有机el显示器及其制造方法

专利名称：有机el显示器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及有机EL(电致发光)显示器及其制造方法。
背景技术：
已经积极地进行了关于使用有机EL器件的有机EL显示器的研究和开发。由于有机EL显示器比液晶显示器具有更宽的视角范围和更快的响应速度，并且由于有机物质具有多种发光特性，因此预期有机EL显示器将成为下一代显示器。有机EL显示器构成为在基板上形成多个阳极，在阳极上形成有机多层薄膜，并且在有机多层(multi-layers)上制备多个阴极以与形成在基板上的阳极相对。有机EL显示器是电流驱动型器件，当电流施加给阳极和阴极之间的有机物质层时，电流驱动型器件自身发光。
当有机化合物层叠在形成在基板上的电极上时，有时真空淀积有机材料以形成有机化合物膜。在汽相淀积有机材料的情况下，当作为用于有机化合物膜的基础层的电极具有粘附在表面上的异质物质或形成在表面上的凸起或凹陷时，由于已知物质、凸起或凹陷的影响，就不能以所需的状态形成有机化合物膜。
作为解决该问题的一种方法，已知一种技术，其中通过将用于有机化合物膜的有机材料分散或溶解于液体中，并将分散的或溶解的有机材料作为溶液施加来覆盖异质物质、凸起或凹陷等，来形成所需的有机化合物层(一种湿施加方法，下文中称为施加方法)。例如，日本指令JP-A-2001-351779的0012至0017段以及附图1和2中揭示了通过该施加方法来形成多种有机化合物膜中的至少一种膜。
施加方法的例子有胶印方法、凸版印刷方法以及掩模喷涂方法。在胶印方法和凸版印刷方法中，包含具有在溶剂中分散或溶解的有机材料的溶液的层仅形成在某一区域中。在掩模喷涂方法中，配置例如具有形成为符合所希望的区域的孔径区域(apertural area)的金属掩模，并喷涂在其中分散或溶解有有机材料的溶液。在后一种情况中，通过在诸如氮气之类的气体媒质中分散溶液或使用双液体(two-fluid)喷嘴等，将溶液转变成雾状。
在有机EL显示器中，形成隔板(下文中称为隔断壁)以分别制备要形成在有机化合物层上的阴极(见上述专利公开出版物)。图6是示出所述公开出版物中揭示的隔断壁的例子的剖视图。在基板上1形成阳极2之后，配置隔断壁5。例如，将隔断壁5形成为具有随着离基板1的距离的增加而截面加宽。这种类型的隔断壁结构称为倒锥形结构或悬垂结构。通过提供具有这种倒锥形结构的隔断壁5，就能够更可靠地分隔阴极。当以形成隔断壁5的方式通过所述施加方法或类似方法来形成有机化合物多层(空穴注入和传输层13、发光层14和电子注入和传输层15)时，各有机化合物多层用隔断壁5分隔，因此在相邻的隔断壁5之间的间隙中形成了各有机化合物多层。此后，通过汽相淀积方法等形成阴极7。由于阴极同样被隔断壁5分隔，因此阴极7形成为图案化的阴极7。
在某些情况下，在阳极上形成具有孔径区域的的绝缘膜，以由孔径区域确定作为显示像素的位置。图7是示出在上述公开出版物所揭示的结构中形成具有孔径区域的绝缘膜的例子的示意图。图7的示意图示出从其上形成有电极的基板的一侧观察到的基板的外观。图8是沿图7的VIII-VIII线的剖视图。图7还示出被形成作为上层的阴极等所隐藏的组件。
图7所示的例子中，首先在基板1上先形成阳极2和要连接到阴极7的阴极连接端子3。接着，形成具有孔径区域4A的绝缘膜4。孔径区域4A形成在阳极和阴极预计要相交叉的位置处。形成隔断壁5以与阳极2正交。然后，施加或汽相淀积含有不同有机材料的溶液，以形成有机化合物层6。虽然形成多层作为有机化合物层，但是在图8中以单一的有机化合物层6来总体表示多层。制备各溶液，调节各有机材料的浓度，以在要形成各有机化合物多层的诸区域中形成所希望的厚度的各有机化合物多层。在形成有机化合物多层6之后，在叠层的有机化合物多层的顶部汽相淀积阴极7。隔断壁5的作用是将有机化合物层6或阴极7分隔成段，在相邻的隔断壁5之间的间隙中形成有机化合物多层6，并形成图案化的阴极7。
