專利名稱：有機el顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機EL顯示裝置，尤其涉及其中的有機層的蒸鍍。
背景技術(shù)：
有機EL顯示裝置的有機層的制膜方法有印刷法、蒸鍍法。在使用了低分子有機材 料的有機EL顯示裝置中實際應(yīng)用的主要是蒸鍍法。另外，上部電極也同樣通過蒸鍍而成膜 的技術(shù)已成為主流。以往的有機膜的層疊結(jié)構(gòu)，由作為下部電極的陽極電極、空穴注入層、空穴輸送 層、發(fā)光層、電子輸送層、LiF/Al的作為上部電極兼電子注入層的陰極電極構(gòu)成。另外，作為有機層的形成方法，已知有這樣的方法，即在應(yīng)用使之具有因像素而異 的發(fā)光層的分涂法時，將陽極電極、空穴注入層、空穴輸送層、陰極電極作為全部像素公用 的連續(xù)膜成膜，并按要發(fā)光的各像素分別涂敷電子輸送層、發(fā)光層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明人研究了一種底部發(fā)射式的有源矩陣式有機EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)。正在進 行該研究的底部發(fā)射式的有源矩陣式有機EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)如下，將成為上部電極的陰 極的金屬在有機膜的正上方成膜，并且為了向該陰極提供電壓，通過觸排(bank)的接觸孔 與設(shè)置在電路基板的布線的電極(陰極觸點)連接。以往，利用蒸鍍掩模進行蒸鍍的精度低，因此沒有在像素附近配置接觸用的接觸 孔。本來，陰極觸點的配置從防止陰極電壓下降這層意義來看，盡量多、并且離像素近為好。 另外，考慮到設(shè)計自由度，可配置的區(qū)域越多越好。以往的蒸鍍掩模特別是在其開口端部蒸鍍精度較低，要實現(xiàn)在顯示像素均勻地成 膜，就必需在遠大于顯示像素區(qū)域和虛設(shè)像素區(qū)域的區(qū)域蒸鍍有機層。本發(fā)明的目的在于提供一種有機EL顯示裝置的結(jié)構(gòu)，即使在顯示像素和虛設(shè)像 素之外的蒸鍍面積小也能提高蒸鍍精度和設(shè)計自由度。本發(fā)明人注意到蒸鍍精度的降低是由蒸鍍掩模引起的。通常，為了蒸鍍有機EL 顯示裝置的有機發(fā)光層，使用施加張力以將掩模保持為平面的張力掩模。為了確保張力掩 模的精度，適當?shù)乇３謱ρ谀Ｊ┘拥膹埩苤匾?。這里，蒸鍍掩模是這樣制作的對厚度為 50-200 μ m的、被實施了精密加工的金屬掩模片施加預(yù)定張力使其保持為平面，并將該金屬 掩模片與外形形狀為500mmX 400mm寬度為50mm厚度為25mm的金屬制的掩?？蜻M行粘接。蒸鍍掩模被設(shè)計為，能夠利用在薄板上加工出的致密的開孔對有機EL顯示裝置 的基板上的預(yù)定的位置進行高精度的蒸鍍。在該蒸鍍掩模上，由于蒸鍍處理中的熱應(yīng)力的 施加，將產(chǎn)生微小的變形，發(fā)生蒸鍍偏移。
