JP2006351314A - Top emission light-emitting display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トップエミッション型有機発光ディスプレイの基板に関する。 The present invention relates to a substrate of a top emission type organic light emitting display.
有機発光ディスプレイ(以下、OLED(Organic Light Emitting Display)という。)としては、従来、ガラス基板あるいは透明なプラスチック基板および有機フィルム上に順次形成した陽極、発光層等および陰極に直流電流を流して発光させ、マルチカラー表示またはフルカラー表示を可能にする素子が知られている。
また、光を取り出す構造により、(1)基板側から光を取り出すボトムエミッション型、(2)基板と反対側から光を取り出すトップエミッション型、がある。
Conventionally, an organic light emitting display (hereinafter referred to as OLED (Organic Light Emitting Display)) emits light by directing a direct current through an anode, a light emitting layer, etc., and a cathode sequentially formed on a glass substrate or a transparent plastic substrate and an organic film. Devices that enable multi-color display or full-color display are known.
Further, there are (1) a bottom emission type in which light is extracted from the substrate side and (2) a top emission type in which light is extracted from the side opposite to the substrate, depending on the structure for extracting light.
従来のボトムエミッション型OLEDの構造としては、図11に示すように、ガラス基板20上に、透明電極である陽極21、有機化合物からなる正孔輸送層7、有機化合物からなる発光層8、有機化合物からなる電子輸送層9、電子注入層10及び金属電極である陰極22とが順次積層された構造がある。
As shown in FIG. 11, a conventional bottom emission type OLED has a structure in which an anode 21 which is a transparent electrode, a
その他にも、陽極21と陰極22の間に、有機化合物からなる発光層8及び有機化合物からなる正孔輸送層7が配された2層構造のもの、あるいは、陰極21と陽極22との間に、有機化合物からなる電子輸送層9、有機化合物からなる発光層8及び有機化合物からなる正孔輸送層7が積層された3層構造のものが知られている。
In addition, a two-layer structure in which a
更には、図11を参照すると、陽極21と正孔輸送層7との間に正孔注入層を設け、発光効率を向上させたものも知られている。
正孔輸送層7は陽極21から正孔を輸送する機能と陰極22から輸送されてきた電子をブロックする機能とを有し、電子輸送層9は陰極22から電子を輸送する機能と陽極21から輸送されてきた正孔をブロックする機能とを有する、いわゆる、ダブルヘテロ構造となっている。
Furthermore, referring to FIG. 11, it is also known that a hole injection layer is provided between the anode 21 and the
The
これらOLEDにおいては、陽極21の外側にはガラス基板20が配されており、陰極22から注入された電子と陽極21から注入された正孔が発光層8にて再結合して励起子を形成し、この励起子が放射失活する過程で光を発生し、この光が陽極21とガラス基板20を透過し外部に放射される。ガラス基板上には、発光領域とは別にOLEDを駆動するTFT駆動回路3が形成されている。
In these OLEDs, a
従来の基板の材料としては、ソーダガラス、石英、サファイアの無機材料の他に、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンー2、6―ナフタレート、ポリカーボネイト、ポリサリフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、が知られている。 Conventional substrate materials include soda glass, quartz, and sapphire inorganic materials, and plastics such as polyethylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, polycarbonate, polysaliphone, polyethersulfone, polysulfone, and polyethersulfone. Polyarylate, fluororesin, polypropylene, polyimide resin, and epoxy resin are known.
陽極21には、ITO(Indium Tin Oxide)やSnO2等の透明導電性材料が用いられるが、電気抵抗値は素子の消費電力や発熱を低減するため低抵抗にする必要がある。
陰極22には、仕事関数の小さいMg,Al,In,Agの単層金属またはAl−Mg,Ag−Mg,Al−Li,Mg−Ag等の合金が用いられる。
正孔輸送層7は、陽極21の上に形成され、芳香族三級アミン誘導体、フタロシアニン誘導体等がある。また、上記材料の単層構造でもよいし、複層構造であってもよい。
A transparent conductive material such as ITO (Indium Tin Oxide) or
For the
The
発光層8は、正孔輸送層7の上に形成され、発光材料及び必要により添加するドーピング材料からなる。ドーピング材料は、発光層8からの発光効率を向上させ、発光色を変化させる場合に発光層中に添加する材料である。発光材料およびドーピング材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ルブレン、キナクリドン、希土類錯体、イリジウム錯体、アントラセン類、各種蛍光色素等である。
The
電子輸送層9は、発光層8の上に形成され、陰極22から効率よく電子が注入された電子を輸送する能力をもち、発光層に対して優れた電子注入効果を有する。材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、トリアゾール錯体等がある。
電子注入層10は、陰極22から効率よく電子を注入しやすくする能力をもち、また電子輸送層9への電子の注入を効率的に行う。材料としては、リチウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体等がある。
The
The
また、プラスチック基板を使用し、フレキシブルディスプレイ化を図るに際し、OLEDの有機化合物はプラスチック基板を透過した水分により劣化するため、基板としての防湿性を高める必要があった。 In addition, when a plastic substrate is used to make a flexible display, the organic compound of the OLED is deteriorated by moisture transmitted through the plastic substrate, and thus it is necessary to improve moisture resistance as a substrate.
従来、OLEDの放熱性を改善するいくつかの技術が提案されている。
例えば、特許文献1には光透過性を有する基板の熱伝導率を0.75(W/m・deg)を超えるものとし、石英基板またはサファイア基板の使用を提案している。
Conventionally, several techniques for improving the heat dissipation of the OLED have been proposed.
For example,
また、特許文献2にはガラス基板に熱伝導のよい金属酸化物を添加してガラス基板の熱伝導性を向上させる技術が提案されている。特許文献3には透明性を有する基板の表面または内部の少なくとも一方に基板よりも高い熱伝導率をもつ熱伝導層を設ける構造が提案されている。特許文献3にはプラスチック基板を基板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料よりなる放熱層で被覆する技術が提案されている。また、特許文献5や特許文献6には有機EL素子の陰極上に放熱層を設ける技術が提案されている。また非特許文献1には、プラスチック基板に窒化酸化シリコン膜を形成し防湿性と透明性を図る技術が記載されている。
一方、特許文献7には、良好な可撓性と耐久性を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置として、画面部と当該画面部を駆動する回路部とを備え、画面部はフィルム状金属基板上に直接形成された有機エレクトロルミネッセンス素子と当該有機エレクトロルミネッセンス素子と回路部とを接続する配線とを有する、巻回収納可能な表示装置が提案されている。駆動回路等の回路部は画面部に形成せずに、画面部の所定の一測端部、具体的には、第1電極が形作るストライプと平行な一辺の測端部に例えば輝度信号回路、走査回路、電源回路等の回路を上述した一辺に沿って配置している。
従来の、ガラス基板またはプラスチック基板上に形成したOLEDでは、基板の熱伝導率が低いため、たとえ該基板に隣接して放熱層を形成したとしても、発光層等の有機化合物および駆動回路からの発熱を、周囲空気雰囲気へ実用性のある十分な放熱を得ることが困難である。
OLEDの発光輝度は注入電流密度に比例して増大し、現在1万(cd/m2)以上の発光輝度を大面積で実現可能な実力を有しており、ディスプレイの他に照明等への応用展開も可能であるので、放熱対策は最重要課題となる。
発光にともなう発熱および駆動電流による発熱により、OLEDを構成する有機化合物は、酸化、凝集、結晶化等の物理化学的不可逆変化を起こし発光寿命の低下をもたらす。
In a conventional OLED formed on a glass substrate or a plastic substrate, since the thermal conductivity of the substrate is low, even if a heat dissipation layer is formed adjacent to the substrate, the organic light emitting layer and other organic compounds and the drive circuit It is difficult to obtain sufficient heat radiation that is practical to the ambient air atmosphere.
