專利名稱：有機el顯示器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有高精細(xì)、可靠性優(yōu)良、便攜式終端機或工業(yè)用計測裝置的顯示等廣范圍應(yīng)用可能性的有機EL(場致發(fā)光)顯示器。
背景技術(shù)：
近年來開發(fā)了用薄膜晶體管(TFT)的驅(qū)動方式的彩色有機EL顯示器件。在形成TFT的基板側(cè)上取出光的方式由于通過配線部分遮蔽光的效果，未提高開口率，所以在最近開發(fā)了與形成TFT的基板相反側(cè)上取出光的方式，所謂的頂發(fā)射(top emission)方式。
另一方面，對在圖形化的熒光體上吸收有機EL元件的發(fā)光，從各自的熒光體發(fā)出多色熒光的色變換方式進行開發(fā)。該方式通過與使用TFT驅(qū)動的頂發(fā)射方式并用，有可能提供更高精細(xì)、高亮度的有機EL顯示器。在特開平11-251059號公報或特開平2000-77191號公報公開的彩色顯示裝置是這類方式的一例。
在特開平11-297477號公報中公開了作為用色變換方式的頂發(fā)射顯示器件的構(gòu)造，通過調(diào)整有機EL元件和色變換濾色層(色變換層單體或彩色濾色層和色變換層的層疊體)之間配設(shè)的柱狀間隙，與有機EL元件上部側(cè)的透明電極對置，以一定間隙配設(shè)的構(gòu)造。此外，在其間隙內(nèi)填充絕緣油等的構(gòu)造，在實開平3-92398號公報中公開。
可是，在通過柱狀構(gòu)造物(支柱)設(shè)置一定間隙的構(gòu)造中，在有機EL層和色變換濾色層之間應(yīng)當(dāng)存在折射率很不同的氣體層(空隙)，在氣體層和有機EL元件之間的界面，或者氣體層和色變換濾色器之間的界面上的光反射變大，光的取出效率降低。此外，在向間隙內(nèi)注入絕緣油等的構(gòu)成中，盡管這類的反射問題得以緩和，但是顯示器件的制造工藝變得復(fù)雜化，此外，也損害作為原來完全固體器件的有機EL顯示器件優(yōu)點的耐沖擊性，不能說是優(yōu)選的構(gòu)成。
作為解決這些問題的構(gòu)成，通過透明樹脂層相互強固地貼合有機EL元件和與該有機EL元件上部的透明電極對置的色變換濾色器的構(gòu)成也在專利第2766095號中公開。但是，在該構(gòu)成中存在粘接有機EL元件和色變換濾色器的工序或者通過由形成的顯示器件的放置環(huán)境溫度變化等產(chǎn)生的熱應(yīng)力、振動、壓力等的機械應(yīng)力，使EL元件承受剝離等的損傷問題。
此外，在特平開11-121164號公報中公開了在有機EL元件和色變換濾色器之間，使作為樹脂膜的基底膜和作為同樣樹脂膜的結(jié)合層層疊進行層疊的構(gòu)成，其中使結(jié)合層位于色變換濾色器一側(cè)。在該公報中記載著作為結(jié)合層的任務(wù)是使色變換濾色層的落差平坦化和起著作為色變換濾色器和基底膜之間的緩沖膜的作用。然而，在該公報中未考慮到對色變換濾色器和有機EL元件之間的間隙調(diào)整。此外，只發(fā)揮作為與基底膜之間的緩沖膜發(fā)揮功能，未提及緩和在重要的有機EL元件上施加應(yīng)力的作用。