針對下部電極12、上部電極14，也可以形成使陽極和陰極顛倒，將上述構造上下反轉的構造。
構成這種有機EL面板的有機EL元件，通過在下部電極12和上部電極14之間施加電壓，可以從陽極側向有機層20內注入·輸送空穴，從陰極側注入·輸送電子，通過使它們再結合而實現發光。因此，要求被夾持在下部電極12和上部電極14之間的有機層20的成膜厚度要均勻，在發光區域S的有機層20上存在局部薄層部的情況下，在該部位產生洩漏電流，將引發發光不良。
為了使有機層20的膜厚均勻，提高成為其基底的下部電極12的平坦度非常重要。一般在採用從基板11側射出光的下部射出方式的情況下，作為下部電極12使用ITO(Indium-Tin-Oxide)等透明導電膜，但該導電膜的成膜通常採用濺射蒸鍍或電子束(EB)蒸鍍。然而，這樣成膜的表面粗糙度是，按照JIS B0601定義的表面粗糙度的最大高度(Rmax)達到數納米～數十納米級，所以如果考慮到有機層20的疊層厚度為100～200nm左右，將產生相當大的影響。
因此，作為現有技術，提出下述專利文獻1記載的方案。根據該方案，研磨通過濺射蒸鍍或電子束蒸鍍形成的ITO所構成的下部電極的表面，使按照JIS B0601定義的表面粗糙度的最大高度(Rmax)為小於等於5nm。
特開平9-245965號公報根據該以往技術，存在如下的問題由於是將下部電極的表面研磨數十納米，所以雖然可磨削表面的凸部，但極端凹陷的部分依然存在。
特別是在進行下部電極的成膜時，異物等附著在表面上並產生成膜缺陷(氣孔)的情況下，無論如何研磨表面，成膜缺陷部分的凹部依舊存在。
並且，考慮到從基板側射出光的情況，下部電極的膜厚需要根據發光顏色對設定膜厚進行控制，使射出的光的光譜顯示所期望的峰值波長。即，在有機層20內產生的發光中，存在著在各層的邊界面重複反射多次後透過透明導電膜(下部電極)射出的光，所以有機EL元件自身顯示出光學幹擾濾光片的功能，但是在著眼於下部電極的膜厚的情況下，由於在有機層和下部電極的界面反射後輸出的光、與在下部電極和基板的界面反射後輸出的光的反射幹擾現象，輸出光的光譜發生變化。因此，在形成有機EL面板時，下部電極的膜厚控制成為重要的設計因素。
但是，如現有技術那樣，如果單純地研磨下部電極的表面，通過研磨而磨削的厚度因表面粗糙度而不同，所以很難把最終的下部電極的膜厚控制為設定值。即，最初以設定厚度t1形成下部電極，如果將其表面僅研磨已知的設置厚度ts，則能夠將最終的下部電極的膜厚設定為t1-ts，但是在該狀態下未必能夠得到必要的表面平坦性。因此，如果追求表面平坦性，則實質上不能把將要研磨的厚度ts設定為已知的數值，所以存在著最終不能形成具有所期望的膜厚的下部電極。
發明內容
本發明將解決這種問題作為一個課題。即，本發明的目的在於，第一，使下部電極的表面變平坦，使在其上形成的有機層的膜厚均勻，由此防止產生洩漏電流，獲得良好的發光特性，特別是在成膜時形成有成膜缺陷的情況下也能夠獲得表面平坦的下部電極，第二，可以實現下部電極表面的平坦化，並且可通過進行膜厚控制來獲得所期望的厚度。
為了達到上述目的，本發明的有機EL面板及其形成方法至少包括以下各項發明的結構。
一種有機EL面板，在基板上形成由下部電極、至少具有有機發光功能層的有機層、和上部電極構成的有機EL元件，其特徵在於，所述下部電極具有對通過分多次成膜而形成的成膜層表面進行了研磨的研磨麵。
一種有機EL面板的形成方法，在基板上形成由下部電極、至少具有有機發光功能層的有機層、上部電極構成的有機EL元件，其特徵在於，在所述基板上通過分多次成膜形成所設定膜厚的成膜層，並通過對該成膜層的表面以設定的研磨深度進行研磨，來形成具有所期望的膜厚的所述下部電極。
圖1是以往技術的說明圖。
圖2是說明本發明的實施方式的說明圖。