在其上形成有电极的基板1的一侧上，以对直方式配置第二基板(未示出)。在与基板1上的有机EL器件相对的该第二基板的区域的外周部分施加密封料(未示出)。通过两个基板和密封料的密封作用，使得有机EL器件不暴露于湿气或氧气。

发明内容
当在形成隔断壁5之后施加有机材料溶液时，引起了施加的溶液沿隔断壁5扩展的问题。例如，在图8所示的情况中，溶液沿着隔断壁5的侧表面与绝缘膜4相交叉的部分扩展。这类似于毛细现象，该现象产生于隔断壁5的侧表面绝缘膜4的表面相交叉的部分附近中形成的空间。特别是，当隔断壁5形成为具有倒锥形结构，以便将阴极5等可靠地分隔成段时，由于在隔断壁5的侧表面和绝缘膜的表面相交叉的部分附近中形成的空间较窄，因此溶液趋于更宽地扩展。
图9是示出有机材料溶液如何沿隔断壁扩展的示意图。在图9中，示出了隔断壁5和有机材料溶液12，而省略了其它元件。在图7和图9中，虚线所包围的区域是所施加的溶液所应该保持而不扩展的区域。理想的是，施加的溶液不扩展到虚线所包围的区域之外。然而，由于如前所述，溶液沿隔断壁5扩展，因此，有机材料溶液12扩展到如图9所示的虚线所包围的区域之外。同样，在图7中，虚线指示出施加的溶液所应保持的区域。
当施加的溶液如此扩展而在阴极连接端子3上形成有机薄膜时，该薄膜充当了阴极连接端子3以及通过汽相淀积要形成的阴极7之间的电阻。通过在阴极7和阳极2之间流过电流来驱动有机EL器件。这引起的问题是，由于在阴极连接端子3和阴极7之间存在电阻而发热。此外，在某些情况下，电阻的形成引起了阴极连接端子3和与之连接的阴极7之间的连接故障。
本发明的一个目的是提供一种有机EL显示器和用于制造有机EL显示的方法，能够通过避免施加的用于形成有机化合物层的溶液扩展而防止电阻形成。
根据本发明的第一方面，提供一种用于制造有机EL显示器的方法，包括在基板上按顺序分层设置第一电极、绝缘膜、有机化合物多层、以及第二电极；以及在基板上和除了设置第一电极的区域之外的区域中设置连接端子，各连接端子分别连接各第二电极；所述方法还包括设置第一结构，使第一结构包围所述连接端子和所述第二电极之间的连接区域，所述第一结构由与所述绝缘膜相同的材料制成，随后对有机化合物层中至少一层提供液体材料；从而防止液体材料流入所述连接端子和所述第二电极之间的连接区域。
根据本发明的第二方面，在所述第一方面中，所述方法还包括同时设置绝缘膜和第一结构。通过该第二方面，就能够使得有机EL显示器的制造过程简化。
根据本发明的第三方面，在所述第一方面或第二方面中，所述方法还包括在第一结构所围绕的区域中设置第二结构，所述第二结构将各区域划分成多段。
根据本发明的第四方面，在所述第一、第二或第三方面中，所述方法还包括将第一结构设置为与绝缘膜分隔。
根据本发明的第五方面，在所述第一、第二、第三或第四方面中，所述方法还包括在绝缘膜上设置隔断壁，所述隔断壁对第二电极进行划分，以使之彼此分隔，第一电极上不设置阴极隔板。
根据本发明的第六方面，提供一种有机EL显示器，包括基板；在基板上按顺序分层形成的第一电极、绝缘膜、有机化合物多层以及第二电极；以及在基板上以及除了设置第一电极的区域之外的区域中设置连接端子，各连接端子连接各第二电极；还包括围绕所述连接端子和第二电极之间的连接区域的第一结构，所述第一结构由与所述绝缘膜相同的材料制成。
根据本发明的有机EL显示器能够通过避免形成与第二电极接触的电阻来防止驱动时发热。
根据本发明的制造有机EL显示器的方法能够防止由于液体材料的流入而形成与第二电极接触的电阻，并能提高产品成品率。