此外，對于本發(fā)明所示的、因為該公報的發(fā)明本身未包含TFT，所以也未提及解決具有TFT的有機EL顯示器件的固有問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述的各種任務(wù)，本發(fā)明提供一種有機EL顯示器件，其特征為，它在基板上具有由源極和漏極形成的薄膜晶體管，以及由所述薄膜晶體管驅(qū)動的有機EL元件，所述有機EL元件通過在該薄膜晶體管的上部層疊與前述源極或漏極連接的導(dǎo)電性薄膜材料構(gòu)成的第一電極、至少有機EL發(fā)光層、作為由透明導(dǎo)電性薄膜材料構(gòu)成的上部透明電極的第二電極、以及至少一層以上的鈍化層而形成，在透明支持基板上形成的色變換層單體或濾色層和色變換層的層疊體與前述有機EL元件的第二電極側(cè)對置配置，在色變換層單體或濾色層和色變換層的層疊體的前述第二電極側(cè)，層疊設(shè)置楊氏模量不同的至少兩種涂層，在該涂層中使前述第二電極側(cè)的涂層與前述鈍化層的表面緊貼的同時，將前述基板和支持基板的外周密封粘接。另外，在用濾色層和色變換層的層疊體的情況下，例如從有機EL元件發(fā)出的光為藍(lán)色光時，僅藍(lán)色形成濾色層，綠色和紅色形成濾色層和色變換層的層疊體。
在本發(fā)明中，楊氏模量不同的至少兩種涂層中，楊氏模量最小的涂層在有機EL元件的顯示區(qū)內(nèi)與前述鈍化層的表面緊貼。
這樣一來，本發(fā)明是在形成了TFT的基板和至少作為形成色變換層的支持基板的透明基板之間，不設(shè)置空間地對置配置在透明基板側(cè)上用于間隙調(diào)整的涂層和在基板側(cè)(有機EL元件側(cè))用于應(yīng)力緩和的涂層，尤其是通過設(shè)置楊氏模量較小的前述應(yīng)力緩和用涂層，可以回避在與鈍化層之間的界面上產(chǎn)生對顯示性能有不良影響的氣體空隙。即在鈍化層上顯示區(qū)內(nèi)緊貼楊氏模量最小的涂層，埋住因TFT配線的凹凸產(chǎn)生的空間，而且對由環(huán)境加在有機EL顯示器件的熱應(yīng)力或機械應(yīng)力予以緩和。因為通過TFT基板配線產(chǎn)生的凹凸為1～2μm左右，所以埋沒該凹凸的、楊氏模量最小的涂層厚度為2～4μm是合適的。


圖1是示出本發(fā)明的有機EL顯示器件構(gòu)成的斷面概略圖。
圖2是示出本發(fā)明的比較例構(gòu)成的斷面概略圖。
符號說明1基板，2TFT，3陽極，4有機EL層，5陰極，6鈍化層，7第一涂層，8第二涂層，9濾色層，10色變換層，11黑色掩膜，12透明基板，13密封樹脂。
具體實施例方式
以下，對本發(fā)明的有機EL顯示器件的實施方式加以說明。
對以下的說明，說明了第一電極是陽極，第二電極是陰極情況，然而第一電極(下部電極)作為陰極，第二電極(上部電極)作為陽極也是可能的。
1薄膜晶體管(TFT)基板和陽極由玻璃或塑料等構(gòu)成的絕緣性基板，或者在半導(dǎo)電性或?qū)щ娦曰迳闲纬山^緣性薄膜的基板上矩陣狀地配置TFT，源極與各象素對應(yīng)的陽極連接。
TFT是將柵電極設(shè)置在柵極絕緣膜下的底柵極型，是將多晶硅膜作為有源層使用的構(gòu)造。
陽極在TFT上形成的平坦化絕緣膜上形成。在通常的有機EL元件中，作為陽極材料用透明且功函數(shù)高的氧化銦錫(ITO)，而在頂發(fā)射構(gòu)造的情況，在ITO之下優(yōu)選用反射率高的金屬電極(鋁、銀、鉬、鎳)。
2有機EL元件在有機EL元件中采用由以下所示層構(gòu)成的。
