JP2006092899A - Display element - Google Patents

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鋼次郎 舘
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哲弥 加藤
Koji Noda
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Toshiichi Sato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To properly ensure flatness of a minute resonance layer, in a display element composed by forming the minute resonance layer on a glass substrate and by forming a light-emitting element thereon. <P>SOLUTION: This display element 100 is composed by forming the minute resonance layer 30 on the glass substrate 10 and by forming one or more luminescent layers 44 and electrodes 41 and 46 for emitting light therefrom on the minute resonance layer 30. The display element is so structured that the glass substrate 10 is formed of soda glass; a high-refraction material of the minute resonance layer 30 is formed of TiO<SB>2</SB>; processes such as a plasma treatment for removing an alkaline constituent on a surface of the glass substrate 10 are executed before forming the minute resonance layer 30; a passivation film 20 formed of SiO<SB>2</SB>or the like is formed on top of it; and the minute resonance layer 30 is formed on the top of it. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ガラス基板の上に微小共振層を形成し、その上に発光素子を形成してなる表示素子に関し、たとえば有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示素子などに適用することができる。   The present invention relates to a display element in which a microresonance layer is formed on a glass substrate and a light emitting element is formed thereon, and can be applied to, for example, an organic EL (electroluminescence) display element.

従来、表示素子、特に有機EL素子などの自発光素子において、光取り出し効率を向上するために、ガラス基板と素子の間に微小共振層を挿入するようにした構造がある。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is a structure in which a microresonance layer is inserted between a glass substrate and an element in order to improve light extraction efficiency in a self-luminous element such as a display element, particularly an organic EL element.

微小共振構造とは、ガラス基板と素子との間に屈折率差の大きな膜を複数層挿入し、素子内で多重反射を起こし共振させるものである(たとえば、特許文献1参照)。   The microresonance structure is a structure in which a plurality of layers having a large refractive index difference are inserted between a glass substrate and an element to cause multiple reflections in the element to resonate (for example, see Patent Document 1).

一般的には、ガラス(屈折率1.5)と透明電極ITO(屈折率1.9)の間に、微小共振層としてTiO2(屈折率2.2)とSiO2(屈折率1.5)を複数層積層した構造をとる。 Generally, TiO 2 (refractive index 2.2) and SiO 2 (refractive index 1.5) are used as a microresonance layer between glass (refractive index 1.5) and transparent electrode ITO (refractive index 1.9). ).

このような複数層からなる微小共振層において、各膜厚は共振したい波長の光学長にあわせたものとなっている。特に、TiO2等からなる高屈折材料の膜厚tは、t=(2M−1)λ/4n(ここで、M:自然数、λ:共振波長、n:屈折率)で求められる。 In such a microresonant layer composed of a plurality of layers, each film thickness is adapted to the optical length of the wavelength to be resonated. In particular, the film thickness t of a highly refractive material made of TiO 2 or the like is obtained by t = (2M−1) λ / 4n (where M is a natural number, λ is a resonance wavelength, and n is a refractive index).

ここで、Mすなわち膜厚tが大きくなりすぎると共振の効果が減少するため、一般的には、Mは1または2になり、100nm前後の膜厚になる。   Here, when M, that is, the film thickness t becomes too large, the effect of resonance is reduced. Therefore, in general, M is 1 or 2, and the film thickness is about 100 nm.

また、有機EL素子における微小共振構造には、ガラス基板/微小共振層/発光素子層の順に積層されたボトムエミッション構造と、ガラス基板/発光素子層/微小共振層の順に積層されたトップエミッション構造があるが、微小共振層はスパッタにより形成されることが多く、発光素子層中の発光層へのダメージなどが懸念されるため、一般的にはボトムエミッション構造が多い。   In addition, the microresonance structure in the organic EL element has a bottom emission structure in which glass substrate / microresonance layer / light emitting element layer are laminated in order, and a top emission structure in which glass substrate / light emitting element layer / microresonant layer is laminated in this order. However, since the microresonance layer is often formed by sputtering and there is a concern about damage to the light emitting layer in the light emitting element layer, the bottom emission structure is generally large.

ボトムエミッション構造による微小共振の検討については、特許文献2に記載されているように、無アルカリガラスによる検討が多いが、コスト低減のためには、比較的安価なソーダガラスを採用することが望ましい。   As described in Patent Document 2, there are many studies on alkali resonance using a bottom emission structure, but it is desirable to use a relatively inexpensive soda glass in order to reduce costs. .

また、一般的に、微小共振層を構成するTiO2自身は、SiO2と同様にソーダガラスのアルカリ成分析出を防止するパッシベーション膜として使用されている(たとえば、特許文献3参照)。 In general, TiO 2 itself constituting the microresonance layer is used as a passivation film for preventing precipitation of alkali components of soda glass in the same manner as SiO 2 (see, for example, Patent Document 3).