The emission brightness of OLEDs increases in proportion to the injection current density, and has the ability to realize emission brightness of 10,000 (cd / m2) or more in a large area. Since deployment is also possible, heat dissipation measures are the most important issue.
Due to the heat generated by the light emission and the heat generated by the drive current, the organic compound constituting the OLED undergoes physicochemical irreversible changes such as oxidation, aggregation, and crystallization, resulting in a decrease in the light emission lifetime.
また、TFT等の駆動素子は低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを使用しているため、発熱により閾値電圧に変動を起こす。また、OLEDを構成する有機化合物は半導体であり、初期使用時には温度上昇により抵抗が下がり輝度上昇を招く。その温度特性がR,G,B毎に異なっているため、極力発熱による温度上昇を抑制する必要がある。 In addition, since driving elements such as TFTs use low-temperature polysilicon or amorphous silicon, the threshold voltage fluctuates due to heat generation. Further, the organic compound constituting the OLED is a semiconductor, and the resistance is lowered due to a temperature rise at the time of initial use, resulting in an increase in luminance. Since the temperature characteristics are different for each of R, G, and B, it is necessary to suppress the temperature rise due to heat generation as much as possible.
OLEDをフレキシブル化で使用するために、プラスチックフィルム基板の適用等が検討されているが、プラスチックフィルムは前記したように熱伝導率が低く十分な放熱効果が得られない。更に、プラスチックフィルム基板は防湿性が低いため、プラスチックフィルム基板より進入した水分や酸素やアルカリ可動イオンは、OLEDを構成する有機化合物の特性を劣化させ、また、TFT等の駆動素子の動作不良を招くため、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を極力排除する必要がある。 In order to use an OLED in a flexible manner, application of a plastic film substrate or the like has been studied. However, as described above, a plastic film has a low thermal conductivity and cannot provide a sufficient heat dissipation effect. Furthermore, since the plastic film substrate has low moisture resistance, moisture, oxygen, and alkali mobile ions that have entered from the plastic film substrate deteriorate the characteristics of the organic compound that constitutes the OLED, and also cause malfunctions in driving elements such as TFTs. Therefore, it is necessary to eliminate the entry of moisture, oxygen and alkali mobile ions as much as possible.
画面部に駆動回路等を形成しないフィルム状金属基板を用いたトップエミッション型OLEDでは、アクティブマトリクス型駆動は不可能であり、パッシブ型駆動となる。パッシブ型駆動は、消費電力および画質の点で、アクティブマトリクス型駆動より明らかに劣るため、アクティブマトリクス型駆動が可能な、画面部に駆動回路等を形成したOLEDが必要である。 In a top emission type OLED using a film-like metal substrate in which a drive circuit or the like is not formed on the screen portion, active matrix type driving is impossible and passive type driving is performed. The passive type drive is clearly inferior to the active matrix type drive in terms of power consumption and image quality. Therefore, an OLED in which a drive circuit or the like is formed on the screen portion that can perform the active matrix type drive is necessary.
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、画面部に駆動回路等を形成したアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型OLEDにおいて、OLEDを構成する有機化合物およびTFT駆動回路等からの発熱を迅速に放熱し、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止する基板を備えたOLEDを提供することを目的とする。 The present invention is for solving the above-described problems, and in an active matrix driving top emission type OLED in which a driving circuit or the like is formed on a screen portion, heat generated from an organic compound constituting the OLED and a TFT driving circuit or the like is generated. An object of the present invention is to provide an OLED having a substrate that rapidly dissipates heat and prevents the ingress of moisture, oxygen, and alkali mobile ions.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
基板の上に、駆動回路、反射電極、発光層、透明陰極を積層してなり、前記基板は、光透過性を有しない金属層と絶縁層からなるトップエミッション型OLEDを提案するものである。
また、駆動回路は、前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層の発光領域と重なる位置に配置されている。
The present invention has been made in view of such conventional problems,
A driving circuit, a reflective electrode, a light emitting layer, and a transparent cathode are laminated on a substrate, and the substrate proposes a top emission type OLED composed of a metal layer and an insulating layer having no light transmittance.
The drive circuit is disposed between the substrate and the reflective electrode at a position overlapping the light emitting region of the organic light emitting layer.
基板に金属層を使用することにより、ガラスやプラスチックより熱伝導率を100倍以上高めることが可能であり、十分な放熱効果が得られる。前記絶縁層は、その後形成するプレーナー型TFT駆動回路と金属層との絶縁を図るために設ける。 By using a metal layer for the substrate, the thermal conductivity can be increased by 100 times or more than glass or plastic, and a sufficient heat dissipation effect can be obtained. The insulating layer is provided to insulate the planar TFT driving circuit to be formed later from the metal layer.
絶縁膜としては、SiOx,SiNx,SiOxNy,AlNx,AlOx等の単層膜または多層膜を用いる。該絶縁層は、前記金属層の陽極酸化層を少なくとも含むこともよい。陽極酸化は電気化学的手法であるが、平面ディスプレイへの応用で要求される無欠陥、大面積の薄膜の作製が可能である。金属板または金属フィルムの表面を陽極酸化し、その上にSiOx,SiNx,SiOxNy,AlNx,AlOx等の単層膜または多層膜の絶縁膜を形成してもよい。 As the insulating film, a single layer film or a multilayer film such as SiOx, SiNx, SiOxNy, AlNx, AlOx or the like is used. The insulating layer may include at least an anodized layer of the metal layer. Anodization is an electrochemical technique, but it can produce a defect-free, large-area thin film required for flat display applications. The surface of the metal plate or metal film may be anodized, and a single-layer film or multilayer insulating film such as SiOx, SiNx, SiOxNy, AlNx, or AlOx may be formed thereon.
基板の金属層は、基本的に安価で無害な金属であればよく、例えば、Al,Zn,W,Cu,Ni,Fe,ステンレス鋼等の単体材料、またはそれらの合金や複合材料でもよい。中でも、Alは軽量化に適し、熱伝導率が約236(W/m・K)とAg,Cuの次に大きく放熱材料に適する。Al合金は、主成分であるAlと、Cu,Pd,Nd,Ti,Si,Mg,Mnの少なくとも1つの添加剤を含む合金が適する。Cu,Pd,Nd,Ti,Si,Mg,Mnの少なくとも1つをAlに添加することにより、応力に対する破壊(すなわち、ストレスマイグレーション)の耐性が向上するのでフレキシブル化を図る際に重要である。また、酸化しにくいので、耐候性も向上する。 The metal layer of the substrate may basically be an inexpensive and harmless metal, and may be a single material such as Al, Zn, W, Cu, Ni, Fe, and stainless steel, or an alloy or composite material thereof. Among them, Al is suitable for weight reduction and has a thermal conductivity of about 236 (W / m · K), which is the second largest after Ag and Cu, and is suitable for a heat dissipation material. As the Al alloy, an alloy containing Al as a main component and at least one additive of Cu, Pd, Nd, Ti, Si, Mg, and Mn is suitable. By adding at least one of Cu, Pd, Nd, Ti, Si, Mg, and Mn to Al, resistance to breakage (that is, stress migration) against stress is improved, which is important in achieving flexibility. Moreover, since it is hard to oxidize, a weather resistance also improves.
絶縁層が存在する側と逆側の金属層の表面に凹凸を設けると、放熱に効果的である。該金属層の表面に凹凸を設けることにより、金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。 Providing irregularities on the surface of the metal layer opposite to the side where the insulating layer is present is effective for heat dissipation. By providing irregularities on the surface of the metal layer, the area of the metal surface is increased, so that the contact area with the ambient air atmosphere is increased and heat dissipation is facilitated. In view of the assembly of the display, even when an adhesive, an adhesive sheet, a protective film, or the like is provided on the surface of the metal layer, it is preferable to provide unevenness on the metal surface because the heat dissipation effect is higher than when it is not provided.