(1)陽極/有機EL發(fā)光層/陰極(2)陽極/空穴注入層/有機EL發(fā)光層/陰極(3)陽極/有機EL發(fā)光層/電子注入層/陰極(4)陽極/空穴注入層/有機EL發(fā)光層/電子注入層/陰極(5)陽極/空穴注入層/空穴輸運層/有機EL發(fā)光層/電子注入層/陰極在本實施方式的頂發(fā)射色變換構(gòu)造中，在上述層的構(gòu)成中，陰極在有機EL發(fā)光層發(fā)出光的波長區(qū)域必須是透明(透過率大于約50％)的，經(jīng)該陰極發(fā)光。在本說明書稱作有機EL層時，也往往含有空穴注入層、空穴輸運層、電子注入層。
作為透明陰極將鋰、鈉等堿金屬，鉀、鈣、鎂、鍶等堿土金屬或它們的氟化物等構(gòu)成的電子注入性金屬或與其它金屬的合金或化合物的極薄膜(10nm以下)作為電子注入層，在其上形成ITO或IZO等透明導(dǎo)電膜。
作為有機EL發(fā)光層的各層材料可以使用眾所周知的材料。例如為了得到從藍(lán)色到蘭綠色的發(fā)光優(yōu)選使用苯并噻唑系，苯并咪唑系，苯并噁唑系等熒光增白劑，金屬螯合化氧鎓化合物，苯乙烯苯系化合物，芳香族二甲基啶系化合物(aromatic dimethylidene type compound)等。
3鈍化層作為有機EL元件上的鈍化層使用具有電絕緣性，對水分或低分子成分具有壁壘性，在可見光區(qū)域的透明性高(在400～700nm范圍的透過率在50％以上)，優(yōu)選使用具有2H以上膜硬度的材料。
例如可以使用SiOx，SiNx，SiNxOy，AlOx，TiOx，TaOx，ZnOx等無機氧化物、無機氮化物等。作為該鈍化層的形成方法只要是對有機EL元件不良影響沒有特別的限制，可以通過濺射法、CVD法、真空蒸鍍法等形成。只要是對元件沒有直接影響，可用浸漬法等常用方法形成。
上述的鈍化層也可以是單層，然而多層層疊的，對水份的壁壘等效果更佳。
層疊的鈍化層厚度優(yōu)選為0.15～5μm。
4涂層涂層也可以在有機EL元件側(cè)上形成，由于有機EL元件由對熱或紫外光弱的材料構(gòu)成，所以向其上面形成的情況也產(chǎn)生種種制約。因此更優(yōu)選在對熱或紫外光較強的色變換濾色層上面形成。
作為鈍化層側(cè)以外的涂層可以在色變換層上部不損傷色變換層功能地形成，而且具有高彈性的較好，在可見光區(qū)域的透明性高(在400～700nm范圍內(nèi)，透過率在50％以上)，Tg在100℃以上，表面硬度在鉛筆硬度2H以上，在色變換層上可平滑地形成涂膜，只要是不降低色變換層功能的材料即可，例如，可列舉酰亞胺改性的硅樹脂(參照特開平5-134112號公報)，把無機金屬化合物(TiO，Al2O3，SiO2等)放入丙烯、聚酰亞胺、硅樹脂內(nèi)分散的樹脂(參照特開平5-119306號公報)，作為紫外線固化型樹脂的環(huán)氧改性丙烯酸酯樹脂(參照特開平7-48424號公報))，具有丙烯酸酯單體和低聚物和聚合物的混合物的反應(yīng)性乙烯基的樹脂，抗蝕劑樹脂(參照特開平6-300910號公報，特開平9-330793號公報等)，無機化合物的溶膠-凝膠法(參照月刊顯示器，1997年3卷7號等)，氟系樹脂(參照特開平5-36475號公報等)等的光固化型樹脂及/或熱固化型樹脂。楊氏模量優(yōu)選在0.3Mpa以上。該涂層用于保持上述的間隙一定，如果楊氏模量在0.3Mpa以下，則因外部應(yīng)力不能保持間隙一定。