圖中10有機EL元件；11基板；12下部電極；12a、12b成膜層；12A研磨麵；13絕緣膜；14上部電極；20有機層；21空穴輸送層；22發光層；23電子輸送層；S發光區域具體實施方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。圖2是對本發明的一個實施方式的有機EL面板及其形成方法進行說明的說明圖。本發明的有機EL面板及其形成方法，和圖1所示的以往技術相同，在基板11上形成由下部電極12、至少具有有機發光功能層的有機層20、上部電極14構成的有機EL元件，形成把該有機EL元件作為顯示單位的顯示區域。因此，在以下本發明的實施方式的說明中共用圖1的符號。
並且，本發明的實施方式的有機EL面板，如圖2所示，其特徵在於，下部電極12具有將通過分多次成膜形成的成膜層(12a、12b)的表面進行研磨的研磨麵(12A)。並且，其特徵在於，下部電極12具有比在成膜層(12a、12b)的第一次成膜中設定的膜厚t1薄的膜厚t0。
並且，其特徵在於，把在成膜層(12a、12b)的第一次成膜中設定的膜厚設為t1，把在第一次以後的成膜中設定的膜厚設為t2(其中，t2＞t1)，把研磨成膜層(12a、12b)的表面的設定研磨深度設為t3(其中，t3＞t2)時，下部電極12具有按照t1+t2-t3設定的膜厚t0。
並且，作為這種有機EL面板的形成方法，其特徵在於，在基板11上通過分多次成膜形成所設定膜厚的成膜層(12a、12b)，對成膜層(12a、12b)的表面以設定的研磨深度t3進行研磨，由此形成所期望膜厚t0的下部電極12。
並且，其特徵在於，在形成成膜層(12a、12b)時，將在第一次以後的成膜中設定的膜厚t2設定得比在第一次成膜中設定的膜厚t1厚，將研磨成膜層(12a、12b)表面時的研磨深度t3設定得比在第一次以後的成膜中設定的厚度t2厚。另外，其特徵在於，通過調整研磨成膜層(12a、12b)表面時的研磨深度t3，把下部電極12的膜厚t0調整為所期望的厚度。
這種實施方式的有機EL面板及其形成方法，一是相對在一般採用濺射等的成膜中，如果形成較厚的膜厚，則表面的凹凸伴隨厚度而增長，表面粗糙度變差，而本發明著眼於在形成較薄的膜厚時，使表面粗糙度的精度較高，在形成下部電極12時，通過分多次進行成膜，來防止表面粗糙度惡化。
另外，在形成下部電極12的一次成膜中，有時形成圖2(a)所示的成膜缺陷P1，如果在該狀態下繼續成膜，則在一處形成較深的成膜缺陷P1，但是如果分多次進行成膜，則如圖2(b)所示，假定即使在第二次成膜中產生成膜缺陷P2，在第一次成膜中產生的成膜缺陷P1和在第一次以後的成膜中產生的成膜缺陷P2不會形成於相同部位(重合)，所以通過分多次成膜，可以形成至少在小於等於第一次成膜時的膜厚t1的部位沒有因成膜缺陷造成的凹部的狀態。
並且，通過研磨這樣形成的成膜層(12a、12b)直到沒有凹部為止，可以獲得具有平坦表面的下部電極12。
另外，研磨成膜層(12a、12b)表面的研磨深度t3(參照圖2(c))，在t2＜t3＜(t1+t2)的範圍內，可以在所有範圍內形成沒有凹部的平坦的研磨麵12A，所以通過在上述範圍內調整t3，可以確保平坦的研磨麵12A，並且把下部電極12的膜厚t0調整為所期望的厚度。
即，作為下部電極12的形成方法，如圖2(a)所示，首先，進行第一次成膜，獲得膜厚t1比下部電極12的設定膜厚t0厚的成膜層12a，然後如圖2(b)所示，以比在該第一次成膜中形成的成膜層12a的膜厚t1厚的膜厚t2，進行第一次以後的成膜，形成成膜層12a、12b。然後如圖2(c)所示，以比成膜層12b的膜厚t2厚的研磨深度t3研磨成膜層(12a、12b)。此時，如果在上述範圍內適當調整研磨的研磨深度t3，可以形成具有平坦的研磨麵12A，並且具有所期望的膜厚t0(此時，膜厚t0為比成膜層12a的膜厚t1薄的膜厚)的下部電極12。另外，此時的膜厚調整可以根據各次成膜或研磨處理的處理時間進行調整。
因此，在本發明的實施方式中，在把下部電極12作為透明導電膜從基板11側射出光的情況下，通過控制下部電極12的膜厚t0，可以使輸出光光譜的峰值波長與發光顏色一致，能夠實現輸出光的高效率化。
