专利名称：有机el面板及其形成方法
技术领域：
本发明涉及有机EL(Electroluminescence)面板及其形成方法。
背景技术：
有机EL面板在基板上形成有由有机EL元件构成的面发光要素，通过排列单个或多个该面发光要素来形成显示区域。有机EL元件的形成是在基板上形成各种结构的下部电极，然后形成包括有机发光功能层的有机层成膜图形，之后在其上形成上部电极。
图1表示构成一般的以往有机EL面板的有机EL元件的剖面结构。形成在基板11上的有机EL元件10具有在一对电极间夹持包括有机发光功能层的有机层20的叠层构造，更具体来讲，是在形成在基板11上的下部电极12的周围形成绝缘膜13，由该绝缘膜13划分的下部电极12上的区域成为发光区域S。并且，在该发光区域S中，在下部电极12上叠层有机层20，在其上形成上部电极14。
作为有机层20，此处表示以下部电极12侧为阳极、以上部电极14侧为阴极，叠层空穴输送层21、发光层22和电子输送层23的三层结构的示例。除此以外，还有省略空穴输送层21和电子输送层23任何一方或双方的构造，利用多层形成所述各层的至少一层的构造，或者在空穴输送层21的阳极侧形成空穴注入层的构造，在电子输送层23的阴极侧形成电子注入层的构造。并且，针对下部电极12、上部电极14，也可以形成使阳极和阴极颠倒，将上述构造上下反转的构造。
构成这种有机EL面板的有机EL元件，通过在下部电极12和上部电极14之间施加电压，可以从阳极侧向有机层20内注入·输送空穴，从阴极侧注入·输送电子，通过使它们再结合而实现发光。因此，要求被夹持在下部电极12和上部电极14之间的有机层20的成膜厚度要均匀，在发光区域S的有机层20上存在局部薄层部的情况下，在该部位产生泄漏电流，将引发发光不良。
为了使有机层20的膜厚均匀，提高成为其基底的下部电极12的平坦度非常重要。一般在采用从基板11侧射出光的下部射出方式的情况下，作为下部电极12使用ITO(Indium-Tin-Oxide)等透明导电膜，但该导电膜的成膜通常采用溅射蒸镀或电子束(EB)蒸镀。然而，这样成膜的表面粗糙度是，按照JIS B0601定义的表面粗糙度的最大高度(Rmax)达到数纳米～数十纳米级，所以如果考虑到有机层20的叠层厚度为100～200nm左右，将产生相当大的影响。
因此，作为现有技术，提出下述专利文献1记载的方案。根据该方案，研磨通过溅射蒸镀或电子束蒸镀形成的ITO所构成的下部电极的表面，使按照JIS B0601定义的表面粗糙度的最大高度(Rmax)为小于等于5nm。
特开平9-245965号公报根据该以往技术，存在如下的问题由于是将下部电极的表面研磨数十纳米，所以虽然可磨削表面的凸部，但极端凹陷的部分依然存在。
特别是在进行下部电极的成膜时，异物等附着在表面上并产生成膜缺陷(气孔)的情况下，无论如何研磨表面，成膜缺陷部分的凹部依旧存在。
并且，考虑到从基板侧射出光的情况，下部电极的膜厚需要根据发光颜色对设定膜厚进行控制，使射出的光的光谱显示所期望的峰值波长。即，在有机层20内产生的发光中，存在着在各层的边界面重复反射多次后透过透明导电膜(下部电极)射出的光，所以有机EL元件自身显示出光学干扰滤光片的功能，但是在着眼于下部电极的膜厚的情况下，由于在有机层和下部电极的界面反射后输出的光、与在下部电极和基板的界面反射后输出的光的反射干扰现象，输出光的光谱发生变化。因此，在形成有机EL面板时，下部电极的膜厚控制成为重要的设计因素。