图1是示出根据本发明的有机EL器件的实施例的示意图；图2是示出沿图1的II-II线所取剖面部分的剖面图；图3是示出已形成了阳极和阴极连接端子的有机EL器件的实施例的示意图；图4是示出在形成绝缘膜和第一结构的工序后的有机EL器件的实施例的示意图；图5是示出在形成隔断壁的工序后的有机EL器件的实施例的示意图；图6是示出传统隔断壁的例子的剖面图；图7是示出在具有隔断壁的传统EL显示器上配置绝缘膜的情况的示意图；图8是示出沿图7的VIII-VIII线所取剖面部分的剖面图；图9是示出有机材料溶液如何沿隔断壁扩展的示意图；图10是示出已形成了第二结构的根据本发明的有机EL器件的另一实施例的示意图；图11是沿图10的XI-XI线所取剖面部分的剖面图。
具体实施例方式
现在将参考图1描述本发明的实施例。将针对第一电极作为阳极、第二电极作为阴极、连接端子作为阴极连接端子的情况进行阐述。图1是示出根据本发明的有机EL器件的典型例子的示意图。在附图中，还示出了由于被形成作为上层的阴极等所隐藏的不可见的元件。
首先，在基板1上形成阳极2和阴极连接端子3。作为基板1，可使用透明基板，如淀积有硅膜的钠钙玻璃基板、或无碱玻璃基板。通过在基板1上淀积ITO(铟锡氧化物)并蚀刻淀积的膜来形成阳极2和阴极连接端子3。
接着，如图4所示，在其上形成有阳极2的基板1的一侧上淀积绝缘膜4。可通过施加如聚酰亚胺溶液来淀积绝缘膜4，绝缘膜4可具有0.7μm的膜厚。在形成绝缘膜之后，去除将用作显示像素的那些绝缘膜的部分，以形成孔径区域4A。阳极2与后述的阴极7交叉的部分就是用作显示像素的部分。
此外，在除了用作显示像素的部分之外的其它部分，即最末端阳极之外的区域中，部分地去除绝缘膜，形成第一结构11。
此时，较佳的是在阴极连接端子3分别连接到后述工序中形成的相应的阴极7的部分的周围形成第一结构11。例如，如图4所示，可通过部分地去除绝缘膜4使之具有镂空矩形形状，来形成第一结构11。较佳的是，绝缘膜4和第一结构11不连接在一起。这是因为，当绝缘膜4具有连接到第一结构11的部分时，就存在溶液在阴极连接端子3与阴极7的连接部分利用该连接部分作为流动通路而流动的可能性。当施加有机材料溶液时，第一结构11防止溶液流到第一结构11之外，并防止溶液流入阴极连接端子3和阴极7的连接部分。
较佳的是，第一结构具有0.4至3.0μm的高度。当第一结构的高度小于0.4μm时，第一结构就不能防止用于形成有机化合物层的溶液流入。当第一结构的高度超过3.0μm时，由于第一结构的外侧部不是以良好的锥形形成，而是以接近垂直延伸的形状形成，因此就难于在第一结构上均匀地形成阴极7。
较佳的是，第一结构具有10至30μm的宽度(见图2)。当第一结构的宽度小于10μm时，由于相对于用于形成阴极的掩模的对准精度以及相对于用于形成结构的图案的形成精度需要不大于±5μm，以便使结构包围阴极辅助配线和阴极之间的连接部分，因此制造困难。当第一结构的宽度超过30μm时，由于阴极7和阴极连接端子3之间的连接部分的面积变小，因此不可能流过所希望的电流。
较佳的是把第一结构11形成为使得阴极连接端子3和图2中所示的第一结构的重叠部分在X方向具有10至20μm的长度R。
当重叠部分的长度小于10μm时，有时由于相对于用于第一结构11的掩模的对准精度的原因，阴极连接端子3的端部不被第一结构11所覆盖。当阴极连接端子的端部不被第一结构所覆盖时，阴极连接端子3的端部中的梯状部分就暴露出来。由于阴极连接端子3上形成的阴极7具有的膜厚薄，阴极7就很可能在该梯状部分断裂。为此，较佳的是，第一结构的长度R超过10μm。
当第一结构的长度R超过20μm时，由于阴极7和相关的阴极连接端子3的接触部分的面积变小，就不可能流过所希望的电流。为此，较佳的是，第一结构的长度R不短于20μm。
