JP2005302308A - Organic electroluminescent display device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL表示装置及びその製造方法に関し、特に簡易な構造で発光効率の高い有機EL表示装置等に関する。 The present invention relates to an organic EL display device and a manufacturing method thereof, and particularly relates to an organic EL display device having a simple structure and high luminous efficiency.
従来の有機EL表示装置では、平板状のガラス基板、陽極、発光層(有機EL層とも言われる)及び陰極を平坦に積層した構造であったため、発光層から斜め方向に出射した光が、陽極とガラス基板の界面で全反射等により反射されてしまい、有機EL表示装置の外部発光効率が低下してしまうという問題点があった。 The conventional organic EL display device has a structure in which a flat glass substrate, an anode, a light emitting layer (also referred to as an organic EL layer) and a cathode are laminated in a flat manner. There is a problem that the external light emission efficiency of the organic EL display device is lowered due to total reflection or the like at the interface between the glass substrate and the glass substrate.
このため従来の発光素子およびその製造方法では、発光層、電極とは別に、電極の上層にレンズを設けて、このレンズで発光層から発せられた光を集光して外部に出射するすることにより、発光効率を向上させているものがあった。
しかし従来の発光素子およびその製造方法では(例えば、特許文献1参照)、発光層から発せられた光を集光するためのレンズを発光素子ごとに設けなければならず、また微小なレンズを精密に作成する必要があるため、製造工程が複雑となりコストが高くなるという問題点があった。 However, in the conventional light emitting device and the manufacturing method thereof (see, for example, Patent Document 1), a lens for condensing light emitted from the light emitting layer must be provided for each light emitting device, and a minute lens is precisely formed. Therefore, there is a problem that the manufacturing process is complicated and the cost is increased.
本発明は、簡易な構造で発光効率の高い有機EL表示装置及びこの有機EL表示装置の簡便な製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an organic EL display device having a simple structure and high luminous efficiency, and a simple manufacturing method of the organic EL display device.
本発明に係る有機EL表示装置は、基板と、該基板の表面に形成された透明な第1電極と、該第1電極に積層された発光層と、該発光層に積層された第2電極とを備え、基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に凹部が形成されているものである。
基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に凹部が形成されているため、例えばこの凹部の内部に第1電極を形成してレンズの機能を持たせるようにすれば、第1電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、発光効率の高い有機EL表示装置を得ることが出来る。
An organic EL display device according to the present invention includes a substrate, a transparent first electrode formed on the surface of the substrate, a light emitting layer stacked on the first electrode, and a second electrode stacked on the light emitting layer. And a recess is formed in a portion of the surface of the substrate through which light emitted from the light emitting layer is transmitted.
Since the concave portion is formed in the portion of the surface of the substrate through which the light emitted from the light emitting layer is transmitted, for example, if the first electrode is formed inside the concave portion to have the function of a lens, the first Reflection of light emitted in an oblique direction at the interface between the electrode and the substrate can be suppressed, and an organic EL display device with high luminous efficiency can be obtained.
また本発明に係る有機EL表示装置は、上記の凹部が球面状に形成され、第1電極がレンズとして機能するものである。
凹部が球面状に形成され、その内部に形成された第1電極が凸状のレンズとして機能するため、第1電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、集光効果も得られるため、有機EL表示装置の発光効率を向上させることができる。
In the organic EL display device according to the present invention, the concave portion is formed in a spherical shape, and the first electrode functions as a lens.
Since the concave portion is formed in a spherical shape, and the first electrode formed therein functions as a convex lens, reflection of light emitted in an oblique direction at the interface between the first electrode and the substrate can be suppressed, Since the light condensing effect is also obtained, the light emission efficiency of the organic EL display device can be improved.
また本発明に係る有機EL表示装置は、上記の基板が、ガラスからなるものである。
基板が透明なガラスからなるため、発光層から発した光が系外に透過することができ、また上記の凹部をフッ酸等により容易に形成することができる。
In the organic EL display device according to the present invention, the substrate is made of glass.
Since the substrate is made of transparent glass, the light emitted from the light emitting layer can be transmitted outside the system, and the above-mentioned recess can be easily formed with hydrofluoric acid or the like.
また本発明に係る有機EL表示装置は、上記の第1電極が凹部の内部の全体に充填され、第1電極の発光層に接する面が平坦に形成されているものである。
第1電極が凹部の内部の全体に充填されているため、例えば球面状の凹部の形に対応した凸レンズが形成され、第1電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができる。また第1電極の発光層に接する面が平坦に形成されているため、発光層及び第2電極を容易に形成することができる。
In the organic EL display device according to the present invention, the first electrode is filled in the entire interior of the recess, and the surface of the first electrode in contact with the light emitting layer is formed flat.