圖1表示以往的蒸鍍掩模的列方向的端部。如圖1所示，以往的蒸鍍掩模M-METl 的開口 M-APRl的端部M-EDGRl的形狀呈矩形。矩形的開口，在該開口的兩個頂點M-EDGl 應(yīng)力集中。在這樣的結(jié)構(gòu)中，在端部產(chǎn)生的掩模的變形較大，考慮了變形的掩模設(shè)計非常困 難。在掩模組裝工序或蒸鍍處理中各種應(yīng)力產(chǎn)生在掩模上時，應(yīng)力集中在掩模的開口。此 時，產(chǎn)生于掩模的應(yīng)力集中的部位是掩模端部，并且是該端部的角部。這里，當掩模端部為 方形時應(yīng)力集中的地方有兩處，成為掩模精度低的因素。因此，本發(fā)明人提供一種有機EL顯示裝置，矩陣狀地配置有多個有機EL元件，該 有機EL元件具有陽極、陰極、以及夾在陽極和陰極之間的有機層，在上述多個有機EL元件 包括發(fā)不同顏色光的有機EL元件的情況下，使上述有機層的至少一層，在其列方向的端 部，其蒸鍍的行方向的寬度向最端部逐漸縮小地構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，能夠提高蒸鍍精度，并能夠提高設(shè)計自由度。


圖1是表示以往的蒸鍍掩模的列方向的端部的圖。圖2是表示使用了本發(fā)明的蒸鍍掩模的列方向的端部的圖。圖3是使用圖2的蒸鍍掩模進行蒸鍍后的有機層的俯視圖案。圖4是表示以往的有機EL顯示裝置的有源矩陣基板的陰極接觸部的剖視圖的圖。圖5是表示第2實施例的有機EL顯示裝置的有源矩陣基板的陰極接觸部的剖視 圖的圖。圖6是表示第3實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域的圖。圖7是圖6的圓區(qū)域(像素區(qū)域的左上端部)的放大圖。圖8是表示第4實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域的圖。圖9是表示第5實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域的圖。圖10是表示第6實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域的圖。
具體實施例方式以下說明本發(fā)明的實施例。[實施例1]圖2表示使用了本發(fā)明的蒸鍍掩模的形狀。使用了本發(fā)明的蒸鍍掩模，通過使掩 模部分M-MET2的開口 M-APR2的端部M-EDGR2的寬度向外側(cè)突出地呈曲線狀漸漸變窄，并 且使其頂點M-EDG2呈圓弧(倒園角)來分散應(yīng)力。該形狀是使頂端呈圓弧的也可稱作近似三角形的形狀，但也未必一定是曲線或圓 弧，也可以是直線連續(xù)連接著的結(jié)構(gòu)。但是，優(yōu)選的是可微分的曲線。另外，該曲線的種類， 優(yōu)選的是能近似為圓錐曲線或2次曲線的曲線，更優(yōu)選的是能近似為橢圓、拋物線、雙曲線 的一部分的曲線。與矩形的情況相比最有效果的形狀是使頂端呈圓弧的也可稱作近似三角 形的形狀。以往的蒸鍍掩模的端部形狀具有直角等的角，因此應(yīng)力集中，而當如本實施例這 樣，將蒸鍍掩模開孔端部形狀做成近似三角形，使側(cè)邊彎曲，在其頂端具有弧形狀時，能夠 將產(chǎn)生于蒸鍍掩模的應(yīng)力最集中的地方限制為1處，并且，采用曲線狀可以分散應(yīng)力，因此能夠謀求精度提高，將有機發(fā)光層的蒸鍍精度從以往的士 ΙΟμπι提高到士 5μπι。