金属表面の凹凸は、金属層に切れ目を入れることや、部分的に圧力を加え圧力を加えた金属層の厚みを他の圧力を加えていない部分より薄くすること、等の物理的手段にても作製可能である、また、金属表面のある部分にマスクを設けてエッチングを行い、マスクを設けた以外の部分の金属層の厚みを薄くする化学的手段においても作製可能である。凹凸の長さは特に限定する必要は無いが、金属層の厚さより小さくする必要があり、また、従来使用のガラス基板の表面粗さより長くすることが好ましい。TFT駆動回路領域の領域では、凹凸の間隔を小さくして、TFT駆動回路からの熱を放熱するための表面積を大きくすることが好ましい。 Concavities and convexities on the metal surface can be obtained by physical means such as making cuts in the metal layer, or making the thickness of the metal layer where pressure is applied partially thinner than that where no other pressure is applied. It is also possible to produce by chemical means in which a mask is provided in a part on the metal surface and etching is performed, and the thickness of the metal layer in the part other than the mask is reduced. The length of the unevenness is not particularly limited, but it is necessary to make it smaller than the thickness of the metal layer, and it is preferable to make it longer than the surface roughness of a conventionally used glass substrate. In the TFT drive circuit region, it is preferable to increase the surface area for dissipating heat from the TFT drive circuit by reducing the interval between the concave and convex portions.
TFT駆動回路領域の少なくとも一部分領域の面積に対応する絶縁層の厚さを、他の領域に対応する絶縁層の厚さより薄くすると、TFT駆動回路領域の放熱に効果的である。絶縁層の厚さを薄くすることにより、駆動電流等にて発生したTFT駆動回路領域からの発熱が迅速に金属層に伝達され放熱効果が増す。TFTは、低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを使用し作製されるので、温度により、電流−電圧特性のスレショールド電圧が変動しやすい。特に、アモルファスシリコンは温度による変動が大きいため、極力温度変動を抑制する必要がある。 If the thickness of the insulating layer corresponding to the area of at least a part of the TFT drive circuit region is made thinner than the thickness of the insulating layer corresponding to other regions, it is effective for heat dissipation in the TFT drive circuit region. By reducing the thickness of the insulating layer, the heat generated from the TFT drive circuit region generated by the drive current or the like is quickly transmitted to the metal layer, thereby increasing the heat dissipation effect. Since the TFT is manufactured using low-temperature polysilicon or amorphous silicon, the threshold voltage of the current-voltage characteristic is likely to vary depending on the temperature. In particular, since amorphous silicon greatly varies with temperature, it is necessary to suppress temperature variation as much as possible.
また、基板として金属層を用いるので、金属層の厚さを薄くすることによりフレキシブル化を図ることも容易である。プラスチックフィルムを基板として使用するよりも、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止することが容易であるので、OLEDを構成する有機化合物や金属配線やTFTの劣化を抑制することが可能である。 Further, since the metal layer is used as the substrate, it is easy to achieve flexibility by reducing the thickness of the metal layer. Since it is easier to prevent the ingress of moisture, oxygen and alkali mobile ions than using a plastic film as a substrate, it is possible to suppress deterioration of organic compounds, metal wirings and TFTs constituting the OLED. .
本発明は以上のように構成したので、OLEDを構成する有機化合物やTFT駆動回路等から発生する熱を金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を通して、周囲空気中や金属表面層に設けた粘着剤または粘着シートまたは保護膜に放熱することができ、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止することを十分行うことができるので、良好なアクティブマトリックス型駆動トップエミッション型OLEDを提供することが可能である。 Since the present invention is configured as described above, the heat generated from the organic compound constituting the OLED, the TFT driving circuit, etc. is passed through the non-light transmissive substrate including the metal layer and the insulating layer, into the ambient air or the metal surface layer. It can dissipate heat to the pressure sensitive adhesive or pressure sensitive adhesive sheet or protective film, and can sufficiently prevent moisture, oxygen and alkali mobile ions from entering. An OLED can be provided.
また、トップエミッション型では、基板内にTFT(Thin Film Transistor)等を含む駆動回路等を形成できるので多機能な素子を実現でき、また、OLED素子から発光する光がTFT等を含む駆動回路等により遮られことがないため、ボトムエミッション型より開口率を高められる利点もある。 In the top emission type, a driver circuit including a TFT (Thin Film Transistor) or the like can be formed in the substrate, so that a multi-functional element can be realized, and a driver circuit including light emitted from the OLED element includes a TFT or the like. Therefore, there is an advantage that the aperture ratio can be increased as compared with the bottom emission type.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1を示すOLED概略断面図である。
厚さ約1mmのAl層1(熱伝導率236W/m・K)を陽極酸化によりAl2O3で厚さ約100nmの絶縁層2を形成する。Al層1と絶縁層2をもって基板12とする。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an
An Al layer 1 (thermal conductivity 236 W / m · K) having a thickness of about 1 mm is anodized to form an insulating
Al層1の表面には、深さが約0.3mmの溝が形成されている。陽極酸化は、次のように行った。化成液は3wt%の酒石酸水溶液をアンモニア水でPH6.5〜7.0に中和し、更に容量比9倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はAl層1を陽極にPt電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約12μA/cm2にて行い、化成電圧は8Vで行った。
A groove having a depth of about 0.3 mm is formed on the surface of the
絶縁層2を形成後、TFT駆動回路3および平坦化膜4を形成する。平坦化膜4の上には、順次、陽極(反射電極)5としてAlを100nm厚、正孔注入層6としてアリールアミンを50nm厚、正孔輸送層7としてα―ナフチルフェニルジアミンを50nm厚、発光層8としてトリスアルミニウムを80nm厚、電子輸送層9としてアルミニウムキノリノール錯体を50nm厚、電子注入層10としてLiFを10nm厚、陰極(透明電極)11としてITOを120nm厚、を形成した。
After the insulating
ITOはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度5×10−5Paに到達した時点で蒸着を開始し、0.3nm/secの速度で成膜した。基板温度は50℃以下とした。
レーザーアブレーションは、真空度5×10−5Paに真空排気後、ITOターゲットにCO2ガスレーザーを照射し、2nm/secの速度で成膜した。
その後は、図1では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極5と陰極11にTFT駆動回路3により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層8より発光させる。
ITO was formed by laser ablation, and the others were formed by vacuum deposition. In vacuum deposition, a molybdenum boat is installed below the substrate installed above the vacuum apparatus, and deposition is started when the degree of vacuum reaches 5 × 10 −5 Pa, at a rate of 0.3 nm / sec. A film was formed. The substrate temperature was 50 ° C. or lower.
Laser ablation was performed by evacuating to a vacuum degree of 5 × 10 −5 Pa and then irradiating the ITO target with a
After that, although omitted in FIG. 1, it was sealed with an ultraviolet curable epoxy resin. A direct current voltage is applied to the
基板12の金属層1であるAlは、熱伝導率が236(W/m・K)であり、従来のガラスでは熱伝導率0.55〜0.75(W/m・K)であるので、約300倍以上の熱伝導率があるため、OLEDにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、OLEDの温度上昇を抑制することが可能である。
Al, which is the
また、密度は、Alが2.7(g/cm3)でガラスが2.6(g/cm3)であるので、同一厚さでもほぼ同一の重量にて作製できる。基板を金属層とすることにより、ガラスでは不可能な基板のフレキシブル化も容易に作製可能となる。 Further, since the density of Al is 2.7 (g / cm 3) and the glass is 2.6 (g / cm 3), the same thickness can be produced with almost the same weight. By making the substrate a metal layer, it becomes possible to easily make the substrate flexible, which is impossible with glass.