但是，如现有技术那样，如果单纯地研磨下部电极的表面，通过研磨而磨削的厚度因表面粗糙度而不同，所以很难把最终的下部电极的膜厚控制为设定值。即，最初以设定厚度t1形成下部电极，如果将其表面仅研磨已知的设置厚度ts，则能够将最终的下部电极的膜厚设定为t1-ts，但是在该状态下未必能够得到必要的表面平坦性。因此，如果追求表面平坦性，则实质上不能把将要研磨的厚度ts设定为已知的数值，所以存在着最终不能形成具有所期望的膜厚的下部电极。
发明内容
本发明将解决这种问题作为一个课题。即，本发明的目的在于，第一，使下部电极的表面变平坦，使在其上形成的有机层的膜厚均匀，由此防止产生泄漏电流，获得良好的发光特性，特别是在成膜时形成有成膜缺陷的情况下也能够获得表面平坦的下部电极，第二，可以实现下部电极表面的平坦化，并且可通过进行膜厚控制来获得所期望的厚度。
为了达到上述目的，本发明的有机EL面板及其形成方法至少包括以下各项发明的结构。
一种有机EL面板，在基板上形成由下部电极、至少具有有机发光功能层的有机层、和上部电极构成的有机EL元件，其特征在于，所述下部电极具有对通过分多次成膜而形成的成膜层表面进行了研磨的研磨面。
一种有机EL面板的形成方法，在基板上形成由下部电极、至少具有有机发光功能层的有机层、上部电极构成的有机EL元件，其特征在于，在所述基板上通过分多次成膜形成所设定膜厚的成膜层，并通过对该成膜层的表面以设定的研磨深度进行研磨，来形成具有所期望的膜厚的所述下部电极。
图1是以往技术的说明图。
图2是说明本发明的实施方式的说明图。
图中10有机EL元件；11基板；12下部电极；12a、12b成膜层；12A研磨面；13绝缘膜；14上部电极；20有机层；21空穴输送层；22发光层；23电子输送层；S发光区域具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图2是对本发明的一个实施方式的有机EL面板及其形成方法进行说明的说明图。本发明的有机EL面板及其形成方法，和图1所示的以往技术相同，在基板11上形成由下部电极12、至少具有有机发光功能层的有机层20、上部电极14构成的有机EL元件，形成把该有机EL元件作为显示单位的显示区域。因此，在以下本发明的实施方式的说明中共用图1的符号。
并且，本发明的实施方式的有机EL面板，如图2所示，其特征在于，下部电极12具有将通过分多次成膜形成的成膜层(12a、12b)的表面进行研磨的研磨面(12A)。并且，其特征在于，下部电极12具有比在成膜层(12a、12b)的第一次成膜中设定的膜厚t1薄的膜厚t0。
并且，其特征在于，把在成膜层(12a、12b)的第一次成膜中设定的膜厚设为t1，把在第一次以后的成膜中设定的膜厚设为t2(其中，t2＞t1)，把研磨成膜层(12a、12b)的表面的设定研磨深度设为t3(其中，t3＞t2)时，下部电极12具有按照t1+t2-t3设定的膜厚t0。
并且，作为这种有机EL面板的形成方法，其特征在于，在基板11上通过分多次成膜形成所设定膜厚的成膜层(12a、12b)，对成膜层(12a、12b)的表面以设定的研磨深度t3进行研磨，由此形成所期望膜厚t0的下部电极12。
并且，其特征在于，在形成成膜层(12a、12b)时，将在第一次以后的成膜中设定的膜厚t2设定得比在第一次成膜中设定的膜厚t1厚，将研磨成膜层(12a、12b)表面时的研磨深度t3设定得比在第一次以后的成膜中设定的厚度t2厚。另外，其特征在于，通过调整研磨成膜层(12a、12b)表面时的研磨深度t3，把下部电极12的膜厚t0调整为所期望的厚度。