使用該蒸鍍掩模對有機EL顯示裝置的有機層進行蒸鍍后的俯視圖案示于圖3。覆 蓋顯示像素區(qū)域PXL和虛設(shè)(dummy)像素區(qū)域DPXL地設(shè)置蒸鍍區(qū)域EVAR，在其列方向的端 部具有有機膜的蒸鍍端部0-EDG。另外，在虛設(shè)(dummy)像素區(qū)域的行方向的3個像素大小 的區(qū)域，蒸鍍有預(yù)備蒸鍍區(qū)域P-EVAR，在該預(yù)備蒸鍍區(qū)域P-EVAR的列方向也存在有機膜的 蒸鍍端部0-EDG。該蒸鍍端部O-EDG的形狀轉(zhuǎn)印用圖2說明的形狀。但是，如果大致在蒸鍍 掩模的端部呈說明過的形狀，則因蒸鍍掩模與基板的間隙而產(chǎn)生模糊。當然，即使產(chǎn)生了該 模糊也在本發(fā)明的范疇內(nèi)。即，只要頂端部呈圓弧、或端部大致呈三角形地被蒸鍍就在本發(fā) 明的范疇內(nèi)。 具體地說，優(yōu)選的是，在空穴注入層HIL和空穴輸送層HTL的蒸鍍中使用對像素區(qū) 域整體進行蒸鍍的β蒸鍍掩模，在發(fā)光層EML和電子輸送層ETL的蒸鍍中使用本發(fā)明的掩 模。即，做成在發(fā)光層EML和電子輸送層ETL具有上述的蒸鍍膜的有機EL顯示裝置。[實施例2]下面說明能夠通過使用實施例1的蒸鍍掩模而能蒸鍍到虛設(shè)像素區(qū)域的外側(cè)附 近來實現(xiàn)的有機EL顯示裝置的另一結(jié)構(gòu)。以往，在用蒸鍍法將陰極金屬成膜時，在非常高 的溫度下進行蒸鍍，因此金屬粒子所具有的熱能也很大?？紤]到將其附著在基板上時，由于 與電路基板的溫度差而產(chǎn)生膜應(yīng)力，在陰極接觸部的接觸電阻將增大。該接觸電阻作為有 機EL顯示元件的內(nèi)部電阻發(fā)揮作用，它的增大將引起有機EL顯示裝置元件驅(qū)動電壓的上 升，因此已成為有機EL顯示裝置的功耗增加的因素之一。本發(fā)明人研究后得知，使用實施例1的蒸鍍掩模在使用了以下說明的結(jié)構(gòu)時能夠 降低功耗。圖4表示以往的有機EL顯示裝置的有源矩陣基板的陰極接觸部的剖視圖。其 具有如下結(jié)構(gòu)，在玻璃基板SUB之上按基底層UC、柵極氧化膜層GO、第1層間絕緣層INS1、 源極漏極金屬層SD、第2層間絕緣層INS2、下部電極層AD、觸排BNK、空穴注入層HIL、空穴 輸送層HTL、發(fā)光層EML、電子輸送層ETL、上部電極層⑶的順序?qū)盈B以上各層。另外，在基 板的一部分形成有陰極觸點C-C0NT1。該陰極觸點C-C0NT1，在與像素區(qū)域相鄰接的區(qū)域作 為接觸凸墊(pad)形成有在源極漏極電極層上形成有下部電極層AD的層疊結(jié)構(gòu)。在像素 區(qū)域的有機層之上和陰極觸點C-CONTl之上形成有作為上部電極的陰極電極，其與陰極觸 點C-CONTl連接而被提供電壓?；錝UB是厚度為0. 7mm的無堿玻璃?；讓覷C由通過等離子CVD形成的厚度為 150nm的氮化硅層和厚度為IOOnm的氧化硅層構(gòu)成。柵極氧化膜層GO由通常被稱作TEOS 膜的厚度為IlOnm的氧化硅層構(gòu)成。第1層間絕緣層INSl由在柵極氧化膜層GO的TEOS膜 之上通過等離子CVD形成的厚度為500nm的SiO構(gòu)成。源極漏極金屬層SD由厚度為38nm、 500nm,75nm的MoW/AlN/MoW的層疊結(jié)構(gòu)構(gòu)成。該源極漏極電極層除了用作像素的電路外， 還用作與像素區(qū)域鄰接的陰極觸點的一部分。第2層間絕緣層INS2由在第1層間絕緣層 INSl上通過等離子CVD形成的厚度為500nm的SiN膜構(gòu)成。在該第2層間絕緣層INS2上， 在像素區(qū)域的外側(cè)具有接觸孔，該接觸孔與作為陰極觸點C-CONTl發(fā)揮作用的源極漏極電 極層SD連接。