図12に、無害な主要金属と、ガラスおよびポリカーボネイトの熱伝導率と密度を記載した表1を示す。 FIG. 12 shows Table 1 that describes the innocuous main metals and the thermal conductivity and density of glass and polycarbonate.
図12の表1に示した主要金属は、全てガラスやポリカーボネイト(プラスチック類)より大幅に熱伝導率が高く、基板を金属層に使用することにより放熱効果を高めることが可能である。
ただし、Cu,Zn,W,Ni,Fe,Geは酸化しやすいので、金属層の表面(図1の金属層のOLED側と反対側)に酸化防止を図る表面処理や保護膜を設ける、または、酸化防止効果のある合金化を図る必要がある。
基板の軽量化をも考慮すると、Alは伝導率が高く密度が低いのでより好ましい。
The main metals shown in Table 1 of FIG. 12 are all significantly higher in thermal conductivity than glass and polycarbonate (plastics), and the heat dissipation effect can be enhanced by using the substrate for the metal layer.
However, since Cu, Zn, W, Ni, Fe, and Ge are easily oxidized, a surface treatment or protective film for preventing oxidation is provided on the surface of the metal layer (the side opposite to the OLED side of the metal layer in FIG. 1), or Therefore, it is necessary to make an alloy having an antioxidant effect.
Considering weight reduction of the substrate, Al is more preferable because of its high conductivity and low density.
Al単体でも良いが、Al合金でも良い。AlにCu,Pd,Nd,Ti,Si,Mg,Mnの少なくとも1つの添加剤を含む合金にすることにより、耐応力性、耐食性等が増加し好ましい。TFT駆動回路3は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内(正確には画素部内)に形成する。
Al alone or an Al alloy may be used. By using an alloy containing at least one additive of Cu, Pd, Nd, Ti, Si, Mg, and Mn in Al, stress resistance, corrosion resistance, and the like increase, which is preferable. The
本発明の実施例1では、金属層1の、発光層8とTFT駆動回路3が配置される側と反対の側に、発光層8とTFT駆動回路3からの熱を放熱するための凹凸部を形成する。
In Example 1 of the present invention, an uneven portion for dissipating heat from the
Al層1の表面には、深さが約0.3mmの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
Although a groove having a depth of about 0.3 mm is provided on the surface of the
溝の深さは、本実施例の約0.3mmに限定する必要は無く、金属層1の厚さの約1mm未満であれば良く、0.1mmでも0.8mmでも良い。溝の形状も本実施例に限定するものではなく、楔形状、正方形、円形状、半円形状、等でも良い。
The depth of the groove is not necessarily limited to about 0.3 mm in the present embodiment, and may be less than about 1 mm of the thickness of the
図1に記載された実施例1との比較のため、図2に、ガラス基板20を用いたトップエミッション型のOLED構造の比較例を示す。
上記比較例においては、トップエミッション型のOLEDにおいて、ガラス基板20上にTFT駆動回路3を形成し、平坦化層4にて平坦化を図り、平坦化層4の上にOLED素子を形成する。
OLED素子は、順に、陽極(反射電極)5、正孔注入層6、正孔輸送層7、発光層8、電子輸送層9、電子注入層10、陰極(透明電極)11の積層となる。発光層8からの光を陰極11の方向へ放射させるため、陰極11を透明電極にする必要がある。
また、陽極5は反射電極とし、発光層8から陽極5へ到達した光を反射させて陰極側へ戻す機能を持たせている。
For comparison with Example 1 described in FIG. 1, FIG. 2 shows a comparative example of a top emission type OLED structure using a
In the comparative example, in the top emission type OLED, the
The OLED element is formed by sequentially stacking an anode (reflecting electrode) 5, a
The
このOLEDを構成する正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層に使用する有機化合物の中には、100℃程度で凝集または結晶化し(形成時は非晶質膜である)特性劣化をきたす材料もあり、高輝度を図るため注入電流密度を増加させると、有機化合物が発熱しOLEDの特性が劣化する問題がある。 Among the organic compounds used in the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, and electron injection layer constituting the OLED, the organic compound is aggregated or crystallized at about 100 ° C. There is also a material that deteriorates characteristics (which is a film). When the injection current density is increased in order to achieve high luminance, there is a problem that the organic compound generates heat and the characteristics of the OLED deteriorate.
また、室温にて、OLEDに画像を表示させた場合には、ある輝度信号レベル以上では、経過期間とともに素子の温度が上昇する事により輝度が高まり、安定するまで1時間以上を要する問題がある。また、R,G,Bへそれぞれ輝度レベルを設定し、色設定を行った時には経過時間とともに色が変化する問題がある。白色に色設定した場合には、経過時間とともに色温度が大幅に変化する問題がある。初期設定の輝度信号レベルに対し、素子の温度変化によりR,G,Bの輝度変化が大幅に異なっているためと推察された。 Further, when an image is displayed on the OLED at room temperature, when the luminance signal level exceeds a certain level, the luminance increases as the temperature of the element rises with the lapse of time, and it takes one hour or more to stabilize. . In addition, there is a problem that when the luminance level is set for each of R, G, and B and the color is set, the color changes with the elapsed time. When the color is set to white, there is a problem that the color temperature changes significantly with the elapsed time. It was assumed that the luminance changes in R, G, and B were significantly different depending on the temperature change of the element with respect to the initially set luminance signal level.
図1に示した本発明の実施例1と、図2に示した比較例のOLEDとで、初期発光時における輝度と温度の経過時間変化についての検討結果を図3及び図4に示す。
本発明の実施例1では、厚さ1mmのAl金属層1(熱伝導率236W/m・K)を陽極酸化によりAl2O3で厚さ約100nmの絶縁層2を形成した、Al金属層1(溝形成あり)とAl2O3絶縁層2からなる基板12を用いており、
一方、図2に示した比較例では、従来のガラスで、厚さ1mmの板を基板20として用いている。
FIG. 3 and FIG. 4 show the results of studies on changes in luminance and temperature over time during initial light emission in Example 1 of the present invention shown in FIG. 1 and the OLED of the comparative example shown in FIG.
In Example 1 of the present invention, an Al metal layer 1 (groove) in which an Al metal layer 1 (thermal conductivity 236 W / m · K) having a thickness of 1 mm is formed by anodizing Al 2
On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 2, a plate having a thickness of 1 mm made of conventional glass is used as the
OLEDの素子は、R,G,Bの3色から構成され、2.5インチサイズでQVGAの高精細ディスプレイを作製し、R,G,B駆動回路へ100%の輝度信号を入力しウインドウ(パネル面積の約1/10の面積)を白色に発光させて比較を行った。 The element of OLED is composed of three colors of R, G, and B. A 2.5-inch QVGA high-definition display is manufactured, and a 100% luminance signal is input to the R, G, and B drive circuit. Comparison was performed by emitting white light of about 1/10 of the panel area).
図3には、上記したAl金属層1(溝形成あり)とAl2O3絶縁層2からなる基板(以下、Al基板)とガラス基板を用いた場合の、点灯開始後の経過時間に対する輝度の変化を示す。初期輝度はどちらの場合も約334(cd/m2)である。
ガラス基板を用いた場合には、点灯直後から輝度が急速に高まり、約40分後から一定輝度の約390(cd/m2)に安定し120分経過まで安定していた。一方、Al基板を用いた場合には、点灯直後から徐々に輝度が高まったが、25分後から一定輝度の約337(cd/m2)に安定し120分経過まで安定していた。
ガラス基板を用いた場合には、輝度が約17(%)も高まったが、Al基板にすることにより、0.9(%)の輝度上昇に抑えることができた。
FIG. 3 shows the change in luminance with respect to the elapsed time after the start of lighting in the case of using a substrate (hereinafter referred to as an Al substrate) composed of the Al metal layer 1 (with groove formation) and the Al 2
In the case of using a glass substrate, the luminance rapidly increased immediately after lighting, stabilized at a constant luminance of about 390 (cd / m 2) after about 40 minutes, and was stable until 120 minutes. On the other hand, when the Al substrate was used, the luminance gradually increased immediately after lighting, but after about 25 minutes, the luminance was stabilized at a constant luminance of about 337 (cd / m 2) and was stable until 120 minutes.