第一结构11的外周形状可以是任意形状，包括矩形，只要它能够足以确保阴极7和阴极连接端子3的连接部分的面积。例如，外周形状可以是多边形、圆形或椭圆形。
另外，较佳的是在阴极连接端子3上提供除了第一结构11之外的第二结构16。如果有机材料溶液流到第一结构外而进入阴极和阴极连接端子的连接位置，由于第二结构16将阴极7和阴极连接端子3的连接位置划分成多段，因此就防止溶液扩展到整个连接位置。如图10所示，第一结构11中区域可用第二结构16进行划分。由第二结构16划分出的各段不必是矩形的。即使有机材料溶液流入部分连接位置，只要划分的各段能够确保连接位置的足够面积，各段可具有任意形状。
较佳的是，第二结构具有5至20μm的宽度V(见图11)。当第二结构的宽度V小于5μm时，第二结构16的宽度太小，以至于由于存在第二结构在形成的过程中剥离的情况，因此不能获得稳定的生产。
当第二结构的宽度V超过20μm时，由于阴极7和阴极连接端子3之间的连接部分的面积变小，就不可能流过所希望的电流。
较佳的是，第二结构具有0.4至3.0μm的高度。当第二结构的高度小于0.4μm时，第二结构不能防止用于形成有机化合物层的溶液进入。当第二结构的高度超过3.0μm时，由于第二结构的截面不是良好的锥形，并且由于第二结构的外侧部形成为接近垂直延伸的形状，因此，就不可能在第二结构上均匀地形成阴极7。
第一结构和第二结构可用除了聚酰亚胺之外的材料形成，如聚丙烯树脂。
接着，在绝缘膜4上形成分隔相邻阴极的隔断壁5。此时，在分隔阴极7的位置处，即在配置各阴极7的位置的两侧上，形成隔断壁5。由于将阴极7形成为与阳极2正交，因此隔断壁5也形成为与阳极2正交。隔断壁5可用例如聚丙烯树脂形成。可将隔断壁形成为具有例如3.4μm的高度。较佳的是，将隔断壁5形成为具有倒锥形结构，其中隔断壁的截面随着离基板1的距离的增加而加宽。由于具有这种倒锥形结构，从上述隔断壁5上汽相淀积的有机化合物层6或阴极配线7在该倒锥形结构的梯状部分处间断。因此，有机化合物层6或阴极配线7沿隔断壁5的方向不连续地形成。另一方面，可在与阳极平行的方向中可靠地分隔有机化合物层6或阴极配线7，阳极延伸成与隔断壁正交。
较佳的是，在第一结构11上不配置隔断壁5。第一结构11用于防止溶液进入。然而，当在第一结构11上配置隔断壁5时，由于第一结构11和隔断壁5之间的连接部分附近生成的毛细现象而使溶液上抽，因此存在溶液流到第一结构11之外的可能性。
图5示出了已形成隔断壁5的有机EL器件的另一实施例。
在形成隔断壁之后，形成各有机化合物多层。制备已形成了发光区域的金属掩模，然后将金属掩模安装到基板1上。然后，通过例如掩模喷涂方法施加用于形成空穴注入层的溶液。通过掩模喷涂方法，可以平面形式提供溶液。用于形成空穴注入层的溶液的一个例子是在其中溶解有0.5％(质量百分比)的聚乙烯咔唑的苯甲酸乙酯溶液。
此时，施加的溶液沿着隔断壁5扩展，溶液还趋向于甚至流入阴极连接端子3和与之相连接的阴极7之间的接触部分中。然而，由于第一结构11配置在阴极7和阴极连接端子3之间的连接部分周围，不会有溶液流入阴极连接端子3和阴极7之间的接触部分。
在空穴注入层上，按顺序形成空穴传输层和发光层。即使在通过施加方法形成空穴传输层和发光层的情况下，也能够通过第一结构11防止液体材料的流入。可通过汽相淀积方法形成空穴传输层和发光层。
在形成阴极界面层之后，形成阴极7。阴极界面层可以是通过汽相淀积形成在发光层上的上层，阴极7可以是通过汽相淀积形成在阴极界面层上的上层。例如，可通过汽相淀积LiF作为阴极界面层，汽相淀积铝作为阴极7。
以此方式，在相邻的隔断壁5之间的区域中形成了有机化合物层、阴极界面层和阴极7，并通过隔断壁5分隔。