Since the first electrode is filled in the entire interior of the recess, for example, a convex lens corresponding to the shape of the spherical recess is formed, and reflection of light emitted in an oblique direction at the interface between the first electrode and the substrate is suppressed. be able to. In addition, since the surface of the first electrode in contact with the light emitting layer is formed flat, the light emitting layer and the second electrode can be easily formed.
また本発明に係る有機EL表示装置は、上記の発光層の第1電極に接する面と第2電極に接する面が共に球面状であるものである。
発光層の第1電極に接する面と第2電極に接する面が共に球面状であるため、発光層から発せられた光が第1電極及び基板の表面に対して直角に近い角度で入射し、全反射等の光の反射を抑制することができる。
In the organic EL display device according to the present invention, the surface of the light-emitting layer that contacts the first electrode and the surface that contacts the second electrode are both spherical.
Since both the surface in contact with the first electrode and the surface in contact with the second electrode of the light emitting layer are spherical, light emitted from the light emitting layer is incident at an angle close to a right angle with respect to the surface of the first electrode and the substrate, Light reflection such as total reflection can be suppressed.
また本発明に係る有機EL表示装置は、発光層の第1電極に接する面が球面状に形成され、発光層の第2電極に接する面が平坦に形成されているものである。
発光層の第1電極に接する面が球面状に形成されているため、発光層から発せられた光が第1電極及び基板の表面に対して直角に近い角度で入射し、全反射等の光の反射を抑制することができる。また、発光層の第2電極に接する面が平坦に形成されているため、第2電極を容易に作成することができる。
In the organic EL display device according to the present invention, the surface of the light emitting layer in contact with the first electrode is formed in a spherical shape, and the surface of the light emitting layer in contact with the second electrode is formed flat.
Since the surface of the light emitting layer in contact with the first electrode is formed in a spherical shape, light emitted from the light emitting layer is incident at an angle close to a right angle with respect to the surface of the first electrode and the substrate, and light such as total reflection Reflection can be suppressed. In addition, since the surface in contact with the second electrode of the light emitting layer is formed flat, the second electrode can be easily formed.
また本発明に係る有機EL表示装置は、第1電極に形成された窪みに、該窪みの開口部が平坦になるように発光層及び第2電極が充填されているものである。
第1電極に形成された窪みに、該窪みの開口部が平坦になるように発光層及び第2電極が充填されているため、第1電極、発光層及び第2電極を薄く形成することができ、有機EL表示装置全体を薄くすることもできる。
Further, in the organic EL display device according to the present invention, the depression formed in the first electrode is filled with the light emitting layer and the second electrode so that the opening of the depression is flat.
Since the depression formed in the first electrode is filled with the light emitting layer and the second electrode so that the opening of the depression is flat, the first electrode, the light emitting layer, and the second electrode can be formed thin. In addition, the entire organic EL display device can be thinned.
本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、基板と、該基板の表面に形成される透明な第1電極と、該第1電極に積層される発光層と、該発光層に積層される第2電極とを備えた有機EL表示装置の製造方法であって、基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に球面状の凹部を形成する工程と、第1電極を、基板の表面に、凹部の内部に少なくとも第1電極の一部がレンズとして機能するように形成する工程と、第1電極に発光層を積層する工程と、発光層に第2電極を積層する工程とを有するものである。
基板の表面の、発光層から発した光が透過する部分に球面状の凹部を形成し、第1電極を、基板の表面に、凹部の内部に少なくとも第1電極の一部がレンズとして機能するように形成するため、第1電極と基板の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、集光効果も得られるため、有機EL表示装置の発光効率を向上させることができる。
The organic EL display device manufacturing method according to the present invention includes a substrate, a transparent first electrode formed on the surface of the substrate, a light emitting layer stacked on the first electrode, and a layer stacked on the light emitting layer. A method of manufacturing an organic EL display device including a second electrode, the step of forming a spherical recess in a portion of a surface of a substrate through which light emitted from a light emitting layer is transmitted, and the first electrode Forming a step in which at least a part of the first electrode functions as a lens inside the recess, a step of laminating the light emitting layer on the first electrode, and a step of laminating the second electrode on the light emitting layer It is what has.
A spherical concave portion is formed in a portion of the surface of the substrate where light emitted from the light emitting layer is transmitted, and the first electrode functions as a lens on the surface of the substrate and at least a part of the first electrode inside the concave portion. Therefore, since the reflection of light emitted in an oblique direction at the interface between the first electrode and the substrate can be suppressed and a light collecting effect can be obtained, the light emission efficiency of the organic EL display device can be improved. .
