JP2006004930A - 有機電界発光表示素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】発光輝度の向上、且つ、消費電力の低減を可能とする有機電界発光表示素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】有機ＥＬ表示素子は、基板１０２上に、有機発光層１１０を挟んで互いに交差するように形成されたアノード電極１０４及びカソード電極１１２と、アノード電極１０４と交差するように形成され、カソード電極１１２と並設される隔壁と、アノード電極１０４上において発光領域を画定し、外部光を遮断する導電性遮光膜１０６と、導電性遮光膜１０６を覆うように形成され、発光領域を画定する絶縁膜１０７とを備える。導電性遮光膜１０６は、不透明導電性物質で形成されることにより、透明基板１０２及びアノード電極１０４を通して入射される外部光を遮断又は吸収する。
【選択図】図４
【解決手段】有機ＥＬ表示素子は、基板１０２上に、有機発光層１１０を挟んで互いに交差するように形成されたアノード電極１０４及びカソード電極１１２と、アノード電極１０４と交差するように形成され、カソード電極１１２と並設される隔壁と、アノード電極１０４上において発光領域を画定し、外部光を遮断する導電性遮光膜１０６と、導電性遮光膜１０６を覆うように形成され、発光領域を画定する絶縁膜１０７とを備える。導電性遮光膜１０６は、不透明導電性物質で形成されることにより、透明基板１０２及びアノード電極１０４を通して入射される外部光を遮断又は吸収する。
【選択図】図４
Description
本発明は有機電界発光表示素子に関し、特に、発光輝度の向上、且つ、消費電力の低減を可能とする有機電界発光表示素子及びその製造方法に関する。
最近、陰極線管の短所である重さと体積を低減できる各種の平板表示装置が開発されつつある。こうした平板表示装置としては、液晶表示装置、電界放出型表示装置、プラズマディスプレイパネル及び電界発光表示素子(Electro Luminescence Display Device：以下、“ＥＬ表示素子”という)などがある。特に、ＥＬ表示素子は、基本的に、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる有機発光層の両面に電極を設けたもので、広視野角、高開口率及び高色度などの特徴のため、次世代の平板表示装置として注目を浴びている。
このようなＥＬ表示素子は、使用する材料に応じて、無機ＥＬ表示素子と有機ＥＬ表示素子とに大別される。なかでも、有機ＥＬ表示素子は、正孔注入電極と電子注入電極との間に形成された有機ＥＬ層に電荷を注入すれば、電子と正孔が対をなした後、消滅しながら発光するため、無機ＥＬ表示素子に比べて低電圧の駆動が可能であるという利点がある。また、有機ＥＬ表示素子は、プラスチックのようにフレキシブルな透明基板上にも素子の形成が可能であり、ＰＤＰや無機ＥＬＤに比べて１０Ｖ以下の低電圧の駆動が可能であり、且つ、電力消耗の低減及び優れた色感の実現が可能である。
図１は、関連の有機ＥＬ表示素子を示す斜視図、図２は図１に示す有機ＥＬ表示素子のＩ-Ｉ’線に沿う断面図である。
図１及び図２に示す有機ＥＬ表示素子は、基板２上にアノード電極４とカソード電極１２が互いに交差する方向に形成される。
アノード電極４は基板２上に所定間隔をおいて複数形成される。このようなアノード電極４の形成された基板２上には、ＥＬセル(Ｐ)領域ごとに開口部を持つ絶縁膜６が形成される。絶縁膜６上にはその上に形成される有機発光層１０及びカソード電極１２の分離のための隔壁８が位置する。隔壁８は、アノード電極４を横切る方向に形成され、上段部が下段部よりも広い幅を持つ逆テーパー(taper)構造を持つ。隔壁８の形成された絶縁膜上には、有機化合物からなる有機発光層１０及びカソード電極１２が、全面に順次蒸着される。有機発光層１０は、正孔注入層と正孔輸送層を含む正孔関連層１０ａ、色を具現する発光層１０ｃ及び電子輸送層と電子注入層を含む電子関連層１０ｅが積層されて形成される。