鈍化層最外側(cè)的涂層可列舉如例如尼龍6，尼龍6-6為首的聚酰亞胺樹脂，在單位構(gòu)造中不含剛性基的高分子材料或硅橡膠或凝膠，各種合成橡膠等。具體講，楊氏模量優(yōu)選在0.3Mpa以下的材料，在0.1Mpa以下的材料更好。但是，在0.01Mpa以下時，因為不能保持在層形成時的形狀，所以取0.01Mpa以上的材料。
光致抗蝕劑作為原料也包含有不含剛直基的直鏈狀低聚物或者官能基數(shù)在3以下的單體，只要是固化物的三維交聯(lián)密度不太高的，則可以使用?；蛘呒词乖谏鲜鲆酝獾墓庵驴刮g劑，通過減弱光照射或者加熱量，在交聯(lián)密度不太高的狀態(tài)下使用，也可以適用于作為應(yīng)力緩和層。
5色變換濾色器(色變換層+濾色器)1)有機熒光色素在本發(fā)明中，作為在色變換層內(nèi)使用的有機熒光色素，吸收從發(fā)光體發(fā)生的藍(lán)色到蘭綠色區(qū)域的光，作為發(fā)生紅色區(qū)域的熒光的熒光色素可列舉例如羅丹明B、羅丹明3B、羅丹明101、羅丹明110、磺酰羅丹明、堿性紫11、堿性紅2等的羅丹明系色素，菁系色素，1-乙基-2-[4-(p-二甲基氨基苯基)-13-丁二烯基]-吡啶鎓-高氯酸鹽(吡啶1)(1-ethyl-2-[4-(p-dimethylaminophenyl)-13-butadienyl]pyridium perchlorate(Pyridine 1))等吡啶系色素，或者噁嗪系色素等。此外，如果各種染料(直接染料，酸性染料，鹽基性染料，分散染料等)也具有熒光性，則也可以使用。
吸收從發(fā)光體發(fā)生的藍(lán)光或蘭綠色區(qū)域的光，作為發(fā)生綠色區(qū)域熒光的熒光色素，例如可用3-(2’-苯并噻唑基-7-二乙基氨基香豆素(香豆素6)等香豆素系色素或者作為香豆素色素染料的堿性黃51，此外，溶劑黃-11，溶劑黃-116等萘二甲酰亞胺系色素等。此外，如果各種染料(直接染料，酸性染料，鹽基性染料，分散性染料等)也具有熒光性，則也可以使用。
2)基體樹脂其次，本發(fā)明的色變換濾色器內(nèi)用的基體樹脂是對光固化性或光熱并用型固化性樹脂進行光及/或熱處理，產(chǎn)生基核或離子核聚合或交聯(lián)，是不溶、不融化的。
3)濾色層在只通過色變換層不能得到充分的色純度時，可作成濾色層和上述色變換層的層疊體。濾色層厚度優(yōu)選為1～1.5μm。
以下，與比較例一起，對本發(fā)明的實施例加以敘述。
(實施例)以下參照圖1對本發(fā)明的一實施例加以說明。圖1是本發(fā)明實施例的有機EL顯示器件的斷面概略圖。圖2是本發(fā)明的比較例。
如圖1所示，在玻璃基板上形成底柵極型的TFT2，作成在陽極3上連接TFT源極的構(gòu)成。
陽極3經(jīng)未圖示的TFT上的絕緣膜上形成的接觸孔與源極連接的鋁在下部形成，在其上部形成IZO(InZnO)。
設(shè)置鋁是為了反射從發(fā)光層來的發(fā)光，更加有效地放出光的同時，降低電阻。鋁膜厚度取300nm。上部IZO的功函數(shù)高，是為更加有效地注入空穴而設(shè)置。設(shè)IZO的厚度為200nm。
通過陽極3/空穴注入層/空穴輸送層/有機EL發(fā)光層/電子注入層/陰極5構(gòu)成有機EL元件。作為圖1所示的有機EL層4，由從前述構(gòu)成中除去兩電極(3，5)的4層構(gòu)成。