When a glass substrate was used, the luminance increased by about 17%, but by using an Al substrate, it was possible to suppress an increase in luminance of 0.9%.
図4に、同パネルの点灯時の温度変化を放射温度計にて測定した結果を示す。初期温度はどちらの場合も室温の約23(℃)である。
図4に示すように、ガラス基板を用いた場合には、点灯直後から温度が上昇し、約40分後から一定輝度の約40(℃)に安定し120分経過まで安定していた。
一方、Al基板を用いた場合には、点灯直後から徐々に温度が上昇したが、25分後から一定温度の約24(℃)に安定し120分経過まで安定していた。
FIG. 4 shows the result of measuring the temperature change when the panel is turned on with a radiation thermometer. The initial temperature is about 23 (° C.) at room temperature in both cases.
As shown in FIG. 4, when a glass substrate was used, the temperature rose immediately after lighting, stabilized at about 40 (° C.) with a constant luminance after about 40 minutes, and was stable until 120 minutes.
On the other hand, when the Al substrate was used, the temperature gradually increased immediately after the lighting, but after 25 minutes, it was stabilized at a constant temperature of about 24 (° C.) and was stable until 120 minutes.
図3と図4から判るように、点灯直後の輝度上昇と温度上昇の相関が高いため、輝度上昇の主要因はパネルの温度上昇にあると推察できる。比較の際には、R,G,Bの素子に対して同一輝度信号を入力し白色にて点灯させたが、実際はR,G,B毎に輝度信号階調を変えて色を表現するため、R,G,Bの温度は常にそれぞれ変動しており、またR,G,B毎に温度に対する輝度変化特性を異なるので、十分に放熱対策を行い、温度上昇を抑えないと設定した色が温度変動により変動することになり好ましくない結果となる。
図1に示した本発明の実施例1では、厚さ1mmのAl金属層1(熱伝導率236W/m・K)を陽極酸化によりAl2O3で厚さ約100nmの絶縁層2を形成した、Al金属層1(溝形成あり)とAl2O3絶縁層2からなる基板12を用いており、点灯開始後の経過時間に対する輝度及び温度は安定的に推移した。
As can be seen from FIGS. 3 and 4, since the correlation between the increase in luminance immediately after lighting and the increase in temperature is high, it can be inferred that the main cause of the increase in luminance is the increase in temperature of the panel. In the comparison, the same luminance signal was input to the R, G, and B elements and turned on in white. Actually, however, the luminance signal gradation is changed for each of R, G, and B to express the color. , R, G, B temperature always fluctuate, and the luminance change characteristics with respect to the temperature are different for each R, G, B, so that heat dissipation measures should be taken, and the set color should not suppress the temperature rise. It will fluctuate due to temperature fluctuations, resulting in undesirable results.
In Example 1 of the present invention shown in FIG. 1, an Al metal layer 1 (thermal conductivity 236 W / m · K) having a thickness of 1 mm is formed by anodizing Al 2
図5に、本発明の実施例2を示す。本発明の実施例2においては、Al−0.5wt%Pd金属層1とSiO2絶縁層23からなる基板12を用いたOLEDを提供する。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention. In Example 2 of the present invention, an OLED using a substrate 12 composed of an Al-0.5 wt%
図5は、本発明の実施例2のOLED概略断面図である。厚さ0.3mmのAl−0.5wt%Pd金属層1(熱伝導率約236W/m・K)にスパッタ法にて厚さ約100nmのSiO2絶縁層23を形成する。Al−0.5wt%Pd層1の表面には、深さが約0.1mmの溝が形成されている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an OLED according to Example 2 of the present invention. A
また、TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くなっている。
絶縁層23を形成後、TFT駆動回路3および平坦化膜4を形成する。
平坦化膜4の上には、順次、陽極(反射電極)5としてAlを100nm厚、正孔注入層6としてアリールアミンを50nm厚、正孔輸送層7としてα―ナフチルフェニルジアミンを50nm厚、発光層8としてトリスアルミニウムを80nm厚、電子輸送層9としてアルミニウムキノリノール錯体を50nm厚、電子注入層10としてLiFを10nm厚、陰極(透明電極)11としてITOを120nm厚、を形成した。
The thickness of the insulating
After forming the insulating
On the
SiO2はスパッタにて形成し、ITOはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度5×10−5Paに到達した時点で蒸着を開始し、0.3nm/secの速度で成膜した。基板温度は50℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度5×10−5Paに真空排気後、ITOターゲットにCO2ガスレーザーを照射し、2nm/secの速度で成膜した。スパッタは、真空度1×10−5Paに真空排気後、SiO2ターゲットを使用し、Ar−10%O2ガスを導入し13.5MHzの交流電力500Wを投入し、2nm/secの速度で成膜した。
SiO2 was formed by sputtering, ITO was formed by laser ablation, and the others were formed by vacuum deposition. In vacuum deposition, a molybdenum boat is installed below the substrate installed above the vacuum apparatus, and deposition is started when the degree of vacuum reaches 5 × 10 −5 Pa, at a rate of 0.3 nm / sec. A film was formed. The substrate temperature was 50 ° C. or lower. Laser ablation was performed by evacuating to a vacuum degree of 5 × 10 −5 Pa and then irradiating the ITO target with a
その後は、図5では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極5と陰極11にTFT駆動回路3により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層8より発光させる。
基板12の金属層1であるAl−0.5wt%Pdは、熱伝導率が約236(W/m・K)であり、従来のガラスでは熱伝導率0.55〜0.75(W/m・K)であるので、約300倍以上の熱伝導率があるため、OLEDにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、OLEDの温度上昇を抑制することが可能である。
After that, although omitted in FIG. 5, it was sealed with an ultraviolet curable epoxy resin. A direct current voltage is applied to the
Al-0.5 wt% Pd, which is the
Al−0.5wt%Pd層1の表面には、深さが約0.1mmの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くなっている。薄くすることによりTFT駆動回路3の発熱が迅速にAl−0.5wt%Pd層1に伝達されるので、TFT駆動回路3の温度上昇を抑制することが可能である。
A groove with a depth of about 0.1 mm was provided on the surface of the Al-0.5 wt
The thickness of the insulating
AlにPdを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、0.3mm厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。TFT駆動回路3は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内(正確には画素部内)に形成する。
By adding Pd to Al, stress resistance and corrosion resistance can be improved, and the thickness can be reduced to 0.3 mm to achieve flexibility. The
図6に、本発明の実施例3を示す。本発明の実施例3においては、Al−1wt%Si−0.5wt%Cu金属層1と陽極酸化によりAl2O3絶縁層2とSiO2絶縁層23からなる基板12を用いたOLEDを提供する。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. In Example 3 of the present invention, an OLED using an Al-1 wt% Si-0.5 wt%
図6は、本発明の実施例3のOLED概略断面図である。
厚さ0.1mmのAl−1wt%Si−0.5wt%Cu金属層1(熱伝導率約236W/m・K)を陽極酸化によりAl2O3で厚さ約150nmの絶縁層2を形成する。
陽極酸化は、次のように行った。化成液は3wt%の酒石酸水溶液をアンモニア水でPH6.5〜7.0に中和し、更に容量比9倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はAl−1wt%Si−0.5wt%Cu金属層1を陽極にPt電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約60μA/cm2にて行い、化成電圧は約10Vで行った。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an OLED according to Example 3 of the present invention.