另外，在該第2層間絕緣層INS2之上，下部電極層AD作為下部電極按像素分開地 形成。另外，在形成下部電極的同時，也在作為陰極觸點C-CONTl形成的源極漏極金屬電極層SD之上，形成有凸墊電極。該下部電極和作為陰極觸點C-CONTl上的凸墊形成的凸墊 ITO電極，由厚度為77nm的ITO構(gòu)成。觸排BNK由通過等離子CVD形成的SiN構(gòu)成，覆蓋下部電極AD的周圍，并且蓋在 像素間的第2層間絕緣層上確保像素間的絕緣性。另外，觸排BNK，在作為陰極觸點形成的 源極漏極電極層SD的一部分之上具有開口，覆蓋該開口周圍地形成。按照成為有機層的空 穴注入層HIL、空穴輸送層HTL、發(fā)光層EML、電子輸送層ETL的順序用真空蒸鍍法成膜的層 疊體，形成在從開口露出的下部電極和觸排之上。以往，在層疊體與陰極觸點C-CONTl之間 有很大的距離(不形成層疊體的區(qū)域)。上部電極是在多個像素中公用的電極，用Al通過 真空蒸鍍法從整個顯示面到陰極觸點C-CONTl之上形成。如上所述，作為上部電極CD的陰極是通過真空蒸鍍法成膜的。形成為該陰極的金 屬，需要對發(fā)光層保持良好的蒸鍍狀態(tài)，此外還需要與設(shè)置在有機EL顯示裝置的基板SUB 上的陰極觸點C-CONT進行良好的連接。如果與該陰極的連接狀態(tài)不是良好的狀態(tài)，則在顯 示裝置的發(fā)光動作時，作為陰極的連接電阻將導(dǎo)致元件動作電壓上升、功耗增大這樣的問題。本發(fā)明人通過不斷進行有機EL顯示裝置的動作驗證和分析調(diào)查，得到了這樣的 結(jié)論，要減小陰極與陰極觸點C-CONT的連接電阻，在陰極與陰極觸點C-CONTl之間夾設(shè)有 機層EML的方法是有效的。其理由如下，陰極金屬通常使用例如Al，但該Al的蒸鍍溫度在1000°C以上是優(yōu)選 的條件。另一方面，形成陰極的OLED的基板溫度為30-40°C。這里，著眼于被蒸鍍的Al從 IOOO0C以上的蒸氣狀態(tài)一下子冷卻900°C以上而在OLED基板上成膜的情況。在形成該陰極時，由于溫度急劇下降，陰極收縮產(chǎn)生膜應(yīng)力。推斷由于該膜應(yīng)力而 在發(fā)光層和陰極觸點C-CONTl (基板上的陰極連接部)產(chǎn)生了陰極的連接電阻。但是，由于得知了在有機EL顯示裝置的有機層上陰極的連接電阻并沒有增大，因 此假定有機層中柔軟的有機發(fā)光層作為緩沖吸收了陰極金屬的熱收縮，進行驗證試驗，發(fā) 現(xiàn)通過不在陰極接觸部的整體，而在一部分陰極接觸部區(qū)域性地夾設(shè)有機發(fā)光層，具有降 低陰極的連接電阻的效果。但是，也得知了夾設(shè)作為有機層的一部分的空穴注入層HIL和 空穴輸送層HTL后，陰極的連接電阻增大。于是，說明了通過使基板上的陰極連接部、所謂陰極觸點C-CONTl的一部分區(qū)域 也存在有機層，能夠減少陰極連接電阻來應(yīng)對元件的驅(qū)動電壓上升，實現(xiàn)低功耗的有機EL 元件。實際上，能夠通過設(shè)計蒸鍍掩模的開口部來實施。圖5表示應(yīng)用本發(fā)明的有機EL顯示裝置的有源矩陣基板的陰極觸點周邊的剖視 圖。典型的以往的底部發(fā)射有機EL顯示裝置，發(fā)光層EML和電子輸送層ETL以大致與像素 區(qū)域相同的大小被蒸鍍(圖4)，而本實施例的結(jié)構(gòu)是超過像素區(qū)域直到陰極觸點C-C0NT2 的兩個接觸孔地成膜(圖5)。優(yōu)選的是，在陰極觸點C-C0NT2的60%以下，或在陰極觸點C-C0NT2附近(150 μ m 以內(nèi))，使發(fā)光層EML或電子輸送層ETL存在。而不形成空穴注入層HIL、空穴輸送層HTL。 另外，由多個接觸孔在多行、多列構(gòu)成陰極觸點C-C0NT2時，最好不覆蓋所有的接觸孔，至 少留出1行、1列不進行蒸鍍。即，靠近像素的接觸孔由發(fā)光層EML、電子輸送層ETL覆蓋， 遠離像素一側(cè)的接觸孔不覆蓋。