把形成陽極3的基板1安裝在電阻加熱蒸鍍裝置內(nèi)，不破壞真空地順序?qū)昭ㄗ⑷雽?，空穴輸送層，有機EL發(fā)光層，電子注入層成膜。在成膜之際，真空槽內(nèi)壓減壓直到1×10-4Pa?？昭ㄗ⑷雽訉盈B100nm的銅酞菁染料(CuPc)?？昭ㄝ斔蛯訉盈B20nm的4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯胺基]聯(lián)苯(α-NPD)。有機EL發(fā)光層層疊30nm的4，4’-二(2，2’-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(DPVBi)。電子注入層層疊20nm鋁螯合物(Alq)。
其后，用金屬掩模板，不破壞真空地形成透明陰極5。
通過共蒸鍍法，制成2nm膜厚的、為電子注要必要的、功函數(shù)小的金屬Mg/Ag。通過濺射法，在其上制成膜厚為200nm的IZO膜。
通過濺射法堆積300nmSiONx膜作為鈍化層6。
在玻璃基板12上，通過旋轉(zhuǎn)涂布法涂布藍(lán)色濾色器材料(FujiHunt Electronics Technology彩色馬賽克CB-7001)，通過光刻法，實施圖形化，作成膜厚為10μm的線圖形。
通過同樣的濾色器材料，在上述透明基板12上通過自旋涂布法涂布紅、綠濾色層(未圖示)后，通過光刻法實施圖形化，作為膜厚1.5μm的線圖形。
作為綠色熒光色素，把香豆素6(0.7重量份)溶解到120重量份的丙二醇單乙基乙酸脂(PGMEA)溶劑中。添加100重量份的光聚合性樹脂[V259PA/P5](商品名，新日鐵化成工業(yè)株式公司)并使其溶解，得到涂布液。將該涂布液，通過旋轉(zhuǎn)涂布法，涂布在基板12的綠色濾色器上；通過光刻法，施實圖形化，形成膜厚為10μm的線圖形。
作為紅色熒光色素，把香豆素6(0.6重量份)、羅丹明6G(0.3重量份)、堿性紫11(0.3重量份)溶解到PGMEA溶劑中。添加100重量份的光聚合樹脂V259PA/P5并使其溶解，得到涂布液。將該涂布液通過旋轉(zhuǎn)涂布法涂布在基板12的紅色濾色層上；通過光刻法，實施圖形化，形成膜厚為10μm的線圖形，在各色的色變換層10之間，形成黑色掩膜11(厚度為10μm)。作為熱傳導(dǎo)率較高的黑色掩膜，在色變換層壁面上，首先通過使用可形成格子狀圖形的掩膜的濺射法，形成500nm氧化鉻。其次，用同樣的掩膜，通過濺射法，形成在R、G、B各像素周圍為相同膜厚的SiN膜。像素間距為0.3×0.3mm，各色的子像素的形狀為0.1×0.3mm。
在色變換層10的上面通過自旋涂布法涂布ZPN1100(日本ZEON公司制)(楊氏模量約為5MPa)，其后用光刻法進行圖形化，在色變換層10的上部形成。離開色變換層10表面的厚度為3μm。
在應(yīng)力緩和應(yīng)用中，且在通過絲網(wǎng)印刷法在第一涂層7上涂布覆蓋了TFT配線的凹凸的硅膠(Toray-Dow Corning公司制)(楊氏模量約為0.05MPa)。絲網(wǎng)印刷時為4～5μm厚，但通過加壓力粘合工序，可以成為約1/2的厚度。
硅膠的涂布方法不限于絲網(wǎng)印刷法，也可以只滴下必要量，此外也可以用可薄層地形成的邊緣涂敷(edge coat)或桿涂敷(bar coat)的方法。

通過UV固化型密封樹脂13在如此得到的TFT2上貼合形成有機EL元件和鈍化層6的基板1、濾色層9、色變換層10，黑色掩膜11、形成第一涂層7，第二涂層8的透明基板12。作為密封樹脂13用這樣的UV固化型環(huán)氧樹脂或UV固化型丙烯樹脂。