また、酸化チタン(TiO2)膜を均一に形成する方法としては、フルオロ金属錯体化合物を水溶液中にて析出させる方法がある(たとえば、特許文献4参照)。
特開平10−177896号公報 特開2003−123987号公報 特開平6−18908号公報 特開2003−191323号公報
In addition, as a method of uniformly forming a titanium oxide (TiO 2 ) film, there is a method of depositing a fluorometal complex compound in an aqueous solution (see, for example, Patent Document 4).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-177896 JP 2003-123987 A Japanese Patent Laid-Open No. 6-18908 JP 2003-191323 A

ボトムエミッション構造による微小共振構造において、コスト低減のためにソーダガラスをガラス基板に採用した場合、上述したように、微小共振層を構成するTiO2自身をパッシベーション膜として使用することが考えられる。 In a microresonance structure with a bottom emission structure, when soda glass is adopted as a glass substrate for cost reduction, as described above, it is conceivable to use TiO 2 itself constituting the microresonance layer as a passivation film.

しかしながら、この場合、本発明者の検討によれば、ソーダガラスの上に、TiO2、SiO2を形成した構造においては、図3に示されるように、ソーダガラスにTiO2膜をスパッタ法により形成すると、ソーダガラスのアルカリ成分(たとえば、Naなど)の影響によりTiO2膜自体の成長が阻害され均一な膜にならず凹凸ができてしまうことがわかった。 In this case, however, according to the study of the present inventors, in the structure in which TiO 2 and SiO 2 are formed on soda glass, as shown in FIG. 3, a TiO 2 film is formed on the soda glass by sputtering. It has been found that when formed, the growth of the TiO 2 film itself is hindered by the influence of the alkali component of the soda glass (for example, Na), resulting in unevenness and not a uniform film.

凹凸が大きくなると散乱等の影響により所望の共振を得られにくくなり、特に有機EL素子のように非常に膜厚の薄い素子においては、リーク電流の発生および素子破壊の原因になりうるため、微小共振層のTiO2は極力平坦に形成する必要がある。 If the unevenness becomes large, it becomes difficult to obtain the desired resonance due to the influence of scattering or the like. Especially in an extremely thin element such as an organic EL element, it may cause leakage current and cause element destruction. It is necessary to form TiO 2 in the resonance layer as flat as possible.

また、上述したように、酸化チタン膜を均一に形成する方法として、フルオロ金属錯体化合物を水溶液中にて析出させる方法を採用することも考えられるが、微小共振層で用いられる酸化チタンは低屈折材料とともに、交互に幾層も積層するものであるので上記方法で膜を形成するのは大変手間のかかる作業となる。また、膜厚もナノメートルオーダーでの制御が必要であるため、上記方法は微小共振層の作製には適さない。   In addition, as described above, as a method for uniformly forming a titanium oxide film, it is conceivable to employ a method in which a fluorometal complex compound is precipitated in an aqueous solution. However, titanium oxide used in a microresonant layer has a low refractive index. Since a number of layers are alternately laminated together with the material, forming a film by the above method is a laborious operation. Further, since the film thickness needs to be controlled on the order of nanometers, the above method is not suitable for the production of a microresonant layer.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ガラス基板の上に微小共振層を形成し、その上に発光素子を形成してなる表示素子において、微小共振層の平坦性を適切に確保することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a display element in which a microresonance layer is formed on a glass substrate and a light emitting element is formed thereon, the flatness of the microresonance layer is appropriately adjusted. The purpose is to secure.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、ガラス基板(10)の上に微小共振層(30)を形成し、微小共振層(30)の上に少なくとも1以上の発光層(44)およびそれを発光させる電極(41、46)を形成してなる表示素子において、ガラス基板(10)はソーダガラスからなり、微小共振層(30)の高屈折材料が酸化チタン(TiO2)からなり、表面のアルカリ成分を除去する工程に施されたガラス基板(10)の上に、パッシベーション膜(20)を形成し、その上に微小共振層(30)を形成してなることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a microresonant layer (30) is formed on a glass substrate (10), and at least one light emitting layer (30) is formed on the microresonant layer (30). 44) and electrodes (41, 46) for emitting light thereof, the glass substrate (10) is made of soda glass, and the high refractive material of the microresonant layer (30) is titanium oxide (TiO 2 ). A passivation film (20) is formed on a glass substrate (10) subjected to the step of removing alkali components on the surface, and a microresonance layer (30) is formed thereon. It is said.

つまり、本発明は、ガラス基板(10)がソーダガラス、微小共振層(30)の高屈折材料が酸化チタン(TiO2)からなる場合に、ガラス基板(10)の表面のアルカリ成分を除去する工程を行い、その上にパッシベーション膜(20)を形成し、その上に微小共振層(30)を形成してなる表示素子を提供するものである。 That is, the present invention removes the alkali component on the surface of the glass substrate (10) when the glass substrate (10) is made of soda glass and the high refractive material of the microresonant layer (30) is made of titanium oxide (TiO 2 ). A display element is provided in which a process is performed, a passivation film (20) is formed thereon, and a microresonance layer (30) is formed thereon.