如上所述，根據本發明的實施方式的有機EL面板及其形成方法，利用上述特徵，其一，通過使下部電極12的表面變平坦，使在其上形成的有機層的膜厚均勻，可以防止產生洩漏電流，獲得良好的發光特性。特別是在成膜時形成有成膜缺陷的情況下，也可以獲得表面平坦的下部電極。其二，可以實現下部電極12表面的平坦化，進行獲得所期望厚度的膜厚控制，能夠獲得可以實現輸出光的高效率化的效果。
以下，對本發明的實施方式的有機EL面板的各結構要素進行更具體地說明。
a.基板作為有機EL面板的基板11，其形狀沒有特殊限定，可以是平板狀、薄片狀、球面狀等。作為其材質可以使用玻璃、塑料、石英、金屬等。作為從基板11側射出光的方式(下部射出方式)，優選具有透明性的平板狀薄片狀，其材質優選使用玻璃或塑料等。
b.電極下部電極12、上部電極14中的一方被設為陰極，另一方被設為陽極。陽極側由功函數高於陰極的材料構成，可以使用鉻(Cr)、鉬(Mo)、鎳(Ni)、鉑(Pt)等金屬膜或ITO、IZO等的氧化金屬膜等透明導電膜。相反，陰極側由功函數低於陽極的材料構成，可以使用鋁(Al)、鎂(Mg)等金屬膜、被摻雜的聚苯胺或被摻雜的聚苯乙炔等非晶質半導體、Cr2O3、NiO、Mn2O5等氧化物。並且，在下部電極12、上部電極14均用透明材料形成的情況下，也可以在與光的放出側相反的電極側設置反射膜。
c.有機層有機層20由至少具有有機發光功能層的單層或多層有機化合物材料層構成，但層結構可以任意形成，一般如圖1所示，可以使用從陽極側朝向陰極側疊層空穴輸送層21、發光層22、電子輸送層23的組合結構，也可以分別設置不只一層的多層疊層的發光層22、空穴輸送層21、電子輸送層23，還可以省略空穴輸送層21和電子輸送層23任何一層，也可以兩層均省略。另外，可以根據用途插入空穴注入層、電子注入層等有機材料層。空穴輸送層21、發光層22、電子輸送層23可以適當選擇以往使用的材料(可以是高分子材料或低分子材料)。
另外，作為形成發光層22的發光材料，可以採用從單態激勵狀態返回到基礎狀態時發光(螢光)的材料，也可以使用從三態激勵狀態返回到基礎狀態時發光(磷光)的材料。
d.密封部件、密封膜本發明的實施方式的有機EL面板，包括利用金屬制、玻璃制、塑料制等密封部件密封有機EL元件10的結構，或者利用密封膜密封有機EL元件10的結構。
密封部件可以使用通過在玻璃制密封基板上進行衝壓成形、蝕刻、噴砂處理等加工來形成密封凹部(一級凹入或兩級凹入)的部件，或者使用平板玻璃並利用玻璃(塑料也可以)制間隔物與支撐基板形成密封空間的部件等。
密封膜可以通過疊層單層膜或多層保護膜而形成。作為所使用的材料可以是無機物或有機物等任意一種。作為無機物，可以列舉出SiN、AlN、GaN等氮化物；SiO、Al2O3、Ta2O5、ZnO、GeO等氧化物；SiON等氮氧化物；SiCN等氮碳化物；金屬氟化合物；金屬膜等。作為有機物，可以列舉出環氧樹脂；丙稀樹脂；聚對二甲苯；全氟稀烴、全氟乙醚等氟系列高分子；CH3OM、C2H5OM等金屬醇鹽、聚醯亞胺前驅體；二萘嵌苯系列化合物等。疊層和材料的選擇可以根據有機EL元件的設計適當選擇。
e.面板的各種方式等本發明的實施方式的有機EL面板可以形成無源驅動式顯示面板，或者也可以形成有源驅動式顯示面板。並且，可以是單色顯示，也可以是多色顯示，但是，為了形成彩色顯示面板，可以利用分塗方式、將濾色器或由螢光材料形成的色變換層組合到白色或藍色等單色有機EL元件中的方式(CF方式、CCM方式)等，形成全彩色有機EL面板或多彩色有機EL面板。並且作為本發明的實施方式涉及的有機EL面板，如前面所述，可以是從基板11側射出光的下部射出方式，也可以是從與基板11的相反側射出光的上部射出方式。
(實施例)以下，說明本發明的更具體的實施例。此處，參照圖1和圖2表示形成設定膜厚110nm的下部電極12的示例。
首先，在玻璃等基板11上利用濺射蒸鍍或EB蒸鍍等進行ITO等的第一次成膜，形成膜厚t1＝140nm的成膜層12a(圖2(a))。然後，進行第二次成膜，形成例如膜厚t2＝170nm(t2＞t1)的成膜層12b(圖2(b))。在進行兩次以上成膜的情況下，此處所說膜厚t2指第一次以後合計形成的膜厚。