这种实施方式的有机EL面板及其形成方法，一是相对在一般采用溅射等的成膜中，如果形成较厚的膜厚，则表面的凹凸伴随厚度而增长，表面粗糙度变差，而本发明着眼于在形成较薄的膜厚时，使表面粗糙度的精度较高，在形成下部电极12时，通过分多次进行成膜，来防止表面粗糙度恶化。
另外，在形成下部电极12的一次成膜中，有时形成图2(a)所示的成膜缺陷P1，如果在该状态下继续成膜，则在一处形成较深的成膜缺陷P1，但是如果分多次进行成膜，则如图2(b)所示，假定即使在第二次成膜中产生成膜缺陷P2，在第一次成膜中产生的成膜缺陷P1和在第一次以后的成膜中产生的成膜缺陷P2不会形成于相同部位(重合)，所以通过分多次成膜，可以形成至少在小于等于第一次成膜时的膜厚t1的部位没有因成膜缺陷造成的凹部的状态。
并且，通过研磨这样形成的成膜层(12a、12b)直到没有凹部为止，可以获得具有平坦表面的下部电极12。
另外，研磨成膜层(12a、12b)表面的研磨深度t3(参照图2(c))，在t2＜t3＜(t1+t2)的范围内，可以在所有范围内形成没有凹部的平坦的研磨面12A，所以通过在上述范围内调整t3，可以确保平坦的研磨面12A，并且把下部电极12的膜厚t0调整为所期望的厚度。
即，作为下部电极12的形成方法，如图2(a)所示，首先，进行第一次成膜，获得膜厚t1比下部电极12的设定膜厚t0厚的成膜层12a，然后如图2(b)所示，以比在该第一次成膜中形成的成膜层12a的膜厚t1厚的膜厚t2，进行第一次以后的成膜，形成成膜层12a、12b。然后如图2(c)所示，以比成膜层12b的膜厚t2厚的研磨深度t3研磨成膜层(12a、12b)。此时，如果在上述范围内适当调整研磨的研磨深度t3，可以形成具有平坦的研磨面12A，并且具有所期望的膜厚t0(此时，膜厚t0为比成膜层12a的膜厚t1薄的膜厚)的下部电极12。另外，此时的膜厚调整可以根据各次成膜或研磨处理的处理时间进行调整。
因此，在本发明的实施方式中，在把下部电极12作为透明导电膜从基板11侧射出光的情况下，通过控制下部电极12的膜厚t0，可以使输出光光谱的峰值波长与发光颜色一致，能够实现输出光的高效率化。
如上所述，根据本发明的实施方式的有机EL面板及其形成方法，利用上述特征，其一，通过使下部电极12的表面变平坦，使在其上形成的有机层的膜厚均匀，可以防止产生泄漏电流，获得良好的发光特性。特别是在成膜时形成有成膜缺陷的情况下，也可以获得表面平坦的下部电极。其二，可以实现下部电极12表面的平坦化，进行获得所期望厚度的膜厚控制，能够获得可以实现输出光的高效率化的效果。
以下，对本发明的实施方式的有机EL面板的各结构要素进行更具体地说明。
a.基板作为有机EL面板的基板11，其形状没有特殊限定，可以是平板状、薄片状、球面状等。作为其材质可以使用玻璃、塑料、石英、金属等。作为从基板11侧射出光的方式(下部射出方式)，优选具有透明性的平板状薄片状，其材质优选使用玻璃或塑料等。
b.电极下部电极12、上部电极14中的一方被设为阴极，另一方被设为阳极。阳极侧由功函数高于阴极的材料构成，可以使用铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铂(Pt)等金属膜或ITO、IZO等的氧化金属膜等透明导电膜。相反，阴极侧由功函数低于阳极的材料构成，可以使用铝(Al)、镁(Mg)等金属膜、被掺杂的聚苯胺或被掺杂的聚苯乙炔等非晶质半导体、Cr2O3、NiO、Mn2O5等氧化物。并且，在下部电极12、上部电极14均用透明材料形成的情况下，也可以在与光的放出侧相反的电极侧设置反射膜。
