JP2007066774A - Organic electroluminescent display device and its manufacturing method - Google Patents
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)表示装置及びその製造方法に関するものであり、詳細には、いわゆる逆構造のトップエミッション型の有機EL表示装置及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescence (organic EL) display device and a method for manufacturing the same, and in particular, relates to a so-called inverted top emission type organic EL display device and a method for manufacturing the same.
近年、自発光型の発光素子として有機EL素子が注目され、この有機EL素子を用いたディスプレイの開発が進められている。有機EL素子は、動画表示に適した速い応答速度、低電圧、低消費電力駆動などの特徴を有しているため、次世代の携帯電話や携帯端末(PDA)をはじめ、次世代のディスプレイとして期待されている。 In recent years, an organic EL element has attracted attention as a self-luminous light emitting element, and a display using the organic EL element has been developed. Organic EL elements have features such as fast response speed, low voltage, and low power consumption driving that are suitable for video display, so they can be used as next-generation displays such as next-generation mobile phones and portable terminals (PDAs). Expected.
有機ELディスプレイは、画像表示のため複数の画素を有する有機ELパネルを備えている。有機ELパネルにおける有機EL素子の構造は、パネル基板上で有機EL膜を2つの電極で挟んだ構造になっている。有機EL膜は、主に電子輸送層、発光層、正孔輸送層によって構成され、2つの電極の一方が陽極、他方が陰極になっている。 The organic EL display includes an organic EL panel having a plurality of pixels for image display. The organic EL element in the organic EL panel has a structure in which an organic EL film is sandwiched between two electrodes on a panel substrate. The organic EL film is mainly composed of an electron transport layer, a light emitting layer, and a hole transport layer, and one of the two electrodes is an anode and the other is a cathode.
このような有機ELパネルを備えた有機ELディスプレイにおいては、陽極に正の電圧、陰極に負の電圧を印加することにより、陽極から有機EL膜中に注入された正孔が正孔輸送層を経て発光層に到達し、一方陰極から有機EL膜に注入された電子が電子輸送層を経て発光層に到達し、発光層内で電子と正孔が再結合することにより発光を得る仕組みになっている。 In an organic EL display including such an organic EL panel, positive holes are injected into the organic EL film from the anode by applying a positive voltage to the anode and a negative voltage to the cathode. Then, it reaches the light emitting layer, while the electrons injected from the cathode into the organic EL film reach the light emitting layer through the electron transport layer, and the electron and hole recombine in the light emitting layer to obtain light emission. ing.
また、近年では、表示画像の高輝度化や高精細化を実現するものとして、従来パネル基板側から光を取り出していたものを、その反対側、すなわち発光層が形成されているパネル基板の上面側から光を取り出す上面発光(トップエミッション)方式を採用した有機ELディスプレイが提案されている。 In recent years, in order to realize high brightness and high definition of a display image, the conventional method of extracting light from the panel substrate side is the opposite side, that is, the upper surface of the panel substrate on which the light emitting layer is formed. An organic EL display that employs a top emission method for extracting light from the side has been proposed.
図13は、アクティブマトリックス回路基板上に形成したトップエミッション方式を採用した有機ELディスプレイのパネルの断面図である。基板側から光を取り出す構造では、基板上の薄膜トランジスタ(TFT)などにより、実際に光を取り出すことのできる部分の割合(開口率)が制限されるという問題があったが、トップエミッション構造の有機ELディスプレイは、この問題点を解決することができ、発光部分の上方にTFTなどが存在しないので、開口率をほぼ100%にすることが可能になる。 FIG. 13 is a cross-sectional view of a panel of an organic EL display employing a top emission method formed on an active matrix circuit board. In the structure where light is extracted from the substrate side, there is a problem that the ratio (aperture ratio) where light can actually be extracted is limited by the thin film transistor (TFT) on the substrate. The EL display can solve this problem. Since there is no TFT or the like above the light emitting portion, the aperture ratio can be almost 100%.
図13は、上述のように従来のトップエミッション構造のアクティブマトリックス型表示装置の1画素分を示した断面図である。図13を参照して、従来のトップエミッション構造のアクティブマトリックス型表示装置では、基板1上にTFT回路2がマトリックス状に形成されている。基板1及びTFT回路2の上には、平坦化膜3が形成されている。平坦化膜3上には、陽極8が形成されている。また、平坦化膜3及び陽極8の上には、開口部を有する絶縁膜からなる画素分離膜5が形成されている。画素分離膜5は、各画素領域の間の画素間に設けられている。この画素分離膜5の開口部内で、陽極8と接するように発光層を含む有機層7が形成されている。また、有機層7及び画素分離膜5の上の全面を覆うように、Li、LiFまたはLiO2などからなる電子注入層及びAlやAgなどからなる陰極4が形成されている。 FIG. 13 is a cross-sectional view showing one pixel of an active matrix display device having a conventional top emission structure as described above. Referring to FIG. 13, in an active matrix display device having a conventional top emission structure, TFT circuits 2 are formed on a substrate 1 in a matrix. A planarizing film 3 is formed on the substrate 1 and the TFT circuit 2. An anode 8 is formed on the planarizing film 3. A pixel isolation film 5 made of an insulating film having an opening is formed on the planarizing film 3 and the anode 8. The pixel separation film 5 is provided between the pixels between the pixel regions. An organic layer 7 including a light emitting layer is formed in contact with the anode 8 in the opening of the pixel separation film 5. Further, an electron injection layer made of Li, LiF, LiO 2 or the like and a cathode 4 made of Al, Ag, or the like are formed so as to cover the entire surface of the organic layer 7 and the pixel separation film 5.
しかしながら、図13に示した従来のトップエミッション構造のアクティブマトリックス型表示装置では、ボトムエミッション構造の表示装置と陰極の構造が異なるため、トップエミッション用に陰極及び陽極を含む有機ELの素子構造を最適化する必要があった。また、発光層を含む有機層7の上の全面を覆うように、金属膜からなる陰極4が形成されているので、光の透過率を大きくするのが困難であり、発光効率が低下するという問題があった。その結果、図13に示した従来のトップエミッション構造のアクティブマトリックス型表示装置では、開口率を大きくすることができるものの、上述の素子構造を最適化しなければならないという問題並びに光の透過率は最大でも70%程度にとどまってしまうという問題があった。そこで、図13に示した従来のトップエミッション構造と異なり、基板1側に陰極4を形成することによって、透過率の低い陰極4を基板1側に形成した逆構造のトップエミッション型のアクティブマトリックス型表示装置が考えられる。この構造では、ボトムエミッション構造と同様の陰極を用いることができるので、ボトムエミッションの素子構造を上下逆にすればよく、トップエミッション用に素子の構造を最適化する必要がなくなる。 However, in the active matrix type display device having the conventional top emission structure shown in FIG. 13, the structure of the cathode is different from the display device having the bottom emission structure, and the organic EL element structure including the cathode and the anode is optimal for the top emission. It was necessary to make it. Further, since the cathode 4 made of a metal film is formed so as to cover the entire surface of the organic layer 7 including the light emitting layer, it is difficult to increase the light transmittance, and the light emission efficiency is reduced. There was a problem. As a result, in the active matrix display device having the conventional top emission structure shown in FIG. 13, the aperture ratio can be increased, but the above-described element structure must be optimized and the light transmittance is maximum. However, there was a problem of staying at about 70%. Therefore, unlike the conventional top emission structure shown in FIG. 13, the cathode 4 is formed on the substrate 1 side, whereby the cathode 4 having a low transmittance is formed on the substrate 1 side. A display device is conceivable. In this structure, since the same cathode as the bottom emission structure can be used, the element structure of the bottom emission may be turned upside down, and it is not necessary to optimize the element structure for the top emission.