本発明者の検討によれば、本発明のような表示素子の構成とすれば、微小共振層(30)の膜表面における凹凸を抑制して均一な膜とでき、平坦性を向上させることができることを実験的に確認した。   According to the study of the present inventor, the configuration of the display element as in the present invention can suppress unevenness on the film surface of the microresonance layer (30) to form a uniform film and improve the flatness. It was confirmed experimentally that it was possible.

これは、微小共振層(30)の平坦性を阻害するガラス基板(10)表面のアルカリ成分を除去するとともに、パッシベーション膜(20)によって新たなアルカリ成分の析出を防止するためと考えられる。   This is considered to remove the alkali component on the surface of the glass substrate (10) hindering the flatness of the microresonant layer (30) and prevent the precipitation of a new alkali component by the passivation film (20).

したがって、本発明によれば、ガラス基板(10)の上に微小共振層(30)を形成し、その上に発光素子(40)を形成してなる表示素子において、微小共振層(30)の平坦性を適切に確保することができる。   Therefore, according to the present invention, in the display element in which the microresonance layer (30) is formed on the glass substrate (10) and the light emitting element (40) is formed thereon, the microresonance layer (30) Flatness can be ensured appropriately.

また、請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の表示素子において、パッシベーション膜(20)の屈折率が1.4〜1.6であることを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, in the display element according to the first aspect, the refractive index of the passivation film (20) is 1.4 to 1.6.

パッシベーション膜(20)の屈折率を1.4〜1.6とすれば、パッシベーション膜(20)の屈折率をガラスに近いものにできる。それにより、ガラス基板(10)と微小共振層(30)との間に新たな層であるパッシベーション膜(20)を設けることによる光学的な影響を極力無くすことができる。   If the refractive index of the passivation film (20) is 1.4 to 1.6, the refractive index of the passivation film (20) can be made close to glass. Thereby, the optical influence by providing the passivation film (20) which is a new layer between the glass substrate (10) and the microresonance layer (30) can be eliminated as much as possible.

また、請求項3に記載の発明のように、請求項1または請求項2に記載の表示素子においては、パッシベーション膜(20)は、SiO2からなる膜であることを特徴とするものにできる。 Further, as in the invention described in claim 3, in the display element described in claim 1 or 2, the passivation film (20) can be characterized in that it is a film made of SiO 2. .

SiO2膜は汎用的に使用されるパッシベーション膜であるので、コスト的に優位である。 Since the SiO 2 film is a general-purpose passivation film, it is advantageous in terms of cost.

また、請求項4に記載の発明のように、請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の表示素子においては、アルカリ成分を除去する工程は、プラズマ処理であることを特徴とするものにできる。   Further, as in the invention according to claim 4, in the display element according to any one of claims 1 to 3, the step of removing the alkali component is a plasma treatment. Can be a thing.

また、請求項5に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の表示素子において、パッシベーション膜(20)および微小共振層(30)は、スパッタにより成膜されたものであることを特徴としている。   In the invention according to claim 5, in the display element according to any one of claims 1 to 4, the passivation film (20) and the microresonant layer (30) are formed by sputtering. It is characterized by being.

それによれば、パッシベーション膜(20)および微小共振層(30)を、真空雰囲気中で連続して成膜することにより、大気や液中に浸すことによる汚染や、ガラス基板(10)の裏面のアルカリ成分の影響を抑制することができる。   According to this, by continuously forming the passivation film (20) and the microresonant layer (30) in a vacuum atmosphere, contamination due to immersion in the atmosphere or liquid, and the back surface of the glass substrate (10). The influence of the alkali component can be suppressed.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。本発明の実施形態に係る表示素子は、微小共振構造を持つ有機EL素子、無機EL素子などであって、ガラス基板の上に微小共振層を形成し、微小共振層の上に少なくとも1以上の発光層およびそれを発光させる電極を形成してなる表示素子である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A display element according to an embodiment of the present invention is an organic EL element or an inorganic EL element having a microresonance structure, wherein a microresonance layer is formed on a glass substrate, and at least one or more on the microresonance layer. It is a display element in which a light emitting layer and an electrode for emitting light are formed.

以下、限定するものではないが、有機EL素子に本発明を適用した例をとって説明をする。図1は、本発明の実施形態に係る表示素子としての有機EL素子100の概略断面構成を示す図である。   Hereinafter, although it does not limit, it demonstrates taking the example which applied this invention to the organic EL element. FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross-sectional configuration of an organic EL element 100 as a display element according to an embodiment of the present invention.