c.有机层有机层20由至少具有有机发光功能层的单层或多层有机化合物材料层构成，但层结构可以任意形成，一般如图1所示，可以使用从阳极侧朝向阴极侧叠层空穴输送层21、发光层22、电子输送层23的组合结构，也可以分别设置不只一层的多层叠层的发光层22、空穴输送层21、电子输送层23，还可以省略空穴输送层21和电子输送层23任何一层，也可以两层均省略。另外，可以根据用途插入空穴注入层、电子注入层等有机材料层。空穴输送层21、发光层22、电子输送层23可以适当选择以往使用的材料(可以是高分子材料或低分子材料)。
另外，作为形成发光层22的发光材料，可以采用从单态激励状态返回到基础状态时发光(荧光)的材料，也可以使用从三态激励状态返回到基础状态时发光(磷光)的材料。
d.密封部件、密封膜本发明的实施方式的有机EL面板，包括利用金属制、玻璃制、塑料制等密封部件密封有机EL元件10的结构，或者利用密封膜密封有机EL元件10的结构。
密封部件可以使用通过在玻璃制密封基板上进行冲压成形、蚀刻、喷砂处理等加工来形成密封凹部(一级凹入或两级凹入)的部件，或者使用平板玻璃并利用玻璃(塑料也可以)制间隔物与支撑基板形成密封空间的部件等。
密封膜可以通过叠层单层膜或多层保护膜而形成。作为所使用的材料可以是无机物或有机物等任意一种。作为无机物，可以列举出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；金属氟化合物；金属膜等。作为有机物，可以列举出环氧树脂；丙稀树脂；聚对二甲苯；全氟稀烃、全氟乙醚等氟系列高分子；CH3OM、C2H5OM等金属醇盐、聚酰亚胺前驱体；二萘嵌苯系列化合物等。叠层和材料的选择可以根据有机EL元件的设计适当选择。
e.面板的各种方式等本发明的实施方式的有机EL面板可以形成无源驱动式显示面板，或者也可以形成有源驱动式显示面板。并且，可以是单色显示，也可以是多色显示，但是，为了形成彩色显示面板，可以利用分涂方式、将滤色器或由荧光材料形成的色变换层组合到白色或蓝色等单色有机EL元件中的方式(CF方式、CCM方式)等，形成全彩色有机EL面板或多彩色有机EL面板。并且作为本发明的实施方式涉及的有机EL面板，如前面所述，可以是从基板11侧射出光的下部射出方式，也可以是从与基板11的相反侧射出光的上部射出方式。
(实施例)以下，说明本发明的更具体的实施例。此处，参照图1和图2表示形成设定膜厚110nm的下部电极12的示例。
首先，在玻璃等基板11上利用溅射蒸镀或EB蒸镀等进行ITO等的第一次成膜，形成膜厚t1＝140nm的成膜层12a(图2(a))。然后，进行第二次成膜，形成例如膜厚t2＝170nm(t2＞t1)的成膜层12b(图2(b))。在进行两次以上成膜的情况下，此处所说膜厚t2指第一次以后合计形成的膜厚。
然后，利用抛光、摩擦、带摩擦等方法，研磨成膜层(12a、12b)的表面凹凸，例如仅磨削t3＝200nm(t3＞t2)(图2(c))。由此，可以获得整体上具有110nm厚的平坦研磨面12A的下部电极12。
这样，可以减轻被认为是有机EL元件的泄漏原因之一的下部电极12的凹凸。特别是在使用溅射等的成膜中，有时形成因尘埃附着等造成的巨大成膜缺陷，但根据本发明的实施例，可以消除因该成膜缺陷形成的凹部。