図12は、陰極4を基板側に形成した逆構造のトップエミッション型のアクティブマトリックス型表示装置の1画素分を示した断面図である。図12に示す逆構造のトップエミッション型の表示装置は、電極とその間の有機層の構成が上下において逆になっていること以外は、図13に示した従来のトップエミッション構造の表示装置と同様の構成である。すなわち、図12に示すように、基板1上に、TFT回路2、平坦化膜3、及び陰極4がこの順序で形成されている。平坦化膜3及び陰極4の上には、画素分離膜5が形成されている。なお、陰極4には、上述のように、電子注入層がその一部として形成されている。陰極4の上には、発光層を含む有機層7が形成されている。画素分離膜5及び有機層7の上の全面を覆うように、ITOなどからなる陽極(透明電極)8が形成されている。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing one pixel of a top emission type active matrix display device having an inverted structure in which the cathode 4 is formed on the substrate side. The reverse top emission type display device shown in FIG. 12 is the same as the conventional top emission structure display device shown in FIG. 13 except that the configuration of the electrode and the organic layer therebetween is reversed upside down. It is the composition. That is, as shown in FIG. 12, the TFT circuit 2, the planarizing film 3, and the cathode 4 are formed on the substrate 1 in this order. A pixel isolation film 5 is formed on the planarization film 3 and the cathode 4. Note that, as described above, the electron injection layer is formed as a part of the cathode 4. An organic layer 7 including a light emitting layer is formed on the cathode 4. An anode (transparent electrode) 8 made of ITO or the like is formed so as to cover the entire surface of the pixel separation film 5 and the organic layer 7.
図12に示す逆構造のトップエミッション型表示装置においては、陰極4を各画素領域にのみパターニングして限定的に形成している。このようなパターニングは、一般にフォトリソグラフィー法によりなされる(特許文献1など)。 In the top emission type display device having the reverse structure shown in FIG. 12, the cathode 4 is formed in a limited manner by patterning only in each pixel region. Such patterning is generally performed by a photolithography method (Patent Document 1, etc.).
しかしながら、フォトリソグラフィー法により陰極4をパターニングする場合、陰極である金属膜の表面が酸化され、陰極の表面に酸化膜が形成されるという問題があった。陰極の表面に酸化膜が形成されると、電子注入が阻害され、有機EL素子の駆動電圧が高くなり、発光効率が低下するという問題を生じる。 However, when the cathode 4 is patterned by photolithography, there is a problem that the surface of the metal film that is the cathode is oxidized and an oxide film is formed on the surface of the cathode. If an oxide film is formed on the surface of the cathode, electron injection is hindered, the drive voltage of the organic EL element is increased, and the light emission efficiency is lowered.
また、陰極をパターニングする代わりに、画素間にリブを設ける方法も提案されている(特許文献2など)。しかしながら、画素間にリブを設ける場合、陰極4と共に陽極8も分離されてしまうので、アクティブマトリックス型表示装置においては使用することができない。
本発明の目的は、いわゆる逆構造のトップエミッション型有機EL表示装置において、発光効率が高い有機EL表示装置及びその製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an organic EL display device having high luminous efficiency and a method for manufacturing the same in a so-called inverted top emission organic EL display device.
本発明の有機EL表示装置は、各画素領域からの発光を基板側と反対側から取り出すトップエミッション型の有機EL表示装置であり、各画素に表示信号を与えるため基板上に設けられる駆動回路と、駆動回路に接続され、かつ各画素領域毎に分離して設けられる、金属膜からなる反射性の第1陰極層と、各画素領域毎に分離して第1陰極層の上に設けられる、透明導電性金属酸化物からなる第2陰極層と、各画素領域毎に設けられている第1陰極層及び第2陰極層の間の画素間の領域において、各画素領域を分離するため設けられる、絶縁材料からなる画素分離膜と、画素分離膜及び第2陰極層の上に、複数の画素領域に共通して設けられる、金属膜からなる第3陰極層と、第3陰極層の上に設けられる、発光層を含む有機層と、有機層の上に設けられる、透明性電極からなる陽極とを備え、第3陰極層が、膜面方向に不連続な電極膜であるか、あるいは、第3陰極層の膜厚と、第3陰極層を構成する電極材料の電子の平均自由行程とから算出されるシート抵抗が、第3陰極層の少なくとも一部で30Ω/□以上である電極膜であることを特徴としている。 The organic EL display device of the present invention is a top emission type organic EL display device that extracts light emitted from each pixel region from the side opposite to the substrate side, and a drive circuit provided on the substrate for supplying a display signal to each pixel; A reflective first cathode layer made of a metal film, connected to the drive circuit and provided separately for each pixel region, and provided on the first cathode layer separately for each pixel region; Provided to separate each pixel region in a second cathode layer made of a transparent conductive metal oxide and a region between pixels between the first cathode layer and the second cathode layer provided for each pixel region. A pixel separation film made of an insulating material, and a third cathode layer made of a metal film and provided on the pixel separation film and the second cathode layer in common to the plurality of pixel regions; and An organic layer including a light emitting layer and an organic layer And the third cathode layer is a discontinuous electrode film in the film surface direction, or the third cathode layer thickness and the third cathode layer are configured. In the electrode material, the sheet resistance calculated from the electron mean free path is 30Ω / □ or more in at least a part of the third cathode layer.
本発明においては、各画素毎に分離して設けられる金属膜からなる反射性の第1陰極層の上に、透明導電性金属酸化物からなる第2陰極層が設けられている。従って、第1陰極層を形成し、その上に第2陰極層を形成した後、フォトリソグラフィー法により、第1陰極層と第2陰極層をパターニングする際、第1陰極層の上には第2陰極層が存在しているので、金属膜からなる第1陰極層の表面が酸化されることなくフォトリソグラフィー法によりパターニングすることができる。 In the present invention, a second cathode layer made of a transparent conductive metal oxide is provided on a reflective first cathode layer made of a metal film provided separately for each pixel. Therefore, after the first cathode layer is formed and the second cathode layer is formed thereon, the first cathode layer and the second cathode layer are patterned on the first cathode layer by photolithography. Since there are two cathode layers, the surface of the first cathode layer made of a metal film can be patterned by photolithography without being oxidized.