この有機EL素子100は、ガラス基板10の上に、パッシベーション膜20、微小共振層30、発光素子40が順次積層されたものである。ここで、微小共振層30は高屈折材料層31と低屈折材料層32とが交互に積層されたものである。また、発光素子40は有機EL素子における素子部であり、少なくとも1以上の発光層44およびそれを発光させる電極41、46を含んで構成されるものである。   In the organic EL element 100, a passivation film 20, a microresonance layer 30, and a light emitting element 40 are sequentially laminated on a glass substrate 10. Here, the microresonant layer 30 is formed by alternately stacking high refractive material layers 31 and low refractive material layers 32. The light emitting element 40 is an element part in the organic EL element, and includes at least one or more light emitting layers 44 and electrodes 41 and 46 that emit light.

具体的には、図1に示されるように、発光素子40は、微小共振層30側から、陽極41、正孔注入層42、正孔輸送層43、発光層44、電子輸送層45、陰極46が順次積層形成されてなる。これら発光素子40を形成する各層41〜46は、一般的な有機EL素子に適用される材料などにより構成される。   Specifically, as shown in FIG. 1, the light emitting element 40 includes an anode 41, a hole injection layer 42, a hole transport layer 43, a light emitting layer 44, an electron transport layer 45, a cathode from the microresonant layer 30 side. 46 are sequentially laminated. Each of the layers 41 to 46 forming the light emitting element 40 is made of a material applied to a general organic EL element.

なお、発光層44は、複数の層からなるものであってもよい。また、発光層44は、少なくとも陽極と陰極とに挟まれたものであればよく、正孔注入層42、正孔輸送層43、電子輸送層45、さらには電子注入層などは、必要に応じて適宜、省略、追加した構成とすることができる。   The light emitting layer 44 may be composed of a plurality of layers. Further, the light emitting layer 44 may be at least sandwiched between the anode and the cathode, and the hole injection layer 42, the hole transport layer 43, the electron transport layer 45, and the electron injection layer may be used as necessary. The configuration may be omitted or added as appropriate.

ここで、本実施形態の有機EL素子100においては、独自の構成点として、ガラス基板10はソーダガラスからなり、また、表面のアルカリ成分を除去する工程に施されたものである。また、微小共振層30の高屈折材料層31が酸化チタン(TiO2)膜からなり、微小共振層30はガラス基板10の上に、パッシベーション膜20を介して形成されている。 Here, in the organic EL element 100 of the present embodiment, as a unique constituent point, the glass substrate 10 is made of soda glass, and is subjected to a step of removing the alkaline component on the surface. Further, the high refractive material layer 31 of the microresonance layer 30 is made of a titanium oxide (TiO 2 ) film, and the microresonance layer 30 is formed on the glass substrate 10 via the passivation film 20.

また、本実施形態では、パッシベーション膜20の屈折率が1.4〜1.6であることが好ましく、たとえば、パッシベーション膜20は、SiO2からなる膜を採用することができる。 In the present embodiment, the refractive index of the passivation film 20 is preferably 1.4 to 1.6. For example, a film made of SiO 2 can be adopted as the passivation film 20.

また、ガラス基板10の表面のアルカリ成分を除去する工程としては、プラズマ処理を採用することができる。そして、パッシベーション膜20および微小共振層30は、スパッタにより成膜されたものであることが好ましい。   Moreover, as a process of removing the alkali component on the surface of the glass substrate 10, plasma treatment can be employed. And it is preferable that the passivation film 20 and the microresonance layer 30 are formed by sputtering.

次に、本実施形態において、高屈折材料層31が酸化チタン(TiO2)膜からなる微小共振層30を、表面のアルカリ成分を除去する工程に施されたガラス基板10の上に、パッシベーション膜20を介して形成するという独自の構成を採用したのは、次に述べるような検討の結果を根拠とするものである。その検討の一例を述べる。 Next, in the present embodiment, the microresonance layer 30 in which the high refractive material layer 31 is made of a titanium oxide (TiO 2 ) film is formed on the passivation film on the glass substrate 10 that has been subjected to the step of removing the alkali component on the surface. The reason for adopting the unique configuration of forming via 20 is based on the results of the following studies. An example of the study will be described.

[検討例]
ガラス基板10としてのソーダガラスについて、その上の各膜の成膜前にUVオゾン処理、中性洗剤によるブラシ洗浄、スピン乾燥、120℃オーブンによる乾燥を行った。
[Examination example]
The soda glass as the glass substrate 10 was subjected to UV ozone treatment, brush cleaning with a neutral detergent, spin drying, and drying in a 120 ° C. oven before forming each film thereon.

この検討例では、このガラス基板10を用いて、以下の実施例および比較例を行い、表面のアルカリ成分を除去する工程としてのプラズマ処理およびパッシベーション膜の有無による変化を調べた。   In this examination example, using the glass substrate 10, the following examples and comparative examples were performed, and changes due to the presence or absence of a plasma treatment and a passivation film as a process of removing the alkali component on the surface were examined.