[實施例3]圖6表示第3實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域。與第2實施例的不同點在 于，在各邊，發(fā)光層EML和電子輸送層ETL的蒸鍍區(qū)域比空穴注入層HIL、空穴輸送層HTL的 蒸鍍區(qū)域?qū)掃@一點。圖7是圖6的標記圓的區(qū)域、即像素區(qū)域的左上端部的放大圖。右下方的描繪了 雙重方框的區(qū)域是顯示像素區(qū)域PXL。在該顯示像素區(qū)域PXL，RGB 3個像素作為1組來配 置。在該顯示像素的上、左、斜上方與顯示像素相同地形成有機層EML，但各配置有1組在觸 排BNK沒有設(shè)置開口的RGB虛設(shè)像素，共計3組。在這些顯示像素區(qū)域PXL和虛設(shè)像素區(qū) 域D-PXL的形成區(qū)域，進行β蒸鍍，即在整個面蒸鍍空穴注入層HIL、空穴輸送層HTL。并 且，在該像素區(qū)域RGB，配置有2組發(fā)光層EML和電子輸送層ETL，每組的RGB共計3列。并且，還在該像素區(qū)域的列方向?qū)挾葹閂、行方向?qū)挾葹镠的區(qū)域，配置有GB共計 2列的發(fā)光層EML和電子輸送層ETL。S卩，使發(fā)光層EML和電子輸送層ETL從空穴注入層 HIL和空穴輸送層HTL的蒸鍍區(qū)域在列方向突出寬度V，在行方向突出寬度H(發(fā)光層EML 和電子輸送層ETL配置在GB兩列的量)，蒸鍍在該像素區(qū)域RGB和該像素區(qū)域的外部。結(jié) 果，在直到配置有2個陰極觸點C-C0NT2的區(qū)域，形成有發(fā)光層EML和電子輸送層ETL。[實施例4]圖8表示第4實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域。與第2實施例的不同點在 于，發(fā)光層EML和電子輸送層的蒸鍍區(qū)域僅在行方向上比空穴注入層HIL和空穴輸送層HTL 的蒸鍍區(qū)域?qū)掃@一點。[實施例5]圖9表示第5實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域。與第2實施例的不同點在 于，發(fā)光層EML和電子輸送層的蒸鍍區(qū)域僅在列方向上比空穴注入層HIL和空穴輸送層HTL 的蒸鍍區(qū)域?qū)掃@一點。[實施例6]圖10表示第6實施例的有機EL顯示裝置的蒸鍍區(qū)域。與第4實施例的不同點在 于，發(fā)光層EML和電子輸送層的蒸鍍區(qū)域僅在邊的一部分比空穴注入層HIL和空穴輸送層 HTL的蒸鍍區(qū)域?qū)掃@一點。以下相對于第2實施例至第6實施例的變形也是本發(fā)明的方式之一。即(1)當空穴注入層HIL、空穴輸送層HTL區(qū)域與發(fā)光層EML、電子輸送層ETL的成膜 區(qū)域相同時，也可以使單獨形成發(fā)光層EML或電子輸送層ETL的區(qū)域存在。