また、本発明においては、第3陰極層が、画素分離膜及び第2陰極層の上に、複数の画素領域に共通して設けられている。従って、第3陰極層をパターニングする必要がなく、第3陰極層形成後、引き続きその上に有機層等を形成することができる。従って、第3陰極層を形成した後、第3陰極層を大気に暴露することなく、次の有機層等をその上に形成することができる。第3陰極層の表面が酸化されることなく、次の層を形成することができるので、有機層に電荷を注入する際の障害が生じず、駆動電圧を低減することができ、発光効率を高めることができる。 In the present invention, the third cathode layer is provided in common to the plurality of pixel regions on the pixel separation film and the second cathode layer. Therefore, it is not necessary to pattern the third cathode layer, and after the third cathode layer is formed, an organic layer or the like can be continuously formed thereon. Therefore, after the third cathode layer is formed, the next organic layer or the like can be formed thereon without exposing the third cathode layer to the atmosphere. Since the next layer can be formed without oxidizing the surface of the third cathode layer, there is no obstacle in injecting charges into the organic layer, the driving voltage can be reduced, and the luminous efficiency can be reduced. Can be increased.
また、本発明における第3陰極層は、膜面方向に不連続な電極膜であるか、あるいは、第3陰極層の膜厚と、第3陰極層を構成する電極材料の電子の平均自由行程とから算出されるシート抵抗が、第3陰極層の少なくとも一部で30Ω/□以上である電極膜である。従って、第3陰極層による膜面方向への電気的な導通が生じないため、第3陰極層を複数の画素領域にまたがって設けても、第3陰極層を介しての隣接する画素への電気的導通が生じず、点灯している画素の周辺において同時に点灯するのを防止することができる。 The third cathode layer in the present invention is an electrode film discontinuous in the film surface direction, or the film thickness of the third cathode layer and the mean free path of electrons of the electrode material constituting the third cathode layer. Is an electrode film having a sheet resistance of 30Ω / □ or more in at least a part of the third cathode layer. Accordingly, since electrical conduction in the film surface direction by the third cathode layer does not occur, even if the third cathode layer is provided across a plurality of pixel regions, it is possible to connect to adjacent pixels via the third cathode layer. Electrical conduction does not occur, and it can be prevented that the pixels are lit simultaneously around the lit pixels.
第3陰極層を、膜面方向に不連続な電極膜として形成する方法としては、膜厚を5nm未満とし、島状に分離された不連続な膜として形成する方法が挙げられる。このような電極膜は、島状に分離した不連続な膜であるので、膜面方向の導通が生じることはない。 As a method of forming the third cathode layer as a discontinuous electrode film in the film surface direction, there is a method of forming the film as a discontinuous film having a film thickness of less than 5 nm and separated into islands. Since such an electrode film is a discontinuous film separated into islands, conduction in the film surface direction does not occur.
図11は、第3陰極層6における電子の平均自由行程λと、第3陰極層6の導電率との関係を説明するための図である。膜厚dが薄くなって、膜内の自由電子の平均自由行程λと同程度になると、膜面上で自由電子が衝突散乱することにより実質的に電子の自由行程λが短縮されるので、導電率の低下を生じる。自由電子の平均自由行程λより膜厚dが小さい場合の導電率σfは、以下の式で表される。なお、以下の式においてσはバルクの導電率を示している。
σf=d/λ(3/4+1/2ln(λ/d)σ
FIG. 11 is a diagram for explaining the relationship between the mean free path λ of electrons in the third cathode layer 6 and the conductivity of the third cathode layer 6. When the film thickness d is reduced and becomes equal to the average free path λ of free electrons in the film, the free electrons λ are substantially shortened by collision of the free electrons on the film surface. Decreases conductivity. The conductivity σf when the film thickness d is smaller than the mean free path λ of free electrons is expressed by the following equation. In the following formula, σ represents bulk conductivity.
σf = d / λ (3/4 + 1 / 2ln (λ / d) σ
従って、第3陰極層の電極材料の電子の平均自由行程λと、第3陰極層の膜厚dと、第3陰極層の電極材料のバルクの導電率σから、第3陰極層のシート抵抗を算出することができる。 Accordingly, the sheet resistance of the third cathode layer is calculated from the electron mean free path λ of the electrode material of the third cathode layer, the film thickness d of the third cathode layer, and the bulk conductivity σ of the electrode material of the third cathode layer. Can be calculated.
本発明においては、このようにして算出されるシート抵抗が、少なくとも一部で30Ω/□以上である電極膜を第3陰極層として用いてもよい。 In the present invention, an electrode film having a sheet resistance calculated in this manner of at least a part of 30Ω / □ or more may be used as the third cathode layer.
本発明においては、画素分離膜の傾斜した側面上の第3陰極層の部分の膜厚が、第3陰極層の他の部分の膜厚よりも薄くなっており、この部分において上記のシート抵抗が30Ω/□以上になっていてもよい。 In the present invention, the thickness of the portion of the third cathode layer on the inclined side surface of the pixel separation film is thinner than the thickness of the other portion of the third cathode layer, and in this portion, the above sheet resistance May be 30 Ω / □ or more.
図8は、画素分離膜の傾斜した側面上において、第3陰極層の膜厚が薄くなっている状態を示す断面図である。平坦化膜3の上には画素分離膜5が設けられており、画素分離膜5の側面5bは傾斜した側面になっている。第2陰極層4b及び画素分離膜5の上に、第3陰極層6が形成されており、第3陰極層6の膜厚はdで示されている。図8に示すように、画素分離膜5の傾斜した側面5b上の第3陰極層6の膜厚Dは、d×cosθで表され、膜厚dよりも小さくなっている。 FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the thickness of the third cathode layer is thin on the inclined side surface of the pixel separation film. A pixel isolation film 5 is provided on the planarizing film 3, and the side surface 5 b of the pixel isolation film 5 is an inclined side surface. A third cathode layer 6 is formed on the second cathode layer 4b and the pixel separation film 5, and the film thickness of the third cathode layer 6 is indicated by d. As shown in FIG. 8, the film thickness D of the third cathode layer 6 on the inclined side surface 5b of the pixel separation film 5 is expressed by d × cos θ and is smaller than the film thickness d.
従って、図8に示すように、画素分離膜5の傾斜した側面5bにおいて膜厚Dが、他の部分における膜厚dよりも薄くなっており、この部分において、シート抵抗を30Ω/□以上にすることができる。 Therefore, as shown in FIG. 8, the film thickness D is thinner than the film thickness d in the other part on the inclined side surface 5b of the pixel separation film 5, and the sheet resistance is 30 Ω / □ or more in this part. can do.
また、本発明においては、画素分離膜の側面が膜面方向に対してなす傾斜角が90°以上であり、画素分離膜の側方端部で第3陰極層が分断され、不連続な膜となっていてもよい。図9は、このような状態を示す断面図である。図9に示すように、平坦化膜3の上に形成されている画素分離膜5の側面5bは、テーパー状に形成されており、側面5bが膜面方向に対してなす傾斜角度が90°以上になっている。このような場合、第2陰極層4b及び画素分離膜5の上に、第3陰極層6を形成すると、画素分離膜5の上面5a上に形成された第3陰極層6と、第2陰極層4b上に形成された第3陰極層6とが画素分離膜5の側方端部で分断された状態となり、不連続になる。図9に示す状態においては、このような分断された第3陰極層6の上に有機層7を形成しているが、有機層7は連続して形成されているため、その上に形成される陽極8も連続した電極膜として形成されている。 Further, in the present invention, the inclination angle formed by the side surface of the pixel separation film with respect to the film surface direction is 90 ° or more, the third cathode layer is divided at the side edge of the pixel separation film, and the discontinuous film It may be. FIG. 9 is a cross-sectional view showing such a state. As shown in FIG. 9, the side surface 5b of the pixel isolation film 5 formed on the planarizing film 3 is formed in a tapered shape, and the inclination angle formed by the side surface 5b with respect to the film surface direction is 90 °. That's it. In such a case, when the third cathode layer 6 is formed on the second cathode layer 4b and the pixel separation film 5, the third cathode layer 6 formed on the upper surface 5a of the pixel separation film 5 and the second cathode The third cathode layer 6 formed on the layer 4b is separated from the side end portion of the pixel separation film 5 and becomes discontinuous. In the state shown in FIG. 9, the organic layer 7 is formed on the divided third cathode layer 6. However, since the organic layer 7 is continuously formed, the organic layer 7 is formed thereon. The anode 8 is also formed as a continuous electrode film.