実施例として、成膜前にAr:O2=7:3、真空度3.3×10-3Torr、2.0W/cm2、3分の条件でプラズマ処理を行い、パッシベーション膜20としてSiO2を厚さ30nm成膜した。 As an example, plasma treatment was performed under the conditions of Ar: O 2 = 7: 3, vacuum degree 3.3 × 10 −3 Torr, 2.0 W / cm 2 , 3 minutes before film formation, and the passivation film 20 was made of SiO. 2 was deposited to a thickness of 30 nm.

この上に微小共振層30の高屈折材料層31であるTiO2を成膜した。TiO2の膜厚は、共振したい波長により制御が必要であるが、今回は100nmとした。成膜はRFスパッタ法で基板温度は300℃である。 A TiO 2 film that is a highly refractive material layer 31 of the microresonant layer 30 was formed thereon. The film thickness of TiO 2 needs to be controlled depending on the wavelength at which it is desired to resonate. Film formation is performed by RF sputtering, and the substrate temperature is 300.degree.

この実施例としてのTiO2を作製した基板10において、TiO2の表面を原子間力顕微鏡(AFM)にて評価した。図2は、本実施例および後述する比較例におけるTiO2の表面の様子を、当該表面のAFM像に基づいて作成した模式的に表した図である。 In the substrate 10 on which TiO 2 as this example was fabricated, the surface of TiO 2 was evaluated by an atomic force microscope (AFM). FIG. 2 is a diagram schematically showing the state of the surface of TiO 2 in the present example and a comparative example described later based on the AFM image of the surface.

図2において、(a)はプラズマ処理あり、SiO2膜30nm、TiO2膜100nm成膜した実施例のもの、(b)はプラズマ処理なし、SiO2膜50nm、TiO2膜100nm成膜した比較例2のもの、(c)はプラズマ処理なし、SiO2膜なし、TiO2膜100nm成膜した比較例5のものである。 In FIG. 2, (a) is a plasma treatment, SiO 2 film 30 nm, that of the embodiment described TiO 2 film 100nm deposition, (b) is no plasma treatment, SiO 2 film 50 nm, compared to the TiO 2 film 100nm deposition In Example 2, (c) is that in Comparative Example 5 in which no plasma treatment, no SiO 2 film, and a TiO 2 film of 100 nm were formed.

本実施例の基板10においては、図2(a)に示されるように、TiO2膜の膜表面における凹凸を抑制して均一な膜とできている。具体的には、このAFM評価において、十点平均粗さ(Rz)が30nmであり、TiO2の異常成長もみられなかった。なお、このRz30nmという値は、液晶や有機EL等の表示素子で一般的に用いられる透明電極とほぼ同等のあらさであり、表示素子として使用できる程度のあらさである。 In the substrate 10 of this example, as shown in FIG. 2A, the unevenness on the film surface of the TiO 2 film is suppressed to form a uniform film. Specifically, in this AFM evaluation, the ten-point average roughness (Rz) was 30 nm, and no abnormal growth of TiO 2 was observed. Note that this value of Rz 30 nm is almost the same as that of a transparent electrode generally used in a display element such as a liquid crystal or an organic EL, and is roughly enough to be used as a display element.

また、比較例として、上記ガラス基板10に対して、上記実施例と比べて、比較例1:プラズマ処理なし、SiO2膜厚30nm、比較例2:プラズマ処理なし、SiO2膜厚50nm、比較例3:プラズマ処理なし、SiO2膜厚100nm、比較例4:プラズマ処理あり、SiO2無、比較例5:プラズマ処理なし、SiO2無、という条件のものを作成した。 As a comparative example, with respect to the glass substrate 10, as compared to the aforementioned Example and Comparative Example 1: no plasma treatment, SiO 2 film thickness 30 nm, Comparative Example 2: No plasma treatment, SiO 2 film thickness 50 nm, compared Example 3 A sample was prepared under the conditions of no plasma treatment, SiO 2 film thickness of 100 nm, comparative example 4: with plasma treatment, no SiO 2 and comparative example 5: no plasma treatment, no SiO 2 .

これら比較例では、TiO2膜厚は全て100nmで行った。また、各比較例のRzは、比較例1:85nm、比較例2:88nm、比較例3:70nm、比較例4:125nm、比較例5:118nmであった。 In these comparative examples, the TiO 2 film thickness was 100 nm. Moreover, Rz of each comparative example was comparative example 1:85 nm, comparative example 2:88 nm, comparative example 3:70 nm, comparative example 4: 125 nm, comparative example 5: 118 nm.

プラズマ処理なしでもパッシベーション膜20であるSiO2を成膜すると、若干Rzが低減する方向に向かうが、SiO2膜厚100nmまで厚くしても大きく改善はされなかった。これはガラス表面のアルカリ成分がSiO2成膜時にSiO2中、または表層に析出するためと考えられる。 Even if no plasma treatment is performed, when SiO 2 as the passivation film 20 is formed, Rz is slightly reduced. However, even if the SiO 2 film thickness is increased to 100 nm, the improvement is not greatly improved. This is presumably because the alkali component on the glass surface precipitates in SiO 2 or on the surface layer during SiO 2 film formation.