An insulating
Anodization was performed as follows. As the chemical conversion liquid, a 3 wt% tartaric acid aqueous solution was neutralized with aqueous ammonia to PH 6.5 to 7.0, and further ethylene glycol was mixed at a volume ratio of 9 times. Oxidation is performed by passing a conversion current with the Al-1 wt% Si-0.5 wt%
絶縁層2を形成後、スパッタ法にて厚さ約100nmのSiO2絶縁層23を形成する。
Al−1wt%Si−0.5wt%Cu層1の表面には、深さが約0.02mmの溝が形成されている。また、TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くなっている。
After forming the insulating
A groove having a depth of about 0.02 mm is formed on the surface of the Al-1 wt% Si-0.5 wt
絶縁層23の上にTFT駆動回路3および平坦化膜4を形成する。平坦化膜4の上には、順次、陽極(反射電極)5としてAlを100nm厚、正孔注入層6としてアリールアミンを50nm厚、正孔輸送層7としてα―ナフチルフェニルジアミンを50nm厚、発光層8としてトリスアルミニウムを80nm厚、電子輸送層9としてアルミニウムキノリノール錯体を50nm厚、電子注入層10としてLiFを10nm厚、陰極(透明電極)11としてITOを120nm厚、を形成した。SiO2はスパッタにて形成し、ITOはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。
真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度5×10−5Paに到達した時点で蒸着を開始し、0.3nm/secの速度で成膜した。基板温度は50℃以下とした。
レーザーアブレーションは、真空度5×10−5Paに真空排気後、ITOターゲットにCO2ガスレーザーを照射し、2nm/secの速度で成膜した。スパッタは、真空度1×10−5Paに真空排気後、SiO2ターゲットを使用し、Ar−10%O2ガスを導入し13.5MHzの交流電力500Wを投入し、2nm/secの速度で成膜した。
A
In vacuum deposition, a molybdenum boat is installed below the substrate installed above the vacuum apparatus, and deposition is started when the degree of vacuum reaches 5 × 10 −5 Pa, at a rate of 0.3 nm / sec. A film was formed. The substrate temperature was 50 ° C. or lower.
Laser ablation was performed by evacuating to a vacuum degree of 5 × 10 −5 Pa and then irradiating the ITO target with a
その後は、図6では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極5と陰極11にTFT駆動回路3により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層8より発光させる。
基板12の金属層1であるAl−1wt%Si−0.5wt%Cuは、熱伝導率が約236(W/m・K)であり、従来のガラスでは熱伝導率0.55〜0.75(W/m・K)であるので、約300倍以上の熱伝導率があるため、OLEDにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、OLEDの温度上昇を抑制することが可能である。
After that, although omitted in FIG. 6, it was sealed with an ultraviolet curable epoxy resin. A direct current voltage is applied to the
Al-1 wt% Si-0.5 wt% Cu which is the
Al−1wt%Si−0.5wt%Cu層1の表面には、深さが約0.02mmの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
A groove having a depth of about 0.02 mm is provided on the surface of the Al-1 wt% Si-0.5 wt
TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くなっている。薄くすることによりTFT駆動回路3の発熱が迅速にAl−1wt%Si−0.5wt%Cu層1に伝達されるので、TFT駆動回路3の温度上昇を抑制することが可能である。
AlにSiとCuを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、0.1mm厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。TFT駆動回路3は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内(正確には画素部内)に形成する。
The thickness of the insulating
By adding Si and Cu to Al, the stress resistance and the corrosion resistance are improved, and the thickness can be reduced to 0.1 mm to achieve flexibility. The
図7に、本発明の実施例4を示す。本発明の実施例4においては、Al−0.5wt%Pd金属層1とSiO2絶縁層23からなる基板12を用いたOLEDを提供する。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention. In Example 4 of the present invention, an OLED using a substrate 12 composed of an Al-0.5 wt%
図7は、本発明の実施例4のOLED概略断面図である。厚さ0.3mmのAl−0.5wt%Pd金属層1(熱伝導率約236W/m・K)にスパッタ法にて厚さ約100nmのSiO2絶縁層23を形成する。Al−0.5wt%Pd層1の表面には、深さが約0.1mmの溝が形成されている。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an OLED according to Example 4 of the present invention. A
また、TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くなっている。
絶縁層23を形成後、TFT駆動回路3および平坦化膜4を形成する。
平坦化膜4の上には、順次、陽極(反射電極)5としてAlを100nm厚、正孔注入層6としてアリールアミンを50nm厚、正孔輸送層7としてα―ナフチルフェニルジアミンを50nm厚、発光層8としてトリスアルミニウムを80nm厚、電子輸送層9としてアルミニウムキノリノール錯体を50nm厚、電子注入層10としてLiFを10nm厚、陰極(透明電極)11としてITOを120nm厚、を形成した。
The thickness of the insulating
After forming the insulating
On the
SiO2はスパッタにて形成し、ITOはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度5×10−5Paに到達した時点で蒸着を開始し、0.3nm/secの速度で成膜した。基板温度は50℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度5×10−5Paに真空排気後、ITOターゲットにCO2ガスレーザーを照射し、2nm/secの速度で成膜した。スパッタは、真空度1×10−5Paに真空排気後、SiO2ターゲットを使用し、Ar−10%O2ガスを導入し13.5MHzの交流電力500Wを投入し、2nm/secの速度で成膜した。
SiO2 was formed by sputtering, ITO was formed by laser ablation, and the others were formed by vacuum deposition. In vacuum deposition, a molybdenum boat is installed below the substrate installed above the vacuum apparatus, and deposition is started when the degree of vacuum reaches 5 × 10 −5 Pa, at a rate of 0.3 nm / sec. A film was formed. The substrate temperature was 50 ° C. or lower. Laser ablation was performed by evacuating to a vacuum degree of 5 × 10 −5 Pa and then irradiating the ITO target with a
発光層8からの熱と、TFT駆動回路3からの熱とを効率的に放熱するために、実施例4では、TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くするとともに、厚さ0.3mmのAl−0.5wt%Pd金属層1(熱伝導率約236W/m・K)に形成した深さが約0.1mmの溝の間隔を、TFT駆動回路3の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしている。
In order to efficiently dissipate heat from the
その後は、図7では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極5と陰極11にTFT駆動回路3により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層8より発光させる。
基板12の金属層1であるAl−0.5wt%Pdは、熱伝導率が約236(W/m・K)であり、従来のガラスでは熱伝導率0.55〜0.75(W/m・K)であるので、約300倍以上の熱伝導率があるため、OLEDにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、OLEDの温度上昇を抑制することが可能である。
After that, although omitted in FIG. 7, it was sealed with an ultraviolet curable epoxy resin. A direct current voltage is applied to the
Al-0.5 wt% Pd, which is the
Al−0.5wt%Pd層1の表面には、深さが約0.1mmの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。溝の間隔を、TFT駆動回路3の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしたので、TFT駆動回路3からの熱も十分に効率的に放熱することができる。
ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
TFT駆動回路3の下の領域の絶縁層23の膜厚は約85nmと薄くなっている。薄くすることによりTFT駆動回路3の発熱が迅速にAl−0.5wt%Pd層1に伝達されるので、TFT駆動回路3の温度上昇を抑制することが可能である。また、Al−0.5wt%Pd層1の表面に設けた深さが約0.1mmの溝の間隔を、TFT駆動回路3の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしたので、TFT駆動回路3からの熱も十分に効率的に放熱することができる。
A groove with a depth of about 0.1 mm was provided on the surface of the Al-0.5 wt
In view of the assembly of the display, even when an adhesive, an adhesive sheet, a protective film, or the like is provided on the surface of the metal layer, it is preferable to provide unevenness on the metal surface because the heat dissipation effect is higher than when it is not provided.