こうした有機ＥＬ表示素子は、アノード電極４とカソード電極１２との間に電圧が印加されると、カソード電極１２から発生した電子は電子関連層１０ｅを介して発光層１０ｃの方に移動し、アノード電極４から発生した正孔は正孔関連層１０ａを介して発光層１０ｃの方に移動する。これにより、発光層１０ｃでは、電子関連層１０ｅと正孔関連層１０ａから供給された電子と正孔の再結合によりエキシトン(ＥＸＩＴＯＮ)が形成され、このようなエキシトンは、更に基底状態に励起されながら一定のエネルギーの光を、アノード電極４を介して外部に放出する。
前記の構成を持つ有機ＥＬ表示素子は、外部からの入射光がアノード電極４と有機発光層１０をほぼ完全に透過する。その結果、有機発光層１０から光の非発光時に、基板２の表面から入射される外部光４０は、透明導電性物質のアノード電極４と有機発光層１０とを透過し、また、図３Ａに示すように、金属電極のカソード電極１２によって反射される。これにより、コントラスト比が低下するという問題点がある。このような問題点を解決するために、図３Ｂに示すように反射防止膜３０が用いられる。このような反射防止膜３０は、有機ＥＬ表示素子の基板２に取り付けられ、外部から外部光４０が照射された後、その照射された外部光４０が反射されて有機ＥＬ表示素子の外部に放出されることを遮断する。ここで、反射防止膜３０は、外部光４０で特定の線偏光（liner polarized light）を透過させ、それ以外の偏光成分は遮断する偏光板３０ａと、線偏光を円偏光(circular polarized light)に変換するためのλ/４位相差板３０ｂとを備える。
しかしながら、このように偏光板３０ａを使用すれば、コントラスト比は向上するが、偏光板３０ａの光学的特性上、偏光率が９９％以上の場合は透過率が５０％を超過できないため、有機ＥＬ表示パネルでは５０％以上の輝度損失が発生し得る。これにより、有機ＥＬ表示素子では、所望の輝度を出すために消費電力を増加させるべきである。
従って、本発明の目的は、発光輝度の向上、且つ、消費電力の低減を可能とする有機電界発光表示素子及びその製造方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明に係る有機電界発光表示素子は、多数のアノード電極と、導電性を有し、前記アノード電極間が互いに絶縁されるように、前記アノード電極上に分離(独立)パターンで形成される導電性遮光膜とを備えることを特徴とする。
前記導電性遮光膜は、前記アノード電極を部分的に露出させて発光領域を画定することを特徴とする。
前記アノード電極上に形成された有機発光層と、前記アノード電極と交差するように形成された隔壁と、前記有機発光層を挟んで前記アノード電極と交差するように形成されたカソード電極とを、さらに含むことを特徴とする。
前記導電性遮光膜は、不透明物質を含むことを特徴とする。
前記導電性遮光膜の抵抗率は、２０〜２００[μΩ.ｃｍ]程度であることを特徴とする。
本発明に係る有機電界発光表示素子の製造方法は、基板上に多数のアノード電極を形成する段階と、前記アノード電極の形成された基板上に導電性を有し、前記アノード電極間が絶縁されるように、多数の前記アノード電極上に独立パターンに形成される導電性遮光膜を形成する段階とを含むことを特徴とする。
前記導電性遮光膜は前記アノード電極を部分的に露出させて発光領域を画定することを特徴とする。
また、本発明に係る有機電界発光表示素子の製造方法は、前記アノード電極上に形成された有機発光層を形成する段階と、前記アノード電極と交差するように隔壁を形成する段階と、前記有機発光層を挟んで前記アノード電極と交差するようにカソード電極を形成する段階とを含むことを特徴とする。
前記導電性遮光膜は、不透明物質を含むことを特徴とする。
本発明に係る有機ＥＬ表示素子及びその製造方法は、従来の反射防止膜を除去し、導電性遮光膜を形成することにより、輝度の向上、且つ、消費電力の低減を可能とする。
以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施例について詳細に説明する。
図４は、本発明に係る有機ＥＬ表示素子を示す断面図である。
図４に示す有機ＥＬ表示素子は、基板１０２上に、有機発光層１１０を挟んで互いに交差するように形成されたアノード電極１０４及びカソード電極１１２と、アノード電極１０４と交差するように形成され、カソード電極１１２と並設される隔壁(図示せず)と、アノード電極１０４上において発光領域を定義し、外部光を遮断する導電性遮光膜１０６と、導電性遮光膜１０６を覆うように形成され、発光領域を画定する絶縁膜１０７とを備える。