プラズマ処理だけの場合(上記比較例4の場合)は、何もしない場合(上記比較例5の場合)とほとんど変化がなかった。これは、ガラス基板10であるソーダガラスの表面のアルカリ成分を除去しても、新たに析出したアルカリ成分がTiO2に影響を及ぼしたものと考えられる。 In the case of only the plasma treatment (in the case of the comparative example 4), there was almost no change from the case of nothing (in the case of the comparative example 5). This is considered that even if the alkali component on the surface of the soda glass as the glass substrate 10 was removed, the newly deposited alkali component had an effect on TiO 2 .

以上から、プラズマ処理とパッシベーション膜を組み合わせたものは、プラズマ処理がガラス表面のアルカリ成分を除去し、パッシベーション膜が新たに析出するアルカリ成分を閉じ込めるため、TiO2成膜においてアルカリ成分による影響を受けず良好な膜を形成すると考えられる。 From the above, the combination of the plasma treatment and the passivation film is affected by the alkali component in the TiO 2 film formation because the plasma treatment removes the alkali component on the glass surface and traps the newly deposited alkali component. It is considered that a good film is formed.

具体的には、図2に示されるように、TiO2の異常成長もSiO2を形成することである程度減らすことはできるが(図2(b)、(c)参照)、プラズマ処理を行い且つSiO2膜厚30nmとした上記実施例(図2(a)参照)と比較すると、その効果は不十分である。 Specifically, as shown in FIG. 2, abnormal growth of TiO 2 can be reduced to some extent by forming SiO 2 (see FIGS. 2B and 2C), but plasma treatment is performed and Compared with the above-described embodiment (see FIG. 2A) in which the SiO 2 film thickness is 30 nm, the effect is insufficient.

以上の結果をもとに、上記図1に示される構成において、上記実施例の条件および上記比較例5の条件にて有機EL素子を作製した。   Based on the above results, in the configuration shown in FIG. 1, an organic EL element was produced under the conditions of the above example and the comparative example 5.

まず、上記実施例および比較例5と同様に、ソーダガラスからなるガラス基板10に対し、実施例では上記プラズマ処理あり、SiO2膜厚30nmの工程を行い、上記比較例5では上記プラズマ処理およびSiO2の形成をともに行わない。このように用意されたガラス基板10上に微小共振層30を形成する。 First, as in the above Example and Comparative Example 5, the glass substrate 10 made of soda glass is subjected to the above plasma treatment in the Example, and the SiO 2 film thickness is 30 nm. In the above Comparative Example 5, the above plasma treatment and Neither SiO 2 is formed. The microresonance layer 30 is formed on the glass substrate 10 thus prepared.

ここで、微小共振層30は高屈折材料層31であるTiO2と低屈折材料層32であるSiO2とが交互に積層されたもので、その微小共振層30の膜厚は、ガラス基板10側よりTiO2/SiO2/TiO2/SiO2=60nm/360nm/60nm/160nmとした。 Here, the microresonant layer 30 is formed by alternately laminating TiO 2 which is a high refractive material layer 31 and SiO 2 which is a low refractive material layer 32, and the film thickness of the micro resonant layer 30 is the glass substrate 10. From the side, TiO 2 / SiO 2 / TiO 2 / SiO 2 = 60 nm / 360 nm / 60 nm / 160 nm.

次に、陽極41として透明電極であるITO(インジウムチンオキサイド)を210nm成膜した。また、ここでは破壊抑制のため、成膜後のITO表面をラップ研磨した。   Next, 210 nm of ITO (indium tin oxide), which is a transparent electrode, was formed as the anode 41. In addition, here, the ITO surface after film formation was lapped to suppress destruction.

次に、正孔注入層42として銅フタロシアニン(CuPc)を15nm、正孔輸送層43としてα−NPD(α−ナフチル・フェニル・ベンゼン)を40nm、発光層44として電子輸送性のAlq(トリス(8−キノリール)アルミニウム)に蛍光色素としてのクマリンを1%添加した層を40nm、電子輸送層45としてAlqを20nm、それぞれ真空蒸着法により形成した。   Next, copper phthalocyanine (CuPc) is 15 nm as the hole injection layer 42, α-NPD (α-naphthylphenylbenzene) is 40 nm as the hole transport layer 43, and electron transporting Alq (Tris ( A layer in which 1% of coumarin as a fluorescent dye was added to 8-quinolyl) aluminum) was formed to 40 nm, and Alq was formed to 20 nm as an electron transport layer 45 by vacuum deposition.