図10は、画素分離膜の側面が膜面方向に対してなす傾斜角が90°以上の場合において、画素分離膜5の膜厚hが、有機層7の膜厚dよりも厚い場合を示している。このような場合、図10に示すように、有機層7が画素分離膜5の側方端部で分断されてしまうので、その上に形成される陽極8も画素分離膜5の側方端部で分断され、連続した陽極8を形成することができなくなる。このため、TFT回路によるアクティブマトリックス駆動の場合には適用できない構造となる。 FIG. 10 shows a case where the film thickness h of the pixel separation film 5 is thicker than the film thickness d of the organic layer 7 when the inclination angle formed by the side surface of the pixel separation film with respect to the film surface direction is 90 ° or more. ing. In such a case, as shown in FIG. 10, the organic layer 7 is divided at the side end portion of the pixel isolation film 5, so that the anode 8 formed thereon is also the side end portion of the pixel isolation film 5. The continuous anode 8 cannot be formed. For this reason, the structure cannot be applied in the case of active matrix driving by a TFT circuit.
従って、画素分離膜の側面が膜面方向に対してなす傾斜角度が90°以上である場合、画素分離膜の膜厚を、有機層の膜厚よりも薄くなるように画素分離膜を形成することが好ましい。 Therefore, when the inclination angle formed by the side surface of the pixel separation film with respect to the film surface direction is 90 ° or more, the pixel separation film is formed so that the film thickness of the pixel separation film is smaller than the film thickness of the organic layer. It is preferable.
また、本発明においては、金属膜からなる反射性の第1電極層の上に、透明導電性金属酸化物からなる第2陰極層を設けている。第2陰極層の上には、さらに第3陰極層を設けているが、第3陰極層は薄膜であるので、有機層で発光した光は、反射性の第1電極層が設けられていない場合、有機EL素子基板側にも出射されてしまう。本発明では、第1電極層を設けることにより、有機層で発光した光を一方向に反射させ封止基板側から出射させることができるので、発光効率を向上させることができる。また、本発明においては、第2陰極層の膜厚を調整することにより、有機EL素子のマイクロキャビティの調整をすることができるので、発光効率をさらに向上させることができる。 In the present invention, the second cathode layer made of a transparent conductive metal oxide is provided on the reflective first electrode layer made of a metal film. A third cathode layer is further provided on the second cathode layer. Since the third cathode layer is a thin film, the light emitted from the organic layer is not provided with the reflective first electrode layer. In this case, the light is emitted also to the organic EL element substrate side. In the present invention, by providing the first electrode layer, light emitted from the organic layer can be reflected in one direction and emitted from the sealing substrate side, so that the light emission efficiency can be improved. In the present invention, the microcavity of the organic EL element can be adjusted by adjusting the thickness of the second cathode layer, so that the light emission efficiency can be further improved.
図1は、本発明に従う一実施例の有機EL表示装置の1画素分の領域を示した断面図である。図2は、図1に示す実施例の有機EL表示装置の複数の画素領域の部分を示した断面図である。図1に示すように、ガラス基板などの基板1の上には、TFT回路2が設けられており、TFT回路2の上には、平坦化膜3が設けられている。平坦化膜3の上の各画素領域の部分には、第1陰極層4aが形成されており、第1陰極層4aの上に第2陰極層4bが形成されている。第1陰極層4a及び第2陰極層4bは、フォトリソグラフィー法などによりパターニングされ、画素領域の上にのみ設けられている。第1陰極層4aは、平坦化膜3に形成されたスルーホールを介してTFT回路2の電極に接続されている。 FIG. 1 is a sectional view showing a region for one pixel of an organic EL display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a plurality of pixel regions of the organic EL display device of the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 1, a TFT circuit 2 is provided on a substrate 1 such as a glass substrate, and a planarizing film 3 is provided on the TFT circuit 2. A first cathode layer 4a is formed on the portion of each pixel region on the planarizing film 3, and a second cathode layer 4b is formed on the first cathode layer 4a. The first cathode layer 4a and the second cathode layer 4b are patterned by a photolithography method or the like, and are provided only on the pixel region. The first cathode layer 4 a is connected to the electrode of the TFT circuit 2 through a through hole formed in the planarizing film 3.
第1陰極層4a及び第2陰極層4bの間の画素間の領域には、各画素領域を分離するため画素分離膜5が設けられている。画素分離膜5及び第2陰極層4bの上には、各画素領域をまたがりほぼ全面に第3陰極層6が形成されている。 In a region between the pixels between the first cathode layer 4a and the second cathode layer 4b, a pixel separation film 5 is provided to separate the pixel regions. On the pixel isolation film 5 and the second cathode layer 4b, the third cathode layer 6 is formed on almost the entire surface across the pixel regions.
第3陰極層6の上には、複数の画素領域をまたがるように発光層を含む有機層7が形成されている。有機層7の上には、複数の画素領域をまたがるように陽極8が形成されている。陽極8の上には、複数の画素領域をまたがるように保護膜9が形成されている。保護膜9の上には、接着剤層10を介してガラス基板などからなる封止基板11が取り付けられている。カラーフィルタ層を設ける場合には、封止基板11にカラーフィルタ層を設けることができる。 An organic layer 7 including a light emitting layer is formed on the third cathode layer 6 so as to straddle a plurality of pixel regions. An anode 8 is formed on the organic layer 7 so as to straddle a plurality of pixel regions. A protective film 9 is formed on the anode 8 so as to straddle a plurality of pixel regions. On the protective film 9, a sealing substrate 11 made of a glass substrate or the like is attached via an adhesive layer 10. When providing a color filter layer, a color filter layer can be provided on the sealing substrate 11.
本発明においては、第3陰極層6が、膜面方向に不連続な電極膜であるか、あるいは、第3陰極層6の膜厚と、第3陰極層6を構成する電極材料の電子の平均自由行程とから算出される上述のシート抵抗が、第3陰極層6の少なくとも一部で30Ω/□以上である電極膜である。 In the present invention, the third cathode layer 6 is a discontinuous electrode film in the film surface direction, or the film thickness of the third cathode layer 6 and the electrons of the electrode material constituting the third cathode layer 6 are In the electrode film, the sheet resistance calculated from the mean free path is 30Ω / □ or more in at least a part of the third cathode layer 6.