図４に示す有機ＥＬ表示素子は、基板１０２上に、有機発光層１１０を挟んで互いに交差するように形成されたアノード電極１０４及びカソード電極１１２と、アノード電極１０４と交差するように形成され、カソード電極１１２と並設される隔壁(図示せず)と、アノード電極１０４上において発光領域を定義し、外部光を遮断する導電性遮光膜１０６と、導電性遮光膜１０６を覆うように形成され、発光領域を画定する絶縁膜１０７とを備える。
アノード電極１０４は、帯状に基板１０２上に所定間隔をおいて複数形成される。隔壁(図示せず)は、アノード電極１０４を横切る方向に形成され、上段部が下段部よりも広い幅を持つ逆テーパー(taper)構造を持つ。有機発光層１１０は、正孔注入層と正孔輸送層を含む正孔関連層１１０ａ、色を具現する発光層１１０ｃ及び電子輸送層と電子注入層を含む電子関連層１１０ｅが積層されて形成される。
導電性遮光膜１０６は、アノード電極１０４を部分的に露出させて発光領域を定義すると共に、外部光を遮断及び吸収することにより、素子のコントラスト比を向上させる。
また、導電性遮光膜１０６は、導電性物質で形成されることにより、アノード電極１０４の導電性を向上させる。
これをより詳細に説明すれば、次の通りである。
導電性遮光膜１０６は、図５に示すように、アノード電極１０４よりも広い幅でアノード電極１０４を覆うように形成されると共に、アノード電極１０４を部分的に露出させる開口部１０６ａを持つ。また、それぞれの導電性遮光膜１０６は、互いに電気的に分離されているため、アノード電極１０４間に導通されない。
導電性遮光膜１０６は、図５に示すように、アノード電極１０４よりも広い幅でアノード電極１０４を覆うように形成されると共に、アノード電極１０４を部分的に露出させる開口部１０６ａを持つ。また、それぞれの導電性遮光膜１０６は、互いに電気的に分離されているため、アノード電極１０４間に導通されない。
このような導電性遮光膜１０６は、不透明導電性物質で形成されることにより、透明基板１０２及びアノード電極１０４を通して入射される外部光を遮断又は吸収する。これにより、従来技術に比べて偏光板が不要となるので、素子発光時に透過率が増加することにより、輝度の向上、且つ、消費電力の低減を可能とする。
また、導電性遮光膜１０６は、導電性物質で形成され、２０〜２００[μΩ.ｃｍ]程度の抵抗率を持つ物質で形成されることにより、透明電極物質で形成されたアノード電極１０４の導電性を向上させる。このため、アノード電極１０４が必要とする電圧が低くなることにより、消費電力の低減が可能である。ここで、導電性遮光膜１０６の物質としては、クロム(Ｃｒ)、モリブデン(Ｍｏ)、アルミニウム(Ａｌ)、ニッケル(Ｎｉ)、銅(Ｃｕ)、銀(Ａｇ)、金(Ａｕ)、インジウム(Ｉｎ)、錫(Ｓｎ)、亜鉛(Ｚｎ)などの金属又はこれらの化合物が用いられる。
このような有機ＥＬ表示素子は、アノード電極１０４とカソード電極１１２との間に電圧が印加されると、カソード電極１１２から発生した電子は、電子関連層１１０ｅを介して発光層１１０ｃの方に移動し、また、アノード電極１０４から発生した正孔は、正孔関連層１１０ａを介して発光層１１０ｃの方に移動する。これにより、発光層１１０ｃでは、電子関連層１１０ｅと正孔関連層１１０ａから供給された電子と正孔の再結合によりエキシトン(ＥＸＩＴＯＮ)が形成され、このようなエキシトンは、更に基底状態で励起されながら一定のエネルギーの光を、アノード電極１０４を介して外部に放出する。
以下、図６Ａ乃至図６Ｄを参照して、本発明に係る有機ＥＬ表示素子の製造方法について説明する。
まず、ソーダライム(Sodalime)や硬化ガラスを用いて形成された基板１０２上に、透明導電性金属物質の蒸着後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によりパターニングされることにより、図６Ａに示すように、アノード電極１０４が形成される。ここで、金属物質としてはＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)やＳｎＯ２などが用いられる。