また本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、ウェットエッチングによって行われるものである。
例えば、フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後に、ウェットエッチングを行うことにより等方的なエッチングで凹部を形成するようにすれば、球面状の凹部を容易に形成することができる。
In the method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention, the step of forming the recess is performed by wet etching.
For example, if a concave portion is formed by isotropic etching by performing wet etching after forming a resist pattern by photolithography, a spherical concave portion can be easily formed.
また本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、ドライエッチングによって行われるものである。
例えば、フォトリソグラフィーでレジストパターンを形成した後に、ドライエッチングを行うことにより凹部を形成するようにすれば、上記のウェットエッチングと同様に容易に凹部を形成することができる。
Moreover, in the method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention, the step of forming the recess is performed by dry etching.
For example, if a concave portion is formed by performing dry etching after forming a resist pattern by photolithography, the concave portion can be easily formed in the same manner as the above wet etching.
また本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、サンドブラストによって行われるものである。
凹部をサンドブラストによって形成すれば、レジスト等を形成せずに凹部を形成することができる。
In the method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention, the step of forming the concave portion is performed by sandblasting.
If the recess is formed by sandblasting, the recess can be formed without forming a resist or the like.
また本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、上記の凹部を形成する工程が、機械的切削手段によって行われるものである。
凹部を機械的切削手段によって形成すれば、レジスト等を形成せずに凹部を形成することができる。
In the method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention, the step of forming the concave portion is performed by a mechanical cutting means.
If the recess is formed by mechanical cutting means, the recess can be formed without forming a resist or the like.
実施形態1.
図1、図2、図3及び図4は、本発明の実施形態1に係る有機EL表示装置の要部を示した縦断面模式図である。なお図1から図4では、有機EL表示装置の駆動に必要なTFT(Thin Film Transistor)配線等は省略して示している。
図1に示す有機EL表示装置は、ガラスからなる基板1、ITO(Indium Tin Oxide)等からなる透明な第1電極2、発光層3、第2電極4、隔壁5を備えている。なお本実施形態1に係る有機EL表示装置では、第1電極2が共通電極となっている。第1電極2は基板1の表面に形成されており、第1電極2に積層されるように発光層3が複数形成されており、また発光層3に積層するように第2電極4が複数形成されている。
1, FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 are schematic longitudinal sectional views showing the main parts of an organic EL display device according to
The organic EL display device shown in FIG. 1 includes a
隔壁5は、個々の発光層3(第2電極4)が構成する画素を仕切るために設けられている。この画素はカラー有機ELディスプレイの場合、赤、緑及び青の画素が周期的に形成されている。また発光層3は、電子注入層、電子輸送層、発光部分、正孔注入層、正孔輸送層(図示せず)等が積層された構造であり、これらに第1電極2及び第2電極4によって電圧が印加されて、電子と正孔が再結合することにより発光部分から光を発するようになっている。なお本実施形態1では、TFT配線(図示せず)が第2電極4側に形成されているものとし、光が第1電極2及び基板1側に出射される、いわゆるトップエミッション方式の有機EL表示装置であるとする。
The
基板1の、発光層3及び第2電極4の積層されている位置で、発光層3から発した光が透過する部分には凹部6が形成されている。凹部6は、例えば球面レンズ状の球面状に形成されており、第1電極2は基板1の凹部6が形成された側の表面に形成されている。第1電極2は、凹部6の内部の全体に充填されており、凹部6と反対側の発光層3に接する面は平面になるように平坦に形成されている。図1に示す有機EL表示装置では、第1電極2の凹部6に対応する部分に、平板状の発光層3及び第2電極4が形成されている。なお本実施形態1の凹部6は、有機EL表示装置の上面側から見ると円形であって、個々の発光層3(第2電極4)の部分に個別に形成されているものとする。但し、凹部6の上面側から見た形状は円形には限定されず、その他の形状であってもよい。