The thickness of the insulating
AlにPdを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、0.3mm厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。TFT駆動回路3は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内(正確には画素部内)に形成する。
By adding Pd to Al, stress resistance and corrosion resistance can be improved, and the thickness can be reduced to 0.3 mm to achieve flexibility. The
[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2を示すアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネル回路の概要を示す図である。
本発明の実施例1から4に示されたトップエミッション型有機発光ディスプレイは、有機発光層8の発光領域と重なる位置にTFT駆動回路を配置することができるので、パネル表面の発光領域を有効に活用できる効率的なアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネルを構成することができる。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a diagram showing an outline of an active matrix driving organic light-emitting display panel circuit according to
In the top emission type organic light emitting displays shown in the first to fourth embodiments of the present invention, the TFT driving circuit can be disposed at a position overlapping the light emitting region of the organic
図8において、有機発光ディスプレイパネルには、複数の走査線31、31、31、31が水平に配置され、複数のデータ線32、32、32、32が、走査線に垂直に配置される。
走査線31とデータ線32により、各画素領域が画定され、走査線31に供給される走査線信号と、データ線32により供給されるデータ線信号により、各画素領域内の駆動回路3が駆動される。駆動回路3の制御により、陽極5と陰極11との間に直流電圧を印加し、電流を注入して有機発光層8より発光させる。
In FIG. 8, in the organic light emitting display panel, a plurality of
Each pixel region is defined by the
図8には、明示されていないが、図面の画素領域の最下面全体に金属板が配置され、その上に、各駆動回路3を含む層が配置され、また、その上に、反射陽極の層5が配置され、その上に有機発光層8が配置され、更に、その上に、透明陰極11が配置される。また、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線が付加される。
走査線31とデータ線32により選択された駆動回路3の制御により、有機発光層8から発した光は、有機発光層8より下方に配置された反射陽極5により反射され、有機発光層8より上方に配置された透明陰極11を透過して光が取り出されるトップエミッション型の有機発光ディスプレイパネルとなる。
Although not explicitly shown in FIG. 8, a metal plate is disposed on the entire lowermost surface of the pixel region in the drawing, a layer including each driving
Under the control of the
以上のように、本発明では、駆動回路3が、各画素内の発光領域と重なる位置に配置されていても、反射陽極5を画素領域全体に配置することができ、また、その上に、有機発光層8、透明陰極11を画素領域全体に配置することが可能であり、有機発光ディスプレイパネルの発光領域を最大限に活用できるアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネルを構成できる。
As described above, in the present invention, even when the
そして、本発明によれば、有機発光層8と駆動回路3とを近接配置したことによる発熱等の問題点については、基板を金属層と絶縁層とし、熱伝導性の良い金属材料を選択し、また、駆動回路3の下部の絶縁層の厚さや金属層に設けた放熱用の凹凸などを調整することにより解決することが可能である。
According to the present invention, regarding problems such as heat generation due to the proximity of the organic
[実施の形態3]
図9は、本発明の実施の形態3を示すアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイ装置の概要を示す図である。
図9において、アクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイ装置は、アクティブマットリックス駆動のOLEDパネルと、走査線駆動回路と、データ線駆動回路とを備えている。また、図示されていないが、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線、電源制御回路、電源電圧供給回路、制御信号駆動回路等が付加される。
[Embodiment 3]
FIG. 9 is a diagram showing an outline of an active matrix driving organic light emitting display device according to
In FIG. 9, the active matrix driving organic light emitting display device includes an active matrix driving OLED panel, a scanning line driving circuit, and a data line driving circuit. Although not shown, a power supply circuit, a power supply line, a control line for supplying a control signal, a power supply control circuit, a power supply voltage supply circuit, a control signal drive circuit, and the like are added as necessary.
走査線駆動回路により走査線に走査線信号が供給され、データ線駆動回路によりデータ線にデータ線信号が供給されて、OLEDパネル内の特定の画素が選択されると、画素内の駆動回路3が駆動され、駆動回路3の制御により、有機発光層5からの発光が、反射陽極5で反射されてOLEDパネルから取り出され、OLEDパネルに画像表示を行うことができる。
When a scanning line signal is supplied to the scanning line by the scanning line driving circuit and a data line signal is supplied to the data line by the data line driving circuit, and a specific pixel in the OLED panel is selected, the driving
[参考例]
本発明の実施例は、有機発光ディスプレイ内に駆動回路3を含むものであったが、図10には、参考例として、TFT駆動回路を作成せず、ほぼ全面均一に白色に発光する照明への適用例を示す。
参考例においては、Al−2wt%Nd金属層1と陽極酸化によりAl2O3絶縁層2とからなる基板12を用いたOLEDを提供する。
[Reference example]
The embodiment of the present invention includes the
In the reference example, an OLED using a substrate 12 composed of an Al-2 wt%
図10は本発明の参考例OLED概略断面図である。厚さ0.2mmのAl−2wt%Nd金属層1(熱伝導率約236W/m・K)を陽極酸化によりAl2O3で厚さ約100nmの絶縁層2を形成する。Al−2wt%Nd金属層1とAl2O3絶縁層2をもって基板12とする。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a reference example OLED of the present invention. An Al-2 wt% Nd metal layer 1 (thermal conductivity of about 236 W / m · K) having a thickness of 0.2 mm is anodized to form an insulating
Al−2wt%Nd金属層1の表面には、深さが約0.1mmの溝が形成されている。陽極酸化は、次のように行った。化成液は3wt%の酒石酸水溶液をアンモニア水でPH6.5〜7.0に中和し、更に容量比9倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はAl−2wt%Nd金属層1を陽極にPt電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約12μA/cm2にて行い、化成電圧は8Vで行った。絶縁層2を形成後、順次、陽極(反射電極)5としてAlを100nm厚、正孔注入層6としてアリールアミンを50nm厚、正孔輸送層7としてα―ナフチルフェニルジアミンを50nm厚、発光層8として白色燐光材料を合計膜厚約30nm、電子輸送層9としてアルミニウムキノリノール錯体を50nm厚、電子注入層10としてLiFを10nm厚、陰極(透明電極)11としてITOを120nm厚、を形成した。
A groove having a depth of about 0.1 mm is formed on the surface of the Al-2 wt%
ITOはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度5×10−5Paに到達した時点で蒸着を開始し、0.3nm/secの速度で成膜した。基板温度は50℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度5×10−5Paに真空排気後、ITOターゲットにCO2ガスレーザーを照射し、2nm/secの速度で成膜した。その後は、図5では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極5と陰極11に直流電圧を印加し、電流を注入して発光層8より発光させる。
ITO was formed by laser ablation, and the others were formed by vacuum deposition. In vacuum deposition, a molybdenum boat is installed below the substrate installed above the vacuum apparatus, and deposition is started when the degree of vacuum reaches 5 × 10 −5 Pa, at a rate of 0.3 nm / sec. A film was formed. The substrate temperature was 50 ° C. or lower. Laser ablation was performed by evacuating to a vacuum degree of 5 × 10 −5 Pa and then irradiating the ITO target with a
基板12の金属層1であるAl−2wt%Ndは、熱伝導率が約236(W/m・K)であり、従来のガラスでは熱伝導率0.55〜0.75(W/m・K)であるので、約300倍以上の熱伝導率があるため、OLEDにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、OLEDの温度上昇を抑制することが可能である。また、密度は、Al−2wt%Ndが2.7(g/cm3)でガラスが2.6(g/cm3)であるので、同一厚さでもほぼ同一の重量にて作製できる。
Al-2 wt% Nd, which is the
Al−2wt%Nd層1の表面には、深さが約0.1mmの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。基板を金属層とすることにより、ガラスでは不可能な基板のフレキシブル化も容易に作製可能となる。AlにNdを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、0.2mm厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。
Although a groove having a depth of about 0.1 mm is provided on the surface of the Al-2 wt
以上は、照明等への適用提案であり、発光部の電極の加工は必要無く、電極およびOLED構成膜は、べた付けで構わない。 The above is an application proposal to illumination and the like, and it is not necessary to process the electrode of the light emitting portion, and the electrode and the OLED constituent film may be solid.