接着，制备与基板1成对的第二基板(未示出)，并在与有机EL器件相对的第二基板的区域的外围部分上施加密封料。然后，将在其上施加了密封料的第二基板叠层在基板1上。
根据如此制备的有机EL显示器，就能够以良好的状态连接阴极7和阴极连接端子3。因此，就能够避免驱动时发热。
实例现在，将描述本发明的具体实例。实例1和实例2是本发明的例子，实例3是比较例。
实例1在玻璃基板上形成ITO膜之后，通过蚀刻形成厚度为300nm的阳极和阴极连接端子。阴极连接端子的宽度设置为200μm。
接着，通过在其上形成有阳极的基板的一侧施加聚酰亚胺溶液，形成膜厚为0.4μm的绝缘膜。接着，通过去除用作显示像素的聚酰亚胺溶液部分，在绝缘膜中形成具有300μm×300μm的方形形状的孔径区域。在形成孔径区域的同时，去除最末端阳极之外的区域中的绝缘膜的部分，从而绝缘膜包围各阴极连接端子的部分。从而，用绝缘膜形成第一结构。
图1是示出该实例中有机EL器件的结构的示意图。图2是沿图1的II-II线所取剖面部分的剖面图。在图2中，第一结构的外形尺寸在X方向以T表示，第一结构11的各开口的尺寸在X方向以S表示，第一结构11的宽度以W表示，各阴极连接端子的宽度以U表示。
第一结构11在X方向和Y方向的外形尺寸设置为240μm。第一结构的开口在X方向和Y方向的尺寸设置为180μm，宽度设置为20μm。第一结构形成为相对于基板具有37度至40度的角度范围。虽然在该实例中，第一结构的外形尺寸、第一结构中形成的开口的尺寸和宽度在X方向和Y方向相同，但是这些值可在X方向和Y方向中不同。
此外，如图2所示，第一结构形成为使得与第一结构重迭的相关阴极连接端子3的部分，在X方向的长度R设置为20μm。
接着，在绝缘膜上施加丙烯酸树脂膜作为上层，以形成具有3.4μm高度的隔断壁，从而可分开设置64个阴极。将各隔断壁形成为截面为倒锥形结构。
此后，在玻璃基板上安装具有孔径区域的金属掩模，将金属掩模设置成对应于形成有机化合物层的各位置的各孔径区域。此时，配置金属掩模，以使得金属掩模和玻璃基板之间的间隙为50μm。然后，通过掩模喷涂方法，施加在其中溶解有0.5％(质量百分比)的聚乙烯咔唑的苯甲酸乙酯溶液，形成空穴注入层。
接着，通过在空穴注入层上汽相淀积α-N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯基-对二氨基联苯(α-NDP)形成膜厚为40nm的空穴传输层。此外，通过同时汽相淀积作为发光层的主体化合物的Alq 3(三-8(羟基喹啉)铝)(tris(8-hydroxyquinoline)aluminum)和作为用于客体化合物的荧光颜料的香豆素6号(Coumarin 6)形成膜厚为60nm的发光层。
接着，通过在发光层上汽相淀积LiF形成膜厚为0.5nm的阴极界面层作为上层。此后，通过汽相淀积铝形成膜厚为100nm的阴极。从而，通过阴极隔板分隔铝膜，以形成64个阴极。
在与所述玻璃基板无关的第二基板上施加紫外固化环氧树脂作为密封料。第二基板配置成与在其上设置有有机EL器件的所述玻璃基板相面对。所述密封料施加在与所述有机EL器件相对的所述第二基板的区域的外围部分。在两个基板彼此相对配置之后，向密封料照射紫外光束，使密封料固化，将两个基板粘合在一起。此后，在80℃的洁净烘箱内对该组合件进行1小时的热处理，以进一步固化密封料。从而，通过密封料和所述成对的基板使得有机EL器件所存在的基板之间的间隙与外界隔绝。
基板的外围部分附近的无用部分被切除并去除，阳极连接到信号电极驱动器，阴极连接端子连接到扫描电极驱动器。
