JP2007149426A - Organic el display device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence (EL) display device and a manufacturing method thereof.
有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ表示装置の主要部である。この有機ＥＬ素子には、高輝度化及び長寿命化が要求されている。そのため、このような要望に応える技術が数多く提案されている。例えば特許文献１には、発光層の材料として発光材料と電荷輸送材料との混合物を使用すると共に、この発光層中に発光材料の濃度勾配を形成することが記載されている。
本発明の目的は、有機ＥＬ素子を高輝度化及び長寿命化することにある。 An object of the present invention is to increase the luminance and life of an organic EL element.
本発明の第１側面によると、基板とその上に配置されると共に発光色が互いに異なる第１乃至第３有機ＥＬ素子とを具備し、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在した有機物からなる発光層と、前記発光層と前記陽極との間に介在した有機物からなる正孔輸送層とを具備し、前記正孔輸送層は、第１有機物層と、前記第１有機物層を挟んで前記基板と向き合うと共に前記第１有機物層とは正孔移動度が異なる第２有機物層とを含み、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子は、前記正孔輸送層の厚さが互いに異なっており且つ前記第１有機物層の厚さが互いに等しいことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a substrate and first to third organic EL elements disposed on the substrate and having different emission colors, and each of the first to third organic EL elements includes an anode. And a cathode, a light emitting layer made of an organic substance interposed between the anode and the cathode, and a hole transport layer made of an organic substance interposed between the light emitting layer and the anode, The transport layer includes a first organic material layer, and a second organic material layer facing the substrate with the first organic material layer interposed therebetween and having a hole mobility different from that of the first organic material layer, and the first to third materials. The organic EL display device is characterized in that the hole transport layers have different thicknesses and the first organic material layers have the same thickness.
本発明の第２側面によると、第１側面に係る有機ＥＬ表示装置を製造する方法であって、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の前記第１有機物層を成膜し、それらの結晶性を成膜直後の状態から変化させ、その後、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の前記第２有機物層を形成することを特徴とする方法が提供される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an organic EL display device according to the first aspect, wherein the first organic material layers of the first to third organic EL elements are formed and their crystallinity is obtained. Is changed from the state immediately after the film formation, and then the second organic material layer of the first to third organic EL elements is formed.
本発明の第３側面によると、第１側面に係る有機ＥＬ表示装置を製造する方法であって、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の前記第１有機物層を成膜し、前記基板を面内方向に伸縮させることにより前記第１有機物層に亀裂を生じさせ、その後、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の前記第２有機物層を形成することを特徴とする方法が提供される。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic EL display device according to the first aspect, wherein the first organic layer of the first to third organic EL elements is formed, and the substrate is faced. A method is provided in which the first organic layer is cracked by stretching inward and then the second organic layer of the first to third organic EL elements is formed.
本発明の第４側面によると、第１側面に係る有機ＥＬ表示装置を製造する方法であって、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の前記第１有機物層を成膜し、前記基板を熱処理に供し、その後、前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の前記第２有機物層を形成することを特徴とする方法が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an organic EL display device according to the first aspect, wherein the first organic layer of the first to third organic EL elements is formed, and the substrate is heat treated. And then forming the second organic material layer of the first to third organic EL elements.
本発明によると、有機ＥＬ素子の高輝度化及び長寿命化が可能となる。 According to the present invention, it is possible to increase the luminance and extend the life of the organic EL element.
以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the same or similar component, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図１は、本発明の一態様に係る表示装置を概略的に示す平面図である。図２は、図１の表示装置に採用可能な構造の一例を概略的に示す部分断面図である。なお、図２では、表示装置を、その表示面，すなわち前面又は光出射面，が下方を向き、背面が上方を向くように描いている。 FIG. 1 is a plan view schematically showing a display device according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partial cross-sectional view schematically showing an example of a structure that can be employed in the display device of FIG. In FIG. 2, the display device is drawn such that its display surface, that is, the front surface or the light emitting surface faces downward, and the back surface faces upward.
図１の表示装置は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した下面発光型の有機ＥＬ表示装置である。この有機ＥＬ表示装置は、後述するように、表示色が互いに異なる画素ＰＸ１乃至ＰＸ３を含んでいる。 The display device of FIG. 1 is a bottom emission organic EL display device that employs an active matrix driving method. As will be described later, the organic EL display device includes pixels PX1 to PX3 having different display colors.
この有機ＥＬ表示装置は、アレイ基板ＡＳと、封止基板ＣＳと、映像信号線ドライバＸＤＲと、走査信号線ドライバＹＤＲとを含んでいる。 This organic EL display device includes an array substrate AS, a sealing substrate CS, a video signal line driver XDR, and a scanning signal line driver YDR.