[他の実施例]
以上、各実施例、参考例において、詳細に説明したが、絶縁層はAl2O3,SiO2に限定するものではなく、金属層の陽極酸化膜や自然酸化膜、AlN,MgO,Si3N4,SiOxNy等の電気的絶縁性のあるものであれば良く、また、絶縁層は単層に限らず多層膜であっても本発明に含まれる。
金属層の厚さは特に限定するものではなく、板としての使用からフィルム状の使用まで、すなわち、cmの単位からμmの単位まで用途に合わせて使い分けることが可能である。
[Other embodiments]
As described above in each example and reference example, the insulating layer is not limited to Al 2
The thickness of the metal layer is not particularly limited, and the metal layer can be used properly from the use as a plate to the use in the form of a film, that is, from the unit of cm to the unit of μm.
また、金属層表面に形成した溝は、形状、深さ等を規定するものではない。
また、本実施例では低分子系有機化合物からなるOLEDについて記載したが、高分子系有機化合物からなるOLEDにおいても、本発明の範囲に含まれる。
Moreover, the groove | channel formed in the metal layer surface does not prescribe | regulate a shape, depth, etc.
Moreover, although the OLED which consists of a low molecular weight organic compound was described in the present Example, the OLED which consists of a high molecular weight organic compound is also contained in the scope of the present invention.
また、OLEDの積層構造は、本実施例で示した、陽極、発光層、陰極の積層順番に限定するものではなく、陰極、発光層、陽極の順番でもかまわない。発光層は、R,G,Bの個別の発光層に分けることに限定するものではなく、白色発光層を形成し、R,G,Bのカラーフィルタにより画素を区別する場合でも良く、発光層を形成し、色変換層にて色を変換してその後カラーフィルタにより画素を区別する場合でも良い。 Further, the stacked structure of the OLED is not limited to the stacking order of the anode, the light emitting layer, and the cathode shown in this embodiment, and the order of the cathode, the light emitting layer, and the anode may be used. The light emitting layer is not limited to the separate light emitting layers of R, G, and B. A white light emitting layer may be formed and pixels may be distinguished by R, G, and B color filters. May be formed, the color may be converted by the color conversion layer, and then the pixels may be distinguished by the color filter.
また、駆動回路はTFT駆動回路に限定するものではなく、MIM(Metal Insulator Metal)駆動回路、SIT(Static Inductioin Transistor)駆動回路等、でも良い。 Further, the drive circuit is not limited to the TFT drive circuit, and may be an MIM (Metal Insulator Metal) drive circuit, an SIT (Static Inductive Transistor) drive circuit, or the like.
基板の画面内(正確には画素内)に駆動回路を設けずに、陰極と発光層と陽極をべた付けした照明用OLEDにおいても、金属層と絶縁層からなる基板を用い、金属層の表面に溝形成を行うことにより、水分や酸素やアルカリ可動イオンの遮断と放熱効果を得ることが可能であるので、信頼性の高いOLED照明を実現することが可能である。 Even in an OLED for illumination in which a cathode, a light emitting layer, and an anode are attached without providing a drive circuit in the screen of the substrate (exactly in a pixel), a substrate made of a metal layer and an insulating layer is used. By forming the groove in the groove, it is possible to obtain a heat shielding effect and a heat dissipation effect of moisture, oxygen, and alkali movable ions, so that highly reliable OLED illumination can be realized.
以上説明したように、本発明は、OLEDを構成する有機化合物やTFT駆動回路等から発生する熱を金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を通して放熱することができ、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの遮断を行うことができるので良好なトップエミッション型OLEDに利用することが可能である。 As described above, the present invention can dissipate heat generated from an organic compound constituting an OLED, a TFT drive circuit, etc. through a non-light transmissive substrate including a metal layer and an insulating layer, and moisture. In addition, since it is possible to block movable oxygen and alkali ions, it can be used for a good top emission type OLED.
1 金属層
2,23 絶縁層
3 TFT駆動回路
4 平坦化層
5 陽極(反射電極)
6 正孔注入層
8 発光層
9 電子輸送層
10 電子注入層
11 陰極(透明電極)
12 金属層と絶縁層からなる基板
20 ガラス基板
21 陽極(透明電極)
22 陰極(反射電極)
31 走査線
32 データ線
DESCRIPTION OF
6
12 Substrate consisting of metal layer and insulating
22 Cathode (reflective electrode)
31
Claims (9)
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層の発光領域と重なる位置に駆動回路を配置した層を積層すると共に、前記基板は、光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなることを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。 In a top emission type organic light emitting display in which a reflective electrode, an organic light emitting layer, and a transparent electrode are laminated on a substrate,
Between the substrate and the reflective electrode, a layer in which a drive circuit is arranged at a position overlapping the light emitting region of the organic light emitting layer is laminated, and the substrate is made up of a metal layer having no light transmittance and an insulating layer. A top emission type organic light emitting display.
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にTFT駆動回路を配置した層を積層すると共に、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層が存在する側と逆側の前記金属層の表面に放熱用の凹凸を設けたことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。 In a top emission type organic light emitting display in which a reflective electrode, a layer including an organic light emitting layer, and a transparent electrode are laminated on a substrate,
Between the substrate and the reflective electrode, a layer in which a TFT driving circuit is arranged at a position overlapping the light emitting region of the layer including the organic light emitting layer is laminated, and the substrate has good thermal conductivity and light transmittance. A top-emission organic light-emitting display comprising a metal layer and an insulating layer that are not provided, and provided with unevenness for heat dissipation on the surface of the metal layer opposite to the side where the insulating layer is present on the substrate.
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にTFT駆動回路を配置した層を積層し、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層の膜厚が前記TFT駆動回路を配置した領域で薄いことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。 In a top emission type organic light emitting display in which a reflective electrode, a layer including an organic light emitting layer, and a transparent electrode are laminated on a substrate,
Between the substrate and the reflective electrode, a layer in which a TFT drive circuit is arranged is overlapped with the light emitting region of the layer including the organic light emitting layer, and the substrate has good thermal conductivity and light transmittance. A top emission type organic light emitting display comprising a metal layer and an insulating layer which are not formed, and wherein the thickness of the insulating layer of the substrate is thin in a region where the TFT driving circuit is disposed.
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にTFT駆動回路を配置した層を積層し、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層の膜厚が前記駆動回路の領域で薄く、前記絶縁層が存在する側と逆側の金属層の表面に放熱用の凹凸を設け、前記駆動回路の位置に対応する領域では、前記凹凸の間隔が密で、放熱用の表面積が大きいことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。 In a top emission type organic light emitting display in which a reflective electrode, a layer including an organic light emitting layer, and a transparent electrode are laminated on a substrate,
Between the substrate and the reflective electrode, a layer in which a TFT drive circuit is arranged is overlapped with the light emitting region of the layer including the organic light emitting layer, and the substrate has good thermal conductivity and light transmittance. The insulating layer of the substrate is thin in the region of the drive circuit, and provided with unevenness for heat dissipation on the surface of the metal layer opposite to the side where the insulating layer exists, The top emission type organic light emitting display characterized in that in the region corresponding to the position of the drive circuit, the unevenness is closely spaced and the surface area for heat dissipation is large.
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