次に、陰極46としては、電子注入性を高めるために電子輸送層45側にLiF(フッ化リチウム)を0.5nm形成し、このLiFの上にアルミニウムを100nm形成したものを作成した。   Next, the cathode 46 was prepared by forming 0.5 nm of LiF (lithium fluoride) on the electron transport layer 45 side in order to enhance the electron injection property and forming 100 nm of aluminum on this LiF.

上記方法により形成した実施例としての有機EL素子100は、ダークスポットもなく良好な発光状態を示した。一方、比較例5の条件で作成した有機EL素子はダークスポットが多発した。   The organic EL element 100 as an example formed by the above method showed a good light emission state without dark spots. On the other hand, the organic EL device prepared under the conditions of Comparative Example 5 frequently had dark spots.

これは、比較例5の素子では、TiO2は膜の異常成長部があり、凹凸も大きいため、その部分がITO研磨の際にITOと共に欠落したためダークスポットになったと考えられる。 This is probably because in the element of Comparative Example 5, TiO 2 has an abnormally grown portion of the film and the unevenness is large, and that portion was lost together with ITO during ITO polishing, so that it became a dark spot.

以上のような検討例から、本実施形態では、上記した独自の構成を採用しているものである。   From the examination examples as described above, in this embodiment, the above-described unique configuration is adopted.

このように、本実施形態によれば、ガラス基板10の上に微小共振層30を形成し、微小共振層30の上に少なくとも1以上の発光層44およびそれを発光させる電極41、46を形成してなる表示素子において、ガラス基板10はソーダガラスからなり、微小共振層30の高屈折材料が酸化チタン(TiO2)からなり、表面のアルカリ成分を除去する工程に施されたガラス基板10の上に、パッシベーション膜20を形成し、その上に微小共振層30を形成してなることを特徴とする表示素子100が提供される。 Thus, according to the present embodiment, the microresonant layer 30 is formed on the glass substrate 10, and at least one light emitting layer 44 and the electrodes 41 and 46 that emit light are formed on the microresonant layer 30. In this display element, the glass substrate 10 is made of soda glass, the high refractive material of the microresonant layer 30 is made of titanium oxide (TiO 2 ), and the glass substrate 10 subjected to the step of removing the alkali component on the surface is used. A display element 100 is provided in which a passivation film 20 is formed thereon and a microresonant layer 30 is formed thereon.

つまり、本実施形態では、ガラス基板10がソーダガラス、微小共振層30の高屈折材料が酸化チタン(TiO2)からなる場合に、微小共振層30を形成する前に、ガラス基板10の表面のアルカリ成分を除去する工程を行い、その上にパッシベーション膜20を形成し、そのパッシベーション層20の上に微小共振層30を形成してなる表示素子100を提供するものである。 That is, in this embodiment, when the glass substrate 10 is made of soda glass and the high refractive material of the microresonance layer 30 is made of titanium oxide (TiO 2 ), the surface of the glass substrate 10 is formed before the microresonance layer 30 is formed. A display element 100 is provided in which a step of removing an alkali component is performed, a passivation film 20 is formed thereon, and a microresonance layer 30 is formed on the passivation layer 20.

上述したように、本発明者の検討によれば、本実施形態のような表示素子100の構成とすれば、微小共振層30の膜表面における凹凸を抑制して均一な膜とでき、平坦性を向上させることができることを実験的に確認した(上記図2参照)。   As described above, according to the study of the present inventor, if the configuration of the display element 100 as in the present embodiment is adopted, the unevenness on the film surface of the microresonance layer 30 can be suppressed and a uniform film can be formed. Was experimentally confirmed (see FIG. 2 above).

したがって、本実施形態によれば、ガラス基板10の上に微小共振層30を形成し、その上に発光素子40を形成してなる表示素子において、微小共振層30の平坦性を適切に確保することができる。   Therefore, according to this embodiment, in the display element in which the microresonant layer 30 is formed on the glass substrate 10 and the light emitting element 40 is formed thereon, the flatness of the microresonant layer 30 is appropriately ensured. be able to.

また、本実施形態では、表示素子100において、パッシベーション膜20の屈折率が1.4〜1.6であることが好ましいとしている。   In the present embodiment, in the display element 100, the refractive index of the passivation film 20 is preferably 1.4 to 1.6.

パッシベーション膜20の屈折率を1.4〜1.6とすれば、パッシベーション膜20の屈折率をガラスに近いものにできる。それにより、ガラス基板10と微小共振層30との間に新たな層であるパッシベーション膜20を設けることによる光学的な影響を極力無くすことができる。   If the refractive index of the passivation film 20 is 1.4 to 1.6, the refractive index of the passivation film 20 can be made close to glass. Thereby, the optical influence by providing the passivation film 20 which is a new layer between the glass substrate 10 and the microresonance layer 30 can be eliminated as much as possible.