( 優(yōu)選的是，在陰極觸點C-C0NT2的60 %以下，或在陰極觸點C-C0NT2附近 (150 μ m以內(nèi))，存在形成發(fā)光層EML或電子輸送層ETL的區(qū)域。但是，只要是空穴注入層 HIL/空穴輸送層HTL較窄的圖形，即使有一部分空穴注入層HIL/空穴輸送層HTL也可以， 但優(yōu)選的是在陰極觸點C-C0NT2附近原本沒有形成空穴注入層HIL/空穴輸送層HTL?？梢哉f，用第2實施例至第6實施例有以下效果。即，能夠利用在陰極接觸部成膜 的EML或ETL緩和在陰極接觸部產(chǎn)生的膜應(yīng)力，通過緩和膜應(yīng)力能夠謀求與陰極觸點的良 好導(dǎo)通。特別是，空穴注入層HIL和空穴輸送層HTL采用絕緣性材料，而發(fā)光層EML采用導(dǎo) 電性材料，因此即使在陰極接觸部形成了發(fā)光層EML之后形成陰極金屬，也只不過是電阻 值增加若干，而不會發(fā)生妨礙導(dǎo)通本身這樣的致命的斷線。
權(quán)利要求
1.一種有機EL顯示裝置，矩陣狀地配置有多個有機EL元件，形成顯示區(qū)域，該有機EL 元件具有陽極、陰極、以及夾在陽極和陰極之間的有機層，該有機EL顯示裝置的特征在于，上述陰極延伸到上述顯示區(qū)域外，經(jīng)由在上述顯示區(qū)域外形成的多個接觸孔接受陰極 電壓的供給，在上述多個接觸孔的一部分，在上述陰極之下形成有上述有機層。
2.一種有機EL顯示裝置，矩陣狀地配置有多個有機EL元件，形成顯示區(qū)域，該有機EL 元件具有陽極、陰極、以及夾在陽極和陰極之間的有機層，該有機EL顯示裝置的特征在于，上述有機層包括空穴注入層、空穴輸送層、發(fā)光層、電子輸送層，上述陰極由上述多個 有機EL元件公用地形成，上述陰極延伸到上述顯示區(qū)域外，經(jīng)由在上述顯示區(qū)域外形成的 多個接觸孔接受陰極電壓的供給，在上述多個接觸孔的一部分，在上述陰極之下形成有上 述有機層的一部分層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機EL顯示裝置，其特征在于在上述多個接觸孔的一部分形成的上述有機層的一部分層是上述空穴注入層和上述 空穴輸送層。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機EL顯示裝置，其特征在于在上述多個接觸孔的一部分形成的上述有機層的一部分層是上述發(fā)光層和上述電子輸送層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機EL顯示裝置，其特征在于在上述多個接觸孔的一部分形成的上述有機層的一部分層形成在上述多個接觸孔中 的靠近上述顯示區(qū)域一側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種可提高蒸鍍精度、設(shè)計自由度的有機EL顯示裝置。該有機EL顯示裝置，矩陣狀地配置有多個有機EL元件，該有機EL元件具有陽極、陰極、以及夾在陽極和陰極之間的有機層，在行方向相鄰的上述有機EL元件，其發(fā)光的顏色彼此不同，上述有機層的至少一層，在其列方向的端部，具有其蒸鍍的行方向的寬度向最端部逐漸縮小的圓錐曲線的外緣。
文檔編號H01L27/32GK102104056SQ20101057823
公開日2011年6月22日 申請日期2007年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者大河原健, 松館法治, 梶山健太 申請人:株式會社日立顯示器