アレイ基板ＡＳは、例えば、ガラス基板などの基板ＳＵＢを含んでいる。
基板ＳＵＢ上には、図２に示すように、アンダーコート層ＵＣとして、例えば、ＳｉＮx層とＳｉＯx層とが順次積層されている。
The array substrate AS includes, for example, a substrate SUB such as a glass substrate.
On the substrate SUB, as shown in FIG. 2, for example, a SiN x layer and a SiO x layer are sequentially stacked as the undercoat layer UC.
アンダーコート層ＵＣ上には、例えばソース及びドレインが形成されたポリシリコン層である半導体層ＳＣ、例えばＴＥＯＳ（tetraethyl orthosilicate）などを用いて形成され得るゲート絶縁膜ＧＩ、及び例えばＭｏＷなどからなるゲートＧＥが順次積層されており、それらは電界効果トランジスタであるトップゲート型の薄膜トランジスタを構成している。この例では、これら薄膜トランジスタは、ｐチャネル薄膜トランジスタであり、図１の駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃとして利用している。 On the undercoat layer UC, for example, a semiconductor layer SC which is a polysilicon layer in which a source and a drain are formed, a gate insulating film GI which can be formed using, for example, TEOS (tetraethyl orthosilicate), and a gate made of, for example, MoW GEs are sequentially stacked, and they constitute a top-gate thin film transistor that is a field effect transistor. In this example, these thin film transistors are p-channel thin film transistors and are used as the drive control element DR and the switches SWa to SWc in FIG.
ゲート絶縁膜ＧＩ上には、図１に示す走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２と、図示しない下部電極とがさらに配置されている。走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２並びに下部電極は、ゲートＧＥと同一の工程で形成可能である。 On the gate insulating film GI, scanning signal lines SL1 and SL2 shown in FIG. 1 and a lower electrode (not shown) are further arranged. The scanning signal lines SL1 and SL2 and the lower electrode can be formed in the same process as the gate GE.
走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、図１に示すように、各々が画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の行方向（Ｘ方向）に延びており、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の列方向（Ｙ方向）に交互に配列している。これら走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２は、走査信号線ドライバＹＤＲに接続されている。 As shown in FIG. 1, each of the scanning signal lines SL1 and SL2 extends in the row direction (X direction) of the pixels PX1 to PX3, and is alternately arranged in the column direction (Y direction) of the pixels PX1 to PX3. Yes. These scanning signal lines SL1 and SL2 are connected to the scanning signal line driver YDR.
下部電極は、駆動制御素子ＤＲのゲートに接続されている。下部電極は、後述するキャパシタＣの一方の電極として利用する。 The lower electrode is connected to the gate of the drive control element DR. The lower electrode is used as one electrode of a capacitor C described later.
ゲート絶縁膜ＧＩ、ゲートＧＥ、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２、並びに下部電極は、図２に示す層間絶縁膜ＩＩで被覆されている。層間絶縁膜ＩＩは、例えばプラズマＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＯxなどからなる。この層間絶縁膜ＩＩのうち下部電極上の部分は、キャパシタＣの誘電体層として利用する。 The gate insulating film GI, the gate GE, the scanning signal lines SL1 and SL2, and the lower electrode are covered with an interlayer insulating film II shown in FIG. The interlayer insulating film II is made of, for example, SiO x formed by a plasma CVD method or the like. A portion of the interlayer insulating film II on the lower electrode is used as a dielectric layer of the capacitor C.
層間絶縁膜ＩＩ上には、図２に示すソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥ、図１に示す映像信号線ＤＬ、電源線ＰＳＬ、並びに図示しない上部電極が配置されている。これらは、同一工程で形成可能であり、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有している。 On the interlayer insulating film II, the source electrode SE and the drain electrode DE shown in FIG. 2, the video signal line DL and the power supply line PSL shown in FIG. 1, and an upper electrode (not shown) are arranged. These can be formed in the same process and have, for example, a three-layer structure of Mo / Al / Mo.
ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥは、層間絶縁膜ＩＩに設けられたコンタクトホールを介して薄膜トランジスタのソース及びドレインに電気的に接続されている。 The source electrode SE and drain electrode DE are electrically connected to the source and drain of the thin film transistor through contact holes provided in the interlayer insulating film II.
映像信号線ＤＬは、図１に示すように、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。これら映像信号線ＤＬの各々の一端は、映像信号線ドライバＸＤＲに接続されている。 As shown in FIG. 1, each video signal line DL extends in the Y direction and is arranged in the X direction. One end of each of the video signal lines DL is connected to the video signal line driver XDR.
電源線ＰＳＬは、この例では、各々がＹ方向に延びており、Ｘ方向に配列している。また、この例では、電源線ＰＳＬは、映像信号線ドライバＸＤＲに接続されている。 In this example, the power supply lines PSL extend in the Y direction and are arranged in the X direction. In this example, the power supply line PSL is connected to the video signal line driver XDR.