根据该实例，就可能在施加溶液用于制造有机EL器件时，防止溶液扩展到阴极与相关阴极连接端子之间的接触部分。从而，就能够防止阴极由于驱动有机EL显示器时发热而断裂。
实例2除了将第二结构16配置在阴极连接端子上之外，以与实例1相同的方式制造有机EL显示器。
如图10和图11所示，在阴极端子上，除了第一结构之外还配置第二结构16。利用该第二结构，将阴极和阴极连接端子之间的连接位置区域划分成六段，使得即使在溶液溢出第一结构并流入连接位置的情况下，也能够防止溶液扩展到整个连接位置。第二结构16宽度为10μm，高度为0.4μm。
从而，就能够在施加用于有机EL器件的溶液时，防止溶液扩展到阴极和相关阴极连接端子之间的接触部分。即使有机材料溶液溢出第一结构，并流入阴极和与之相关联的阴极连接端子之间的连接位置，也能够防止溶液扩展到整个连接位置。能够防止阴极由于驱动有机EL显示器发热而断裂。
实例3以与实例1相同的方式制造有机EL显示器。然而，绝缘膜仅形成了孔径区域4A来用作显示像素，各阴极连接端子没有形成包围其部分的结构。
当施加溶液用于制造有机EL器件时，与实例1不同的是，溶液流入了阴极连接端子3和相关阴极7之间的连接部分。结果，阴极连接端子3和阴极7之间的连接电阻增加，引起可能由于发热而造成的连接故障。
2003年11月28日申请的日本专利申请号2003-399423的全部公开内容，包括其说明书、权利要求书、附图以及摘要，都通过引用而全部包括于此。
权利要求
1.一种用于制造有机EL显示器的方法，其特征在于，所述方法包括在基板上按顺序分层设置第一电极、绝缘膜、有机化合物多层、以及第二电极；以及在基板上和除了设置第一电极的区域之外的区域中设置连接端子，各连接端子分别连接各第二电极；所述方法还包括设置第一结构，使第一结构包围所述连接端子和所述第二电极之间的连接区域，所述第一结构由与所述绝缘膜相同的材料制成，随后对至少一层有机化合物层提供液体材料；从而防止液体材料流入所述连接端子和所述第二电极之间的连接区域。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括同时设置绝缘膜和第一结构。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括在第一结构所包围的区域中设置第二结构，所述第二结构将各区域划分成多段。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括将第一结构设置为与绝缘膜分离。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括在绝缘膜上设置隔断壁，所述隔断壁对第二电极进行划分以使之彼此分隔，第一电极上不设置阴极隔板。
6.一种有机EL显示器，其特征在于，所述器件包括基板；在基板上按顺序分层形成的第一电极、绝缘膜、有机化合物多层以及第二电极；以及在基板上以及除了设置第一电极的区域之外的区域中设置连接端子，各连接端子连接各第二电极；所述器件还包括围绕所述连接端子和第二电极之间的连接区域的第一结构，所述第一结构由与所述绝缘膜相同的材料制成。
全文摘要
在有机EL显示器中，阳极、阴极连接端子、绝缘膜、隔断壁、有机化合物层、以及阴极设置在基板上，绝缘膜具有在用作显示像素的位置中形成的孔径区域，设置第一结构，使得第一结构包围在最末端阳极外的区域的阴极和阴极连接端子之间的连接位置，第一结构通过在施加有机材料溶液时防止有机材料溶液流入第一结构而避免了电阻的形成。
文档编号H01L51/00GK1627871SQ20041009746
公开日2005年6月15日 申请日期2004年11月25日 优先权日2003年11月28日
发明者大谷新树, 加藤直树, 吉原明彦, 原田是伴 申请人:奥博特瑞克斯株式会社