A
図1に示す有機EL表示装置では、基板1の表面に凹部6が球面状に形成されており、第1電極2が凹部6の内部の全体に充填されて凸レンズ形状になっているため、この部分の第1電極2がレンズとして機能する。このため第1電極2と基板1の界面を斜め方向に出射する光(図1の矢印参照)が透過する際の全反射等による反射を抑制することができる。また集光効果も得られるため、有機EL表示装置の発光効率を向上させることができる。
In the organic EL display device shown in FIG. 1, the
図2は、本発明の実施形態1に係る有機EL表示装置の他の例を示した縦断面模式図である。なお図2の有機EL表示装置は、図1の有機EL表示装置と第1電極2、発光層3、第2電極4の形状が異なるだけで、それ以外の部分は図1の有機EL表示装置と同様であるとする。また図1の有機EL表示装置と同じ構成要素は、同じ符号を付し説明を省略する。
図2に示す有機EL表示装置は、第1電極2が凹部6の内部の全体に充填されずに、凹部6の内面をコーティングする形で薄く形成されている。そして第1電極2の窪みの部分に、発光層3がこの窪みをコーティングする形で形成されている。このため、発光層3の第1電極2に接する面と第2電極4に接する面は共に球面状となっている。また第2電極4は発光層3に積層されて、発光層3と反対側の面が平坦になるように形成されている。なお第2電極4の発光層3と反対側の面は、必ずしも平坦にする必要はない。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing another example of the organic EL display device according to
In the organic EL display device shown in FIG. 2, the
図2の有機EL表示装置では、凹部6の内部の第1電極の肉厚が薄いため、図1に比べてレンズとしての効果は低くなるが、発光層3の第1電極2に接する面と第2電極4に接する面が共に球面状であるため、発光層3から発せられた光が第1電極2及び基板1の表面に対して直角に近い角度で入射し、全反射等による光の反射を抑制することができる。
In the organic EL display device of FIG. 2, since the thickness of the first electrode inside the
図3は、本発明の実施形態1に係る有機EL表示装置の他の例を示した縦断面模式図である。なお図3の有機EL表示装置は、図1の有機EL表示装置と第1電極2、発光層3、第2電極4の形状が異なるだけで、それ以外の部分は図1の有機EL表示装置と同様であるとする。また図1の有機EL表示装置と同じ構成要素は、同じ符号を付し説明を省略する。
図3に示す有機EL表示装置は、第1電極2が凹部6の内部の全体に充填されずに、凹部6の内面をコーティングする形で薄く形成されている。そして第1電極2の窪みの部分に、発光層3がこの窪みを埋める形で形成されている。このため、発光層3の第1電極2に接する面が球面状になっている。また、発光層3の第2電極4と接する面が平坦に形成されており、この面と第1電極2の光が出射する側の反対側の面(凹部6の部分を除く)が同一平面になるようになっている。
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the organic EL display device according to
In the organic EL display device shown in FIG. 3, the
図3の有機EL表示装置では、図2の有機EL表示装置と同様に、発光層3から発せられた光が第1電極2及び基板1の表面に対して直角に近い角度で入射するため、全反射等による光の反射を抑制することができる。
In the organic EL display device of FIG. 3, the light emitted from the
図4は、本発明の実施形態1に係る有機EL表示装置の他の例を示した縦断面模式図である。なお図4の有機EL表示装置は、図1の有機EL表示装置と第1電極2、発光層3、第2電極4の形状が異なるだけで、それ以外の部分は図1の有機EL表示装置と同様であるとする。また図1の有機EL表示装置と同じ構成要素は、同じ符号を付し説明を省略する。
図4に示す有機EL表示装置は、第1電極2が凹部6の内部の全体に充填されずに、凹部6の内面をコーティングする形で薄く形成されている。そして発光層3及び第2電極4がこの窪みを埋める形で、第1電極2に形成された窪みの開口部7が平坦となるように発光層3及び第2電極4が充填されている。また、第2電極4の発光層3と接していない面と、発光層3の第1電極2及び第2電極4に接していない面は平坦に形成されており、これらの面と第1電極2の光が出射する側の反対側の面(凹部6の部分を除く)が同一平面になるようになっている。
FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view showing another example of the organic EL display device according to
In the organic EL display device shown in FIG. 4, the
図4の有機EL表示装置では、図2の有機EL表示装置と同様に、発光層3から発せられた光が第1電極2及び基板1の表面に対して直角に近い角度で入射するため、全反射等の光の反射を抑制することができる。また、第1電極2に形成された窪みに、該窪みの開口部7が平坦になるように発光層3及び第2電極4が充填されているため、第1電極2、発光層3及び第2電極4を薄く形成することができ、隔壁5の厚みを薄くすることで有機EL表示装置全体を薄くすることもできる。
In the organic EL display device of FIG. 4, light emitted from the
本実施形態1では、基板1の表面の、発光層3から発した光が透過する部分に曲面状の凹部6が形成され、この凹部6の内部に第1電極2を形成してレンズの機能を持たせるようにしているため、第1電極2と基板1の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、また集光効果も得られ、発光効率の高い有機EL表示装置を得ることが出来る。
In the first embodiment, a curved
実施形態2.