本発明において、第1陰極層は、金属膜からなる反射性の電極であり、例えば、反射率の高いアルミニウム、銀、モリブデン、タングステン、クロム、ニッケル、銅、金、またはこれらの合金などからなる金属膜から形成することができる。 In the present invention, the first cathode layer is a reflective electrode made of a metal film, and is made of, for example, aluminum, silver, molybdenum, tungsten, chromium, nickel, copper, gold, or an alloy thereof having high reflectivity. It can be formed from a metal film.
本発明において、第2陰極層は、透明導電性金属酸化物からなる電極膜であり、透明で仕事関数が高いインジウム錫酸化物(ITO)や、インジウム亜鉛酸化物(IZO)などから形成することができる。 In the present invention, the second cathode layer is an electrode film made of a transparent conductive metal oxide, and is made of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), or the like that is transparent and has a high work function. Can do.
本発明において、第3陰極層は、金属膜から形成することができ、電極材料としては、第1陰極層の電極材料と同じもの、及びリチウム、ナトリウム、セシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ土類金属、並びにそれらの合金(例えば、MgAg)などが挙げられる。 In the present invention, the third cathode layer can be formed of a metal film, and the electrode material is the same as the electrode material of the first cathode layer, and alkali metals such as lithium, sodium, cesium, calcium, magnesium, etc. And alkaline earth metals thereof, and alloys thereof (for example, MgAg).
本発明における画素分離膜は、絶縁材料から形成されるものであり、PMMA(ポリメチルメタクリレート)などのポリマー材料などから形成することができる。 The pixel separation film in the present invention is formed from an insulating material, and can be formed from a polymer material such as PMMA (polymethyl methacrylate).
本発明における有機層は、発光層を含む有機層であり、従来より有機EL素子において形成されている有機層を形成することができる。有機層は、第3陰極層のパターンよりも大きな領域をカバーするように形成されることが好ましい。発光層の材料としては、例えば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などを挙げることができる。 The organic layer in this invention is an organic layer containing a light emitting layer, and can form the organic layer conventionally formed in the organic EL element. The organic layer is preferably formed so as to cover a larger area than the pattern of the third cathode layer. As a material of the light emitting layer, for example, in order to obtain light emission from blue to blue green, for example, a fluorescent brightener such as benzothiazole, benzimidazole, benzoxazole, metal chelated oxonium compound, styrylbenzene compound And aromatic dimethylidin compounds.
本発明における陽極は、透明性電極からなる電極膜であり、ITOやIZOなどから形成することができる。必要に応じて、膜厚の薄い金属膜から形成してもよい。 The anode in the present invention is an electrode film made of a transparent electrode, and can be formed of ITO, IZO or the like. If necessary, it may be formed from a thin metal film.
図1に示す保護膜9としては、有機EL素子のパッシベーション層として機能するものを用いることができ、電気絶縁性を有し、水分や低分子成分に対するバリア性を有し、可視域における透明性が高い(400〜800nmの波長範囲で透過率が50%以上)の材料が好ましく用いられる。このような材料としては、SiOx、SiNx、SiNxOy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOx等の無機酸化物、無機窒化物等を用いることができる。保護膜の形成方法としては、有機EL素子に悪影響を与えない方法であれば特に制約はなく、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等で形成することができ、ディッピング法などにより形成してもよい。 As the protective film 9 shown in FIG. 1, a film that functions as a passivation layer of an organic EL element can be used, has electrical insulation, has barrier properties against moisture and low molecular components, and has transparency in the visible range. Is preferably used (having a transmittance of 50% or more in the wavelength range of 400 to 800 nm). As such a material, inorganic oxides such as SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, and ZnOx, inorganic nitrides, and the like can be used. The method for forming the protective film is not particularly limited as long as it does not adversely affect the organic EL element, and can be formed by a sputtering method, a CVD method, a vacuum evaporation method, or the like. Good.
接着剤層10としては、光硬化樹脂または熱硬化樹脂などを用い、封止基板11を貼り合わせた状態で硬化させることにより封止基板11を取り付ける。 As the adhesive layer 10, a photocurable resin or a thermosetting resin is used, and the sealing substrate 11 is attached by curing the sealing substrate 11 in a bonded state.
本発明の有機EL表示装置における有機EL素子部分の構造としては、以下のような構造が挙げられる。
(1)陰極/有機EL発光層/陽極
(2)陰極/有機EL発光層/正孔注入層/陽極
(3)陰極/電子注入層/有機EL発光層/陽極
(4)陰極/電子注入層/有機EL発光層/正孔注入層/陽極
(5)陰極/電子注入層/有機EL発光層/正孔輸送層/正孔注入層/陽極
(6)陰極/電子注入層/電子輸送層/有機EL発光層/正孔輸送層/正孔注入層/陽極
Examples of the structure of the organic EL element portion in the organic EL display device of the present invention include the following structures.
(1) Cathode / organic EL light emitting layer / anode (2) Cathode / organic EL light emitting layer / hole injection layer / anode (3) Cathode / electron injection layer / organic EL light emitting layer / anode (4) Cathode / electron injection layer / Organic EL light emitting layer / hole injection layer / anode (5) cathode / electron injection layer / organic EL light emitting layer / hole transport layer / hole injection layer / anode (6) cathode / electron injection layer / electron transport layer / Organic EL light emitting layer / hole transport layer / hole injection layer / anode
本発明の有機EL表示装置の製造方法は、第1陰極層の上に第2陰極層を形成する工程と、第1陰極層及び第2陰極層の間の画素間の領域に、画素分離膜をパターニングして形成する工程と、画素分離膜及び第2陰極層の上に、複数の画素領域に共通して設けられる第3陰極層を形成する工程と、第3陰極層を形成した後、大気に暴露することなく、有機層を第3陰極層の上に形成する工程と、有機層の上に陰極を形成する工程とを備えることを特徴としている。 The method for manufacturing an organic EL display device of the present invention includes a step of forming a second cathode layer on a first cathode layer, and a pixel separation film in a region between pixels between the first cathode layer and the second cathode layer. Patterning, forming a third cathode layer provided in common to the plurality of pixel regions on the pixel isolation film and the second cathode layer, and forming the third cathode layer, The method includes a step of forming an organic layer on the third cathode layer without exposing to the atmosphere and a step of forming a cathode on the organic layer.
本発明の製造方法によれば、第3陰極層を形成した後、第3陰極層を大気に暴露することなく、その上に有機層を形成しているので、第3陰極層の表面を酸化させることなく有機EL表示装置を製造することができる。従って、発光効率の高い有機EL表示装置とすることができる。 According to the manufacturing method of the present invention, after the third cathode layer is formed, the organic layer is formed on the third cathode layer without exposing the third cathode layer to the atmosphere. Thus, an organic EL display device can be manufactured without making it. Therefore, an organic EL display device with high luminous efficiency can be obtained.