上部電極は、電源線ＰＳＬに接続されている。上部電極は、キャパシタＣの他方の電極として利用する。 The upper electrode is connected to the power supply line PSL. The upper electrode is used as the other electrode of the capacitor C.
ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ、映像信号線ＤＬ、電源線ＰＳＬ、及び上部電極は、図２に示すパッシベーション膜ＰＳで被覆されている。パッシベーション膜ＰＳは、例えばＳｉＮxなどからなる。 The source electrode SE, the drain electrode DE, the video signal line DL, the power supply line PSL, and the upper electrode are covered with the passivation film PS shown in FIG. The passivation film PS is made of, for example, SiN x .
パッシベーション膜ＰＳ上には、平坦化層ＬＬが形成されている。平坦化層ＬＬは、例えば硬質樹脂からなる。 A planarization layer LL is formed on the passivation film PS. The planarization layer LL is made of, for example, a hard resin.
平坦化層ＬＬ上では、スイッチＳＷａに対応して画素電極ＰＥが配列している。画素電極ＰＥは、この例では光透過性の陽極である。画素電極ＰＥは、平坦化層ＬＬ及びパッシベーション膜ＰＳに設けた貫通孔を介して、スイッチＳＷａのドレイン電極ＤＥに接続されている。 On the planarization layer LL, pixel electrodes PE are arranged corresponding to the switches SWa. The pixel electrode PE is a light-transmitting anode in this example. The pixel electrode PE is connected to the drain electrode DE of the switch SWa through a through hole provided in the planarization layer LL and the passivation film PS.
平坦化層ＬＬ上には、さらに、図２に示す隔壁絶縁層ＰＩが形成されている。隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられているか、或いは、画素電極ＰＥが形成する列又は行に対応した位置にスリットが設けられている。ここでは、一例として、隔壁絶縁層ＰＩには、画素電極ＰＥに対応した位置に貫通孔が設けられていることとする。 A partition insulating layer PI shown in FIG. 2 is further formed on the planarizing layer LL. In the partition insulating layer PI, a through hole is provided at a position corresponding to the pixel electrode PE, or a slit is provided at a position corresponding to a column or row formed by the pixel electrode PE. Here, as an example, the partition insulating layer PI is provided with a through hole at a position corresponding to the pixel electrode PE.
隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、有機絶縁層である。隔壁絶縁層ＰＩは、例えば、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。 The partition insulating layer PI is, for example, an organic insulating layer. The partition insulating layer PI can be formed using, for example, a photolithography technique.
画素電極ＰＥ上には、発光層を含んだ活性層ＡＬが配置されている。活性層ＡＬは、発光層と正孔輸送層とを含んでいる。 An active layer AL including a light emitting layer is disposed on the pixel electrode PE. The active layer AL includes a light emitting layer and a hole transport layer.
隔壁絶縁層ＰＩ及び活性層ＡＬは、前面電極である対向電極ＣＥで被覆されている。対向電極ＣＥは、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに接続された共通電極であり、この例では光反射性の陰極である。対向電極ＣＥは、例えば、パッシベーション膜ＰＳと平坦化層ＬＬと隔壁絶縁層ＰＩとに設けられたコンタクトホールを介して、映像信号線ＤＬと同一の層上に形成された電極配線（図示せず）に電気的に接続されている。各々の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥ、活性層ＡＬ及び対向電極ＣＥで構成されている。 The partition insulating layer PI and the active layer AL are covered with a counter electrode CE that is a front electrode. The counter electrode CE is a common electrode connected to each other between the pixels PX1 to PX3, and is a light-reflective cathode in this example. The counter electrode CE is, for example, an electrode wiring (not shown) formed on the same layer as the video signal line DL through a contact hole provided in the passivation film PS, the planarization layer LL, and the partition insulating layer PI. ) Is electrically connected. Each organic EL element OLED includes a pixel electrode PE, an active layer AL, and a counter electrode CE.
これら有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、光共振器（マイクロキャビティ構造）を構成している。この例では、活性層ＡＬが放出した光が平坦化層ＬＬと対向電極ＣＥとの間で繰り返し反射干渉する構成を採用している。 These organic EL elements OLED constitute an optical resonator (microcavity structure). In this example, a configuration is adopted in which light emitted from the active layer AL is repeatedly reflected and interfered between the planarization layer LL and the counter electrode CE.