図5は本発明の実施形態2に係る有機EL表示装置の製造工程を示す縦断面模式図である。なお本実施形態2では、実施形態1の図1から図4に示す有機EL表示装置の基板1を製造する工程を示している。
まずガラス基板1aを用意し(図5(a))、その片方の表面にフォトリソグラフィーによってレジスト10をパターニングする(図5(b))。このパターニングは、凹部6となる部分の中央部に開口部が形成されるように行う。そしてレジスト10をマスクとして、フッ酸系薬液でウェットエッチングを行い、凹部6を形成する(図5(c))。なお図5(c)では、フッ酸系薬液によるウェットエッチングの代わりに、ガスによるドライエッチングを行ってもよい。最後にレジスト10を除去することにより、基板1が完成する(図5(d))。
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process of an organic EL display device according to
First, a glass substrate 1a is prepared (FIG. 5A), and a resist 10 is patterned on one surface by photolithography (FIG. 5B). This patterning is performed so that an opening is formed at the center of the portion to be the
ここでは、フッ酸系薬液によるウェットエッチング又はガスによるドライエッチングによって凹部6を形成する製造方法を示したが、これらに代えて凹部6をサンドブラストによって形成するようにしてもよい。サンドブラストとは、微小な粒子を噴射してガラス基板1aにぶつけることにより凹部6を形成するもので、図5(b)でレジスト10を形成する必要がない。なお球面状の凹部6を形成するには、微小な粒子を噴出する噴出口を回転移動させる等の方法がある。また機械的切削手段によりガラス基板1aに直接凹部6を形成する方法もある。
Here, the manufacturing method in which the
凹部6の形成された基板1が完成した後の有機EL表示装置の製造方法は、従来の有機EL表示装置の製造方法と同様である。即ち、ITO等からなる第1電極2をスパッタ等で形成した後に、隔壁5を形成する。そして、電子注入層等からなる発光層3を蒸着等によって形成し、スパッタ等で第2電極4を形成する。その後、TFT配線、封止膜などを形成して有機EL表示装置が完成する。
The manufacturing method of the organic EL display device after the
本実施形態2では、ガラス基板1aの表面の、発光層3から発した光が透過する部分に球面状の凹部6を形成するため、実施形態1で説明したように、第1電極2と基板1の界面における斜め方向に出射する光の反射を抑制することができ、集光効果も得られるため、有機EL表示装置の発光効率を向上させることができる。
またガラス基板1aを、フッ酸系薬液によるウェットエッチングやガスによるドライエッチングで加工することにより、容易に凹部6を形成することができる。
In the second embodiment, since the spherical
Moreover, the recessed
なお本発明に係る有機EL表示装置の構造は、有機EL表示装置以外の自発光型の表示装置(例えば、無機EL等)の発光面に凹部を形成する等の形で応用が可能である。 The structure of the organic EL display device according to the present invention can be applied in the form of forming a recess in the light emitting surface of a self-luminous display device (for example, an inorganic EL) other than the organic EL display device.
1 基板、2 第1電極、3 発光層、4 第2電極、5 隔壁、6 凹部、7 開口部、10 レジスト。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記基板の表面の、前記発光層から発した光が透過する部分に凹部が形成されていることを特徴とする有機EL表示装置。 A substrate, a transparent first electrode formed on the surface of the substrate, a light emitting layer laminated on the first electrode, and a second electrode laminated on the light emitting layer,
An organic EL display device, wherein a concave portion is formed in a portion of the surface of the substrate through which light emitted from the light emitting layer is transmitted.
前記基板の表面の、前記発光層から発した光が透過する部分に球面状の凹部を形成する工程と、前記第1電極を、前記基板の表面に、前記凹部の内部に少なくとも前記第1電極の一部がレンズとして機能するように形成する工程と、前記第1電極に発光層を積層する工程と、前記発光層に第2電極を積層する工程とを有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。 Manufacture of an organic EL display device comprising a substrate, a transparent first electrode formed on the surface of the substrate, a light emitting layer laminated on the first electrode, and a second electrode laminated on the light emitting layer A method,
A step of forming a spherical recess in a portion of the surface of the substrate through which light emitted from the light emitting layer is transmitted; and the first electrode is provided on the surface of the substrate at least in the recess. An organic EL display comprising: a step of forming a part of the light-emitting layer so as to function as a lens; a step of stacking a light-emitting layer on the first electrode; and a step of stacking a second electrode on the light-emitting layer. Device manufacturing method.
9. The method of manufacturing an organic EL display device according to claim 8, wherein the step of forming the recess is performed by mechanical cutting means.
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