本発明の製造方法においては、第1の陰極層の上に第2の陰極層を形成しているが、第1の陰極層を形成した後、第1の陰極層を大気に暴露することなく、第2の陰極層をその上に形成することが好ましい。また、第2の陰極層を形成した後、フォトリソグラフィー法等により、第1の陰極層と第2の陰極層をパターニングして、画素領域にのみ第1陰極層及び第2陰極層を形成することが好ましい。第1陰極層の形成後、第1陰極層を大気に暴露することなく、その上に第2陰極層を形成することにより、第1陰極層の表面が酸化されることがなく、第1陰極層表面での酸化膜の形成を防止することができる。このため、駆動電圧の上昇を抑制することができ、高い発光効率を得ることができる。 In the manufacturing method of the present invention, the second cathode layer is formed on the first cathode layer. After the first cathode layer is formed, the first cathode layer is not exposed to the atmosphere. The second cathode layer is preferably formed thereon. In addition, after forming the second cathode layer, the first cathode layer and the second cathode layer are patterned by a photolithography method or the like to form the first cathode layer and the second cathode layer only in the pixel region. It is preferable. After the first cathode layer is formed, the surface of the first cathode layer is not oxidized by forming the second cathode layer on the first cathode layer without exposing the first cathode layer to the atmosphere. Formation of an oxide film on the surface of the layer can be prevented. For this reason, an increase in driving voltage can be suppressed and high luminous efficiency can be obtained.
本発明によれば、いわゆる逆構造のトップエミッション型有機EL表示装置において、駆動電圧の上昇を抑制し、発光効率を高めることができる。 According to the present invention, in a top emission type organic EL display device having a so-called reverse structure, an increase in driving voltage can be suppressed and luminous efficiency can be increased.
以下、本発明を具体的な実施例により説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to specific examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例1及び2)
図1に示す構造のアクティブマトリックス型有機EL表示装置を作製した。本実施例では、第3陰極層6の膜厚を5nm未満にして形成した。
(Examples 1 and 2)
An active matrix organic EL display device having the structure shown in FIG. 1 was produced. In this example, the third cathode layer 6 was formed with a film thickness of less than 5 nm.
図1を参照して、本実施例の表示装置の作製プロセスについて説明する。まず、基板1上に、ゲート電極を含むポリシリコン型TFT回路2をマトリックス状に形成した。この基板1及びTFT回路2の上に、SiO2からなる平坦化膜3を形成した。平坦化膜3の上に、Alからなる膜厚100nmの第1陰極層4aを形成した。本発明において、第1陰極層の厚みは、10〜1000nmの範囲内であることが好ましい。 A manufacturing process of the display device of this example will be described with reference to FIGS. First, a polysilicon TFT circuit 2 including a gate electrode was formed on a substrate 1 in a matrix. A planarizing film 3 made of SiO 2 was formed on the substrate 1 and the TFT circuit 2. On the planarizing film 3, a first cathode layer 4a made of Al and having a thickness of 100 nm was formed. In the present invention, the thickness of the first cathode layer is preferably in the range of 10 to 1000 nm.
次に、第1陰極層4aの上に、ITOからなる膜厚100nmの第2陰極層4bを形成した。本発明において、第2陰極層4bの膜厚は、10〜1000nmの範囲内であることが好ましい。 Next, a second cathode layer 4b having a thickness of 100 nm made of ITO was formed on the first cathode layer 4a. In the present invention, the thickness of the second cathode layer 4b is preferably in the range of 10 to 1000 nm.
第2陰極層4bを形成した後、フォトリソグラフィー法を用いて、第1陰極層4a及び第2陰極層4bを画素領域上にのみ残すようにパターニングした。なお、第2陰極層4bは、第1陰極層4aを形成した後、第1陰極層4aが大気に暴露されることのないよう、続けて第2陰極層4bを形成した。 After forming the second cathode layer 4b, patterning was performed using the photolithography method so that the first cathode layer 4a and the second cathode layer 4b were left only on the pixel region. In addition, after forming the 1st cathode layer 4a, the 2nd cathode layer 4b formed the 2nd cathode layer 4b continuously so that the 1st cathode layer 4a might not be exposed to air | atmosphere.
次に、平坦化膜3上の画素間の領域の上に、PMMA(ポリメチルメタクリレート)からなる画素分離膜5(膜厚1μm)を形成した。 Next, a pixel separation film 5 (film thickness: 1 μm) made of PMMA (polymethyl methacrylate) was formed on the region between the pixels on the planarizing film 3.
次に、第2陰極層4b及び画素分離膜5の上に、第3陰極層6を全面にわたって形成した。本実施例では、真空蒸着法を用いて、133×10-7Pa以下の真空度でAlからなる第3陰極層6を形成した。なお、第3陰極層6の膜厚は、1nmと2.5nmの2種類のものを形成した。 Next, the third cathode layer 6 was formed over the entire surface of the second cathode layer 4b and the pixel separation film 5. In this example, the third cathode layer 6 made of Al was formed at a vacuum degree of 133 × 10 −7 Pa or less by using a vacuum deposition method. The film thickness of the third cathode layer 6 was two types of 1 nm and 2.5 nm.
上記のように、第3陰極層6を非常に薄く形成することにより、第3陰極層6は、連続膜とはならず、島状に分離された膜が形成された。 As described above, by forming the third cathode layer 6 very thinly, the third cathode layer 6 was not a continuous film, but a film separated into islands was formed.
図5は、膜厚1nmの第3陰極層(Al膜)の表面を示す走査型電子顕微鏡写真であり、図6は、膜厚2.5nmの第3陰極層(Al膜)の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。また、図7は、膜厚5nmの第3陰極層(Al膜)の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。図5〜図7から明らかなように、膜厚を5nm未満とすることにより、島状に分離された金属膜として第3陰極層を形成できることがわかる。このように、第3陰極層を、島状に分離した不連続な膜として形成することにより、隣接する画素間で第3陰極層を介して導通するのを防ぐことができる。 FIG. 5 is a scanning electron micrograph showing the surface of the third cathode layer (Al film) having a thickness of 1 nm, and FIG. 6 shows the surface of the third cathode layer (Al film) having a thickness of 2.5 nm. It is a scanning electron micrograph. FIG. 7 is a scanning electron micrograph showing the surface of the third cathode layer (Al film) having a thickness of 5 nm. As is apparent from FIGS. 5 to 7, it can be seen that the third cathode layer can be formed as a metal film separated into islands by setting the film thickness to less than 5 nm. Thus, by forming the third cathode layer as a discontinuous film separated into islands, it is possible to prevent conduction between adjacent pixels via the third cathode layer.
次に、第3陰極層6を形成した後、第3陰極層6が酸化するのを避けるため、133×10-7Pa以下の真空度を保持した状態で、メタルマスクを用いて、画素領域の上に、電子注入層及び有機層7を形成した。電子注入層としては、膜厚1nmのLi膜を形成し、有機層7としては、Alq3(トリス−(8−キノリラト)アルミニウム(III))からなる電子輸送層(膜厚30nm)と、緑色発光ドーパントとして3重量%のメチルキナクリドンを含有するAlq3(トリス−(8−キノリラト)アルミニウム(III))からなる発光層(膜厚30nm)と、NPB(N,N′−ジ(ナフタセン−1−イル)−N,N′−ジフェニルベンジジン)からなるホール輸送層(膜厚50nm)と、CuPc(銅フタロシアニン)からなるホール注入層(膜厚10nm)からなる有機層7を形成した。 Next, in order to avoid oxidation of the third cathode layer 6 after the formation of the third cathode layer 6, a pixel region is used using a metal mask while maintaining a vacuum degree of 133 × 10 −7 Pa or less. An electron injection layer and an organic layer 7 were formed thereon. As the electron injection layer, a Li film having a thickness of 1 nm is formed. As the organic layer 7, an electron transport layer (thickness: 30 nm) made of Alq3 (tris- (8-quinolinato) aluminum (III)) and green light emission are formed. A light-emitting layer (thickness 30 nm) made of Alq3 (tris- (8-quinolinolato) aluminum (III)) containing 3% by weight of methylquinacridone as a dopant, and NPB (N, N′-di (naphthasen-1-yl) ) -N, N'-diphenylbenzidine) and a hole injection layer (thickness 10 nm) made of CuPc (copper phthalocyanine).