アノード電極１０４の形成された基板１０２上に、不透明導電性金属物質の蒸着後、フォトリソグラフィー工程及びエッチング工程によりパターニングされることにより、図６Ｂに示すように、アノード電極１０４よりも広い幅でアノード電極１０４を覆うように形成されると共に、アノード電極１０４を部分的に露出させる開口部１０６ａを持つ導電性遮光膜１０６が形成される。ここで、不透明導電性金属物質としては、クロム(Ｃｒ)、モリブデン(Ｍｏ)、アルミニウム(Ａｌ)、ニッケル(Ｎｉ)、銅(Ｃｕ)、銀(Ａｇ)、金(Ａｕ)、インジウム(Ｉｎ)、錫(Ｓｎ)、亜鉛(Ｚｎ)などの金属又はこれらの化合物が用いられ、それぞれのアノード電極１０４を覆うように形成された導電性遮光膜１０６は電気的に分離されている。
導電性遮光膜１０６の形成された基板１０２上に、感光性有機物質の蒸着後、フォトリソグラフィー工程などによりパターニングされることにより、絶縁膜１０７が形成される。以後、感光性有機物質の蒸着後、フォトリソグラフィー工程などによりパターニングされることにより、隔壁(図示せず)が形成される。
隔壁の形成された基板１０２上に、共通マスク及びメタル(又はシャドウ)マスクを用いた熱蒸着や真空蒸着などの蒸着方式により、図６Ｃに示すように有機発光層１１０が形成される。
有機発光層１１０の形成された基板１０２上に、金属物質が蒸着されることにより、図６Ｄに示すようにカソード電極１１２が形成される。
このように、本発明に係る有機ＥＬ表示素子及びその製造方法は、関連の反射防止膜が除去されると共に導電性遮光膜１０６が形成される。このため、素子発光時の光透過率が向上して輝度が増加する。また、導電性遮光膜１０６は、導電性を持つ物質で形成されることにより、アノード電極１０４の導電性を向上させる。このため、アノード電極１０４に印加される電圧が低くなることにより、消費電力の低減が可能である。
２、１０２ 基板
４、１０４ アノード電極
８ 隔壁
１０、１１０ 有機発光層
１２、１１２ カソード電極
１０６ 導電性遮光膜
４、１０４ アノード電極
８ 隔壁
１０、１１０ 有機発光層
１２、１１２ カソード電極
１０６ 導電性遮光膜
Claims (9)
- 多数のアノード電極と、
導電性を有し、前記アノード電極が互いに絶縁されるように、前記アノード電極上に分離パターンで形成される導電性遮光膜と、
を備えることを特徴とする有機電界発光表示素子。 - 前記導電性遮光膜は、前記アノード電極を部分的に露出させて発光領域を画定することを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示素子。
- 前記アノード電極上に形成された有機発光層と、
前記アノード電極と交差するように形成された隔壁と、
前記有機発光層を挟んで前記アノード電極と交差するように形成されたカソード電極と、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示素子。 - 前記導電性遮光膜は、不透明物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示素子。
- 前記導電性遮光膜の抵抗率は、２０〜２００[μΩ.ｃｍ]程度であることを特徴とする請求項１に記載の有機電界発光表示素子。
- 基板上に多数のアノード電極を形成する段階と、
前記アノード電極の形成された基板上に、導電性を有し、前記アノード電極間が絶縁されるように、前記アノード電極上に分離パターンで導電性遮光膜を形成する段階と、
を含むことを特徴とする有機電界発光表示素子の製造方法。 - 前記導電性遮光膜は、前記アノード電極を部分的に露出させて発光領域を画定することを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
- 前記アノード電極上に形成された有機発光層を形成する段階と、
前記アノード電極と交差するように隔壁を形成する段階と、
前記有機発光層を挟んで前記アノード電極と交差するようにカソード電極を形成する段階と、を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。 - 前記導電性遮光膜は、不透明物質を含むことを特徴とする請求項６に記載の有機電界発光表示素子の製造方法。
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