這時，第二涂層8與鈍化層6緊貼，而成為未粘接的狀態(tài)。這是由于，如果粘接了，則在從外部施加應(yīng)力時，緊貼力最弱的EL元件側(cè)會形成剝離等缺隙。
在本實施例中，將涂層作成兩層，此外還形成楊氏模量小的第3涂層，與鈍化層緊貼，更完全地除去因界面凹凸產(chǎn)生的空間的構(gòu)成也是完全可能的。
(比較例)作為第一涂層(透明樹脂粘接層7)，用負(fù)型光致抗蝕劑JNPC-48(JSR制)，其次，不設(shè)置第二涂層，通過聚碳酸脂粘接透明基板12和基板1。其它條件與實施例1同樣。
(評價)對下述項目進行評價。表1示出結(jié)果。
熱循環(huán)試驗對制作的顯示器作熱循環(huán)試驗(-40℃←→95℃，120循環(huán)，溫度升降時間在5分鐘以內(nèi))，確認(rèn)有無形狀異常。
表一

工業(yè)上利用的可能性根據(jù)本發(fā)明得到以下的效果。
首先，色變換濾色器和黑色掩膜不一定以相同厚度形成，此外，在圖形化時產(chǎn)生錯位，在圖形和圖形之間形成凹部，然而通過第一涂層可以使這樣的凹凸平坦化。況且，通過該第一涂層可以調(diào)整色變換濾色器(色變換層)和有機EL元件之間的間隙。
其次，通過設(shè)置楊氏模量小(柔軟的)第二涂層，因為作為具有TFT的元件中特有的問題、可以基于TFT基板的配線覆蓋細(xì)的凹凸，所以可以防止在鈍化層界面對顯示性能產(chǎn)生不良影響的氣體空隙的發(fā)生。此外，因為第二涂層也起著緩和應(yīng)力的作用，抑制因熱應(yīng)力等外部環(huán)境產(chǎn)生的應(yīng)力，可以提供可靠性高的有機EL顯示器件。
權(quán)利要求
1.有機EL顯示器件，其特征為，它在基板上具有由源極和漏極形成的薄膜晶體管，以及由所述薄膜晶體管驅(qū)動的有機EL元件，所述有機EL元件通過在該薄膜晶體管的上部層疊與所述源極或漏極連接的導(dǎo)電性薄膜材料構(gòu)成的第一電極、至少有機EL發(fā)光層、作為由透明導(dǎo)電性薄膜材料構(gòu)成的上部透明電極的第二電極、以及至少一層以上的鈍化層而形成，在透明支持基板上形成的色變換層單體或濾色層和色變換層的層疊體與所述有機EL元件的第二電極側(cè)對置配置，在色變換層單體或濾色層和色變換層的層疊體的所述第二電極側(cè)，層疊設(shè)置楊氏模量不同的至少兩種涂層，在該涂層中使所述第二電極側(cè)的涂層與所述鈍化層的表面緊貼的同時，將所述基板和支持基板的外周密封粘接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機EL顯示器件，其特征為，楊氏模量不同的至少兩種涂層中，楊氏模量最小的涂層在有機EL元件的顯示區(qū)內(nèi)與所述鈍化層的表面緊貼。
全文摘要
在貼合形成薄膜晶體管的基板、和形成了色變換濾色器的透明基板的頂發(fā)射構(gòu)造的彩色有機EL顯示器件中，通過在與EL基板之間不設(shè)置空間地在兩基板之間形成調(diào)整基板間間隙用的涂層和應(yīng)力緩和用的涂層，提供了防止對顯示性能產(chǎn)生不良影響的空隙的發(fā)生，而且抑制熱應(yīng)力、機械應(yīng)力的發(fā)生，可靠性高的有機EL顯示器件。
文檔編號H05B33/12GK1685768SQ0382351
公開日2005年10月19日 申請日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者河村幸則, 櫻井建彌 申請人:富士電機控股株式會社