次に、有機層7の上の全面を覆うように、ITOからなる陽極(透明電極)8、及びSiNxからなる保護膜9を形成した。次に、ガラス板からなる封止基板11を、エポキシ樹脂からなる接着剤層10で貼り合わせることにより、図1に示すアクティブマトリックス型の有機EL表示装置を作製した。 Next, an anode (transparent electrode) 8 made of ITO and a protective film 9 made of SiNx were formed so as to cover the entire surface of the organic layer 7. Next, an active matrix type organic EL display device shown in FIG. 1 was manufactured by bonding a sealing substrate 11 made of a glass plate with an adhesive layer 10 made of an epoxy resin.
(実施例3〜12及び比較例1〜5)
第3陰極層6の膜厚を、表2に示すように、5nm、10nm、及び15nmとし、画素分離膜の側面の傾斜角度θを、表2に示すように30°、45°、60°、75°、90°以上(具体的には120°)となるように形成する以外は、上記実施例1及び実施例2と同様にしてアクティブマトリックス型有機EL表示装置を作製した。なお、実施例1及び2における画素分離膜の側面の傾斜角度θは、45°である。
(Examples 3-12 and Comparative Examples 1-5)
The thickness of the third cathode layer 6 is 5 nm, 10 nm, and 15 nm as shown in Table 2, and the inclination angle θ of the side surface of the pixel separation film is 30 °, 45 °, and 60 ° as shown in Table 2. , 75 °, 90 ° or more (specifically, 120 °), except that the active matrix organic EL display device was fabricated in the same manner as in Example 1 and Example 2 above. In addition, the inclination angle θ of the side surface of the pixel separation film in Examples 1 and 2 is 45 °.
本実施例においては、第3陰極層の膜厚を5nm以上にしているので、図7に示すような連続膜として第3陰極層であるAl膜が形成される。 In this embodiment, since the thickness of the third cathode layer is 5 nm or more, an Al film as the third cathode layer is formed as a continuous film as shown in FIG.
表1は、画素分離膜の側面の傾斜角度θを0°、15°、30°、45°、60°、及び75°としたときの、画素分離膜の傾斜側面上の部分の第3陰極層(Al膜)のシート抵抗(Ω/□)の値を示しており、第3陰極層(Al膜)の膜厚10nm、25nm、50nm、100nm、及び150nmのそれぞれの場合における値を示している。 Table 1 shows the third cathode of the portion on the inclined side surface of the pixel separation film when the inclination angle θ of the side surface of the pixel separation film is 0 °, 15 °, 30 °, 45 °, 60 °, and 75 °. The value of the sheet resistance (Ω / □) of the layer (Al film) is shown, and the value in each case of the film thickness of 10 nm, 25 nm, 50 nm, 100 nm, and 150 nm of the third cathode layer (Al film) is shown. Yes.
表1から明らかなように、画素分離膜の側面の傾斜角度θと、第3陰極層の膜厚から、画素分離膜の傾斜側面上における第3陰極層のシート抵抗を算出できることがわかる。例えば、画素分離膜の側面の傾斜角度θが45°である場合、Al膜からなる第3陰極層の膜厚を5nm以下とすることにより画素分離膜の傾斜側面上の第3陰極層のシート抵抗を30Ω/□以上にできることがわかる。 As apparent from Table 1, the sheet resistance of the third cathode layer on the inclined side surface of the pixel separation film can be calculated from the inclination angle θ of the side surface of the pixel separation film and the film thickness of the third cathode layer. For example, when the inclination angle θ of the side surface of the pixel separation film is 45 °, the third cathode layer sheet on the inclined side surface of the pixel separation film is formed by setting the thickness of the third cathode layer made of the Al film to 5 nm or less. It can be seen that the resistance can be increased to 30Ω / □ or more.
(比較例6及び7)
上記各実施例では、Al膜からなる第1陰極層の上に、ITOからなる第2陰極層を設け、その上にAl膜からなる第3陰極層を形成している。
(Comparative Examples 6 and 7)
In each of the above embodiments, the second cathode layer made of ITO is provided on the first cathode layer made of Al film, and the third cathode layer made of Al film is formed thereon.
比較例6においては、ITO膜(膜厚100nm)の上にAl膜(膜厚1nm)を形成した電極を陰極として用いる以外は、実施例1と同様にして有機EL表示装置を作製した。 In Comparative Example 6, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrode in which an Al film (film thickness 1 nm) was formed on an ITO film (film thickness 100 nm) was used as a cathode.
比較例7においては、Al膜(膜厚100nm)を形成した後、大気に暴露した状態でパターニングし、その後実施例1と同様にしてAl膜(膜厚1nm)を形成し、それ以外は実施例1と同様にして有機EL表示装置を作製した。 In Comparative Example 7, after an Al film (film thickness 100 nm) was formed, patterning was performed while exposed to the atmosphere, and then an Al film (film thickness 1 nm) was formed in the same manner as in Example 1; An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1.
(実施例13及び14)
本実施例では、第3陰極層における画素間の距離を長くすることにより、第3陰極層の横方向の抵抗を高くしている。
(Examples 13 and 14)
In this embodiment, the lateral resistance of the third cathode layer is increased by increasing the distance between the pixels in the third cathode layer.
図3は、実施例13の有機EL素子を示す断面図である。図3に示すように、本実施例では、画素分離膜5の上面に、さらに第2の画素分離膜12を形成し、これにより第3陰極層6の画素間の距離を長くし、第3陰極層6の横方向の抵抗を高めている。本実施例において、第2の画素分離膜12を設ける以外は、基本的に実施例3と同様の条件で有機EL素子を作製している。第2の画素分離膜12は、画素分離膜5と同様に格子状に形成しており、その高さ(膜厚)は、500nmである。第2の画素分離膜12を形成することにより、画素間の距離は8%長くなっている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the organic EL device of Example 13. As shown in FIG. 3, in this embodiment, a second pixel isolation film 12 is further formed on the upper surface of the pixel isolation film 5, thereby increasing the distance between the pixels of the third cathode layer 6, The lateral resistance of the cathode layer 6 is increased. In the present embodiment, an organic EL element is fabricated basically under the same conditions as in the third embodiment except that the second pixel separation film 12 is provided. The second pixel separation film 12 is formed in a lattice shape similarly to the pixel separation film 5, and its height (film thickness) is 500 nm. By forming the second pixel separation film 12, the distance between the pixels is increased by 8%.