画素ＰＸ１が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素ＰＸ２が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと比較して、平坦化層ＬＬと対向電極ＣＥとの間の光路長がより短い。画素ＰＸ３が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素ＰＸ２が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと比較して、平坦化層ＬＬと対向電極ＣＥとの間の光路長がより長い。ここでは、一例として、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で後述する正孔輸送層の厚さを異ならしめることにより、先の光路長の相違を生じさせている。 The organic EL element OLED included in the pixel PX1 has a shorter optical path length between the planarization layer LL and the counter electrode CE than the organic EL element OLED included in the pixel PX2. The organic EL element OLED included in the pixel PX3 has a longer optical path length between the planarization layer LL and the counter electrode CE than the organic EL element OLED included in the pixel PX2. Here, as an example, the difference in the optical path length is caused by making the thickness of the hole transport layer, which will be described later, different between the pixels PX1 to PX3.
この例では、画素ＰＸ１は、画素ＰＸ３と比較して、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが法線方向に放出する最大強度の光の波長λresがより長い。また、この例では、画素ＰＸ２は、画素ＰＸ２と比較して、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが法線方向に放出する最大強度の光の波長λresがより短い。例えば、画素ＰＸ１が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの波長λresは赤色光の波長範囲内にあり、画素ＰＸ２が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの波長λresは青色光の波長範囲内にあり、画素ＰＸ３が含む有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの波長λresは緑色光の波長範囲内にある。 In this example, the pixel PX1 has a longer wavelength λ res of the maximum intensity light that the organic EL element OLED emits in the normal direction than the pixel PX3. In this example, the pixel PX2 has a shorter wavelength λres of the maximum intensity light emitted from the organic EL element OLED in the normal direction as compared with the pixel PX2. For example, the wavelength lambda res of the organic EL element OLED included in the pixel PX1 is within the wavelength range of the red light, the wavelength lambda res of the organic EL element OLED included in the pixel PX2 is within the wavelength range of blue light, including the pixel PX3 The wavelength λ res of the organic EL element OLED is in the wavelength range of green light.
画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々が含む画素回路は、この例では、駆動制御素子（駆動トランジスタ）ＤＲと、出力制御スイッチＳＷａと、映像信号供給制御スイッチＳＷｂと、ダイオード接続スイッチＳＷｃと、キャパシタＣとを含んでいる。上記の通り、この例では、駆動制御素子ＤＲ及びスイッチＳＷａ乃至ＳＷｃはｐチャネル薄膜トランジスタである。また、この例では、映像信号供給制御スイッチＳＷｂとダイオード接続スイッチＳＷｃとは、駆動制御素子ＤＲのドレインと映像信号線ＤＬと駆動制御素子ＤＲのゲートとの接続状態を、それらが互いに接続された第１状態と、それらが互いから遮断された第２状態との間で切り替えるスイッチ群を構成している。 In this example, the pixel circuit included in each of the pixels PX1 to PX3 includes a drive control element (drive transistor) DR, an output control switch SWa, a video signal supply control switch SWb, a diode connection switch SWc, and a capacitor C. Contains. As described above, in this example, the drive control element DR and the switches SWa to SWc are p-channel thin film transistors. In this example, the video signal supply control switch SWb and the diode connection switch SWc are connected to each other in the connection state between the drain of the drive control element DR, the video signal line DL, and the gate of the drive control element DR. The switch group which switches between a 1st state and the 2nd state from which they were interrupted | blocked from each other is comprised.
駆動制御素子ＤＲと出力制御スイッチＳＷａと有機ＥＬ素子ＯＬＥＤとは、第１電源端子ＮＤ１と第２電源端子ＮＤ２との間で、この順に直列に接続されている。この例では、第１電源端子ＮＤ１は高電位電源端子であり、第２電源端子ＮＤ２は低電位電源端子である。 The drive control element DR, the output control switch SWa, and the organic EL element OLED are connected in series in this order between the first power supply terminal ND1 and the second power supply terminal ND2. In this example, the first power supply terminal ND1 is a high potential power supply terminal, and the second power supply terminal ND2 is a low potential power supply terminal.
出力制御スイッチＳＷａのゲートは、走査信号線ＳＬ１に接続されている。映像信号供給制御スイッチＳＷｂは映像信号線ＤＬと駆動制御素子ＤＲのドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ２に接続されている。ダイオード接続スイッチＳＷｃは駆動制御素子ＤＲのゲートとドレインとの間に接続されており、そのゲートは走査信号線ＳＬ２に接続されている。 The gate of the output control switch SWa is connected to the scanning signal line SL1. The video signal supply control switch SWb is connected between the video signal line DL and the drain of the drive control element DR, and its gate is connected to the scanning signal line SL2. The diode connection switch SWc is connected between the gate and the drain of the drive control element DR, and the gate is connected to the scanning signal line SL2.
キャパシタＣは、駆動制御素子ＤＲのゲートと定電位端子ＮＤ１’との間に接続されている。定電位端子ＮＤ１’は、例えば第１電源端子ＮＤ１に接続する。 The capacitor C is connected between the gate of the drive control element DR and the constant potential terminal ND