把这样形成有下部电极12的基板11搬入真空蒸镀装置，和图1的以往技术相同，进行有机层20的蒸镀。此处，有机层20可以通过成膜30nm的由铜酞菁蓝构成的空穴注入层、50nm的由TDP等构成的空穴输送层、20nm由Alq3等构成的发光层或电子输送层、1nm的由LiF构成的电子注入层而形成。在该有机层20上叠层100nm的由Al等构成的上部电极14，获得作为实施例的有机EL面板的构成要素的有机EL元件10。
然后，对平板玻璃实施蚀刻处理，形成一级凹入的密封凹部，在该密封凹部内粘贴使以BaO为主成分的干燥剂成为薄片状的干燥单元，形成密封部件。并且，为了在基板11的形成有机EL元件10的一侧表面和形成密封部件的密封凹部的一侧表面之间形成密封空间，通过粘合剂将两者粘贴，得到有机EL面板。作为该粘贴用粘合剂，使用在紫外线固化型环氧树脂粘合剂中混合约0.1～0.5重量％的粒径为1～100μm的适量塑料间隔物的粘合剂，使用配合器等将其涂覆在基板11或密封部件一方。在粘贴之后，照射紫外线，使粘合剂固化。
在本发明的实施例中得到的有机EL面板，具有防止产生泄漏电流等的良好的发光特性，可以进行下部电极12的膜厚控制，所以能够实现输出光的高效率化。
权利要求
1.一种有机EL面板，在基板上形成由下部电极、至少具有有机发光功能层的有机层、和上部电极构成的有机EL元件，其特征在于，所述下部电极具有对通过分多次成膜而形成的成膜层表面进行了研磨的研磨面。
2.根据权利要求1所述的有机EL面板，其特征在于，所述下部电极具有比在所述成膜层的第一次成膜中设定的膜厚薄的膜厚。
3.根据权利要求1所述的有机EL面板，其特征在于，把在所述成膜层的第一次成膜中设定的膜厚设为t1，把在第一次以后的成膜中设定的膜厚设为t2(其中，t2＞t1)，把研磨所述成膜层的表面的设定深度设为t3(其中，t3＞t2)时，所述下部电极具有按照t1+t2-t3设定的膜厚。
4.一种有机EL面板的形成方法，在基板上形成由下部电极、至少具有有机发光功能层的有机层、上部电极构成的有机EL元件，其特征在于，在所述基板上通过分多次成膜形成所设定膜厚的成膜层，并通过对该成膜层的表面以设定的研磨深度进行研磨，来形成具有所期望的膜厚的所述下部电极。
5.根据权利要求4所述的有机EL面板的形成方法，其特征在于，在形成所述成膜层时，将在第一次以后的成膜中设定的膜厚设定得比在第一次成膜时设定的厚度厚，将研磨所述成膜层表面时的研磨深度设定得比在所述第一次以后的成膜中设定的厚度厚。
6.根据权利要求4或5所述的有机EL面板的形成方法，其特征在于，通过调整研磨所述成膜层表面时的研磨深度，把所述下部电极的膜厚调整为所期望的厚度。
全文摘要
本发明提供一种有机EL面板及形成方法，可以实现成为有机层的基底的下部电极表面的平坦化，并且能够把下部电极的膜厚控制为所期望的厚度。具体方案是，在基板(11)上形成成为有机层的基底的下部电极(12)，并使其具有对通过分多次成膜而形成的成膜层(12a、12b)进行了研磨的研磨面(12A)。在第一次成膜形成的成膜层(12a)上，以比其厚的厚度形成通过第一次以后的成膜而形成的成膜层(12b)。通过以大于第一次以后的成膜厚度(t2)的研磨深度对该成膜层(12a、12b)进行研磨而形成研磨面(12A)。
文档编号H05B33/14GK1671259SQ20051005387
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月14日 优先权日2004年3月17日
发明者大下勇, 结城敏尚 申请人:日本东北先锋公司