図4は、実施例14の有機EL素子を示す断面図である。本実施例では、2つに分割した画素分離膜を画素間の領域に形成することにより、第3陰極層6の画素間の距離を長くしている。本実施例のように、画素分離膜5を2つに分割して形成することにより、実施例3に比べ、画素間の距離は10%長くなっている。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the organic EL device of Example 14. In the present embodiment, the distance between the pixels of the third cathode layer 6 is increased by forming the pixel separation film divided into two in the region between the pixels. As in this embodiment, the pixel separation film 5 is divided into two parts, so that the distance between the pixels is 10% longer than in the third embodiment.
〔輝度測定試験〕
上記各実施例及び各比較例で作製した表示装置の発光輝度を測定した。発光輝度は、それぞれの表示装置における単位面積あたりの発光輝度(cd/m2)を測定した。測定した発光輝度の値を表2に示す。
[Brightness measurement test]
The light emission luminance of the display devices manufactured in the above examples and comparative examples was measured. As the light emission luminance, the light emission luminance (cd / m 2 ) per unit area in each display device was measured. Table 2 shows the measured luminance values.
〔パターニングの観察〕
上記発光輝度を測定する際、隣接する画素の発光状態を観察し、以下の基準で評価した。
[Observation of patterning]
When measuring the light emission luminance, the light emission state of adjacent pixels was observed and evaluated according to the following criteria.
〇:隣接する画素が発光しない状態
△:隣接する画素が一部発光する状態
×:隣接する画素が発光する状態
評価結果を表2に示す。
◯: The state where the adjacent pixels do not emit light Δ: The state where the adjacent pixels partially emit light X: The state where the adjacent pixels emit light Evaluation results are shown in Table 2.
また、表2には、画素分離膜側面の傾斜角度θと、画素分離膜の傾斜側面上の第3陰極層のシート抵抗の値をそれぞれ示している。 Table 2 shows the inclination angle θ of the side surface of the pixel separation film and the sheet resistance value of the third cathode layer on the inclined side surface of the pixel separation film.
表2に示すように、比較例1〜5においては、画素分離膜の傾斜側面上の第3陰極層のシート抵抗が30Ω/□未満となっているため、パターニングにおいて良好な結果が得られていない。すなわち、画素を発光させた際、隣接する画素においても発光が認められた。また、これらの比較例では、発光輝度も高い値が得られなかった。 As shown in Table 2, in Comparative Examples 1 to 5, since the sheet resistance of the third cathode layer on the inclined side surface of the pixel separation film is less than 30Ω / □, good results are obtained in patterning. Absent. That is, when a pixel was caused to emit light, light emission was recognized also in an adjacent pixel. Further, in these comparative examples, a high value of light emission luminance was not obtained.
また、ITO膜の上にAl膜を設けた比較例6、及びAl膜形成後大気に暴露した後、Al膜を形成した比較例7においては、高い発光輝度が得られていない。これに対し、本発明に従う実施例1〜14においては、高い発光輝度が得られており、発光効率の向上が認められた。また、実施例13及び14においては、第3陰極層の画素間の距離を実施例3よりも長くしているが、輝度は実施例3よりも高い値が得られており、発光効率の向上が認められる。 Further, in Comparative Example 6 in which an Al film is provided on the ITO film and in Comparative Example 7 in which an Al film is formed after exposure to the atmosphere after the Al film is formed, high luminance is not obtained. On the other hand, in Examples 1 to 14 according to the present invention, high emission luminance was obtained, and improvement in emission efficiency was recognized. In Examples 13 and 14, the distance between the pixels of the third cathode layer is longer than that in Example 3. However, the luminance is higher than that in Example 3, and the luminous efficiency is improved. Is recognized.
1…基板
2…TFT回路
3…平坦化膜
4a…第1陰極層
4b…第2陰極層
5…画素分離膜
6…第3陰極層
7…有機層
8…陽極
9…保護膜
10…接着剤層
11…封止基板
12…第2の画素分離膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate 2 ... TFT circuit 3 ... Flattening film 4a ... 1st cathode layer 4b ... 2nd cathode layer 5 ... Pixel separation film 6 ... 3rd cathode layer 7 ... Organic layer 8 ... Anode 9 ... Protective film 10 ... Adhesive Layer 11 ... Sealing substrate 12 ... Second pixel isolation film
Claims (6)
各画素に表示信号を与えるため基板上に設けられる駆動回路と、
前記駆動回路に接続され、かつ各画素領域毎に分離して設けられる、金属膜からなる反射性の第1陰極層と、
各画素領域毎に分離して前記第1陰極層の上に設けられる、透明導電性金属酸化物からなる第2陰極層と、
各画素領域毎に設けられている前記第1陰極層及び前記第2陰極層の間の画素間の領域において、各画素領域を分離するため設けられる、絶縁材料からなる画素分離膜と、
前記画素分離膜及び前記第2陰極層の上に、複数の画素領域に共通して設けられる、金属膜からなる第3陰極層と、
前記第3陰極層の上に設けられる、発光層を含む有機層と、
前記有機層の上に設けられる、透明性電極からなる陽極とを備え、
前記第3陰極層が、膜面方向に不連続な電極膜であるか、あるいは、前記第3陰極層の膜厚と、前記第3陰極層を構成する電極材料の電子の平均自由行程とから算出されるシート抵抗が、前記第3陰極層の少なくとも一部で30Ω/□以上である電極膜であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 A top emission type organic electroluminescence display device that extracts light emitted from each pixel region from the side opposite to the substrate side,
A drive circuit provided on the substrate for supplying a display signal to each pixel;
A reflective first cathode layer made of a metal film, connected to the drive circuit and provided separately for each pixel region;
A second cathode layer made of a transparent conductive metal oxide and provided on the first cathode layer separately for each pixel region;
A pixel separation film made of an insulating material provided to separate each pixel region in a region between the first cathode layer and the second cathode layer provided for each pixel region;
A third cathode layer made of a metal film provided in common to a plurality of pixel regions on the pixel isolation film and the second cathode layer;
An organic layer including a light emitting layer provided on the third cathode layer;
An anode comprising a transparent electrode provided on the organic layer;
The third cathode layer is an electrode film discontinuous in the film surface direction, or from the thickness of the third cathode layer and the mean free path of electrons of the electrode material constituting the third cathode layer An organic electroluminescence display device, wherein the calculated sheet resistance is an electrode film having 30Ω / □ or more in at least a part of the third cathode layer.
前記第1陰極層の上に前記第2陰極層を形成する工程と、
前記第1陰極層及び前記第2陰極層の間の画素間の領域に、前記画素分離膜をパターニングして形成する工程と、
前記画素分離膜及び前記第2陰極層の上に、複数の画素領域に共通して設けられる前記第3陰極層を形成する工程と、
前記第3陰極層を形成した後、大気に暴露することなく、前記有機層を前記第3陰極層の上に形成する工程と、
前記有機層の上に前記陰極を形成する工程とを備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
A method for producing the organic electroluminescence display device according to any one of claims 1 to 5,
Forming the second cathode layer on the first cathode layer;
Patterning the pixel isolation layer in a region between the pixels between the first cathode layer and the second cathode layer; and
Forming the third cathode layer provided in common to a plurality of pixel regions on the pixel isolation layer and the second cathode layer;
Forming the organic layer on the third cathode layer without exposing to the air after forming the third cathode layer;
And a step of forming the cathode on the organic layer. A method for manufacturing an organic electroluminescence display device.
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080805 |
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