また、本実施形態では、表示素子100においては、パッシベーション膜20としては、SiO2からなる膜を採用している。SiO2膜は汎用的に使用されるパッシベーション膜であるので、コスト的に優位である。 In this embodiment, the display element 100 employs a film made of SiO 2 as the passivation film 20. Since the SiO 2 film is a general-purpose passivation film, it is advantageous in terms of cost.

また、本実施形態では、アルカリ成分を除去する工程は、プラズマ処理であるが、それ以外の方法を採用してもよい。   In the present embodiment, the step of removing the alkali component is plasma treatment, but other methods may be adopted.

また、本実施形態では、表示素子100において、パッシベーション膜20および微小共振層30は、スパッタにより成膜されたものであることが好ましい。   In the present embodiment, in the display element 100, the passivation film 20 and the microresonant layer 30 are preferably formed by sputtering.

パッシベーション膜20および微小共振層30を、真空雰囲気中で連続して成膜することにより、大気や液中に浸すことによる汚染や、ガラス基板10の裏面のアルカリ成分の影響を抑制することができる。   By continuously forming the passivation film 20 and the microresonant layer 30 in a vacuum atmosphere, it is possible to suppress contamination caused by immersion in the atmosphere or liquid and the influence of the alkali component on the back surface of the glass substrate 10. .

本発明の実施形態に係る表示素子としての有機EL素子の概略的な断面構成を示す図である。It is a figure which shows schematic sectional structure of the organic EL element as a display element which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例および比較例におけるTiO2の表面の様子を、当該表面のAFM像に基づいて作成した模式的に表した図であり、(a)はプラズマ処理あり、SiO2膜30nm、TiO2膜100nm成膜したもの、(b)はプラズマ処理なし、SiO2膜50nm、TiO2膜100nm成膜したもの、(c)はプラズマ処理なし、SiO2膜なし、TiO2膜100nm成膜したものである。The state of the TiO 2 surface in the examples and comparative examples of the present invention, is a diagram showing schematically created based on AFM images of the surface, (a) shows the Yes plasma treatment, SiO 2 film 30 nm, TiO those 2 film 100nm deposition, (b) is no plasma treatment, the SiO 2 film 50 nm, which was the TiO 2 film 100nm deposition, (c) is no plasma treatment, no SiO 2 film was TiO 2 film 100nm deposition Is. ソーダガラスの上に表面処理をしないでTiO2、SiO2を成膜した素子の断面を示す顕微鏡写真である。Without surface treatment on the soda glass is a microscopic photograph showing a cross-section of the element forming a TiO 2, SiO 2.

符号の説明Explanation of symbols

10…ガラス基板、20…パッシベーション膜、30…微小共振層、
40…発光素子、41…陽極、42…正孔注入層、43…正孔輸送層、
44…発光層、45…電子輸送層、46…陰極。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Glass substrate, 20 ... Passivation film | membrane, 30 ... Micro resonance layer,
40 ... Light emitting element, 41 ... Anode, 42 ... Hole injection layer, 43 ... Hole transport layer,
44 ... Light emitting layer, 45 ... Electron transport layer, 46 ... Cathode.

Claims (5)

ガラス基板(10)の上に微小共振層(30)を形成し、前記微小共振層(30)の上に少なくとも1以上の発光層(44)およびそれを発光させる電極(41、46)を形成してなる表示素子において、
前記ガラス基板(10)はソーダガラスからなり、
前記微小共振層(30)の高屈折材料が酸化チタン(TiO2)からなり、
表面のアルカリ成分を除去する工程に施された前記ガラス基板(10)の上に、パッシベーション膜(20)を形成し、その上に前記微小共振層(30)を形成してなることを特徴とする表示素子。
A microresonance layer (30) is formed on a glass substrate (10), and at least one light emitting layer (44) and electrodes (41, 46) for emitting light are formed on the microresonance layer (30). In the display element,
The glass substrate (10) is made of soda glass,
The highly refractive material of the microresonant layer (30) is made of titanium oxide (TiO 2 ),
A passivation film (20) is formed on the glass substrate (10) subjected to the step of removing the alkali component on the surface, and the microresonance layer (30) is formed thereon. Display element to be used.
前記パッシベーション膜(20)の屈折率が1.4〜1.6であることを特徴とする請求項1に記載の表示素子。 The display element according to claim 1, wherein the refractive index of the passivation film (20) is 1.4 to 1.6. 前記パッシベーション膜(20)は、SiO2からなる膜であることを特徴とする請求項1または2に記載の表示素子。 The display element according to claim 1, wherein the passivation film is a film made of SiO 2 . 前記アルカリ成分を除去する工程は、プラズマ処理であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の表示素子。 The display element according to claim 1, wherein the step of removing the alkali component is a plasma treatment. 前記パッシベーション膜(20)および前記微小共振層(30)は、スパッタにより成膜されたものであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の表示素子。
The display element according to any one of claims 1 to 4, wherein the passivation film (20) and the microresonance layer (30) are formed by sputtering.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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