然後，利用拋光、摩擦、帶摩擦等方法，研磨成膜層(12a、12b)的表面凹凸，例如僅磨削t3＝200nm(t3＞t2)(圖2(c))。由此，可以獲得整體上具有110nm厚的平坦研磨麵12A的下部電極12。
這樣，可以減輕被認為是有機EL元件的洩漏原因之一的下部電極12的凹凸。特別是在使用濺射等的成膜中，有時形成因塵埃附著等造成的巨大成膜缺陷，但根據本發明的實施例，可以消除因該成膜缺陷形成的凹部。
把這樣形成有下部電極12的基板11搬入真空蒸鍍裝置，和圖1的以往技術相同，進行有機層20的蒸鍍。此處，有機層20可以通過成膜30nm的由銅酞菁藍構成的空穴注入層、50nm的由TDP等構成的空穴輸送層、20nm由Alq3等構成的發光層或電子輸送層、1nm的由LiF構成的電子注入層而形成。在該有機層20上疊層100nm的由Al等構成的上部電極14，獲得作為實施例的有機EL面板的構成要素的有機EL元件10。
然後，對平板玻璃實施蝕刻處理，形成一級凹入的密封凹部，在該密封凹部內粘貼使以BaO為主成分的乾燥劑成為薄片狀的乾燥單元，形成密封部件。並且，為了在基板11的形成有機EL元件10的一側表面和形成密封部件的密封凹部的一側表面之間形成密封空間，通過粘合劑將兩者粘貼，得到有機EL面板。作為該粘貼用粘合劑，使用在紫外線固化型環氧樹脂粘合劑中混合約0.1～0.5重量％的粒徑為1～100μm的適量塑料間隔物的粘合劑，使用配合器等將其塗覆在基板11或密封部件一方。在粘貼之後，照射紫外線，使粘合劑固化。
在本發明的實施例中得到的有機EL面板，具有防止產生洩漏電流等的良好的發光特性，可以進行下部電極12的膜厚控制，所以能夠實現輸出光的高效率化。
權利要求
1.一種有機EL面板，在基板上形成由下部電極、至少具有有機發光功能層的有機層、和上部電極構成的有機EL元件，其特徵在於，所述下部電極具有對通過分多次成膜而形成的成膜層表面進行了研磨的研磨麵。
2.根據權利要求1所述的有機EL面板，其特徵在於，所述下部電極具有比在所述成膜層的第一次成膜中設定的膜厚薄的膜厚。
3.根據權利要求1所述的有機EL面板，其特徵在於，把在所述成膜層的第一次成膜中設定的膜厚設為t1，把在第一次以後的成膜中設定的膜厚設為t2(其中，t2＞t1)，把研磨所述成膜層的表面的設定深度設為t3(其中，t3＞t2)時，所述下部電極具有按照t1+t2-t3設定的膜厚。
4.一種有機EL面板的形成方法，在基板上形成由下部電極、至少具有有機發光功能層的有機層、上部電極構成的有機EL元件，其特徵在於，在所述基板上通過分多次成膜形成所設定膜厚的成膜層，並通過對該成膜層的表面以設定的研磨深度進行研磨，來形成具有所期望的膜厚的所述下部電極。
5.根據權利要求4所述的有機EL面板的形成方法，其特徵在於，在形成所述成膜層時，將在第一次以後的成膜中設定的膜厚設定得比在第一次成膜時設定的厚度厚，將研磨所述成膜層表面時的研磨深度設定得比在所述第一次以後的成膜中設定的厚度厚。
6.根據權利要求4或5所述的有機EL面板的形成方法，其特徵在於，通過調整研磨所述成膜層表面時的研磨深度，把所述下部電極的膜厚調整為所期望的厚度。
全文摘要
本發明提供一種有機EL面板及形成方法，可以實現成為有機層的基底的下部電極表面的平坦化，並且能夠把下部電極的膜厚控制為所期望的厚度。具體方案是，在基板(11)上形成成為有機層的基底的下部電極(12)，並使其具有對通過分多次成膜而形成的成膜層(12a、12b)進行了研磨的研磨麵(12A)。在第一次成膜形成的成膜層(12a)上，以比其厚的厚度形成通過第一次以後的成膜而形成的成膜層(12b)。通過以大於第一次以後的成膜厚度(t2)的研磨深度對該成膜層(12a、12b)進行研磨而形成研磨麵(12A)。
文檔編號H05B33/14GK1671259SQ20051005387
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月14日 優先權日2004年3月17日
發明者大下勇, 結城敏尚 申請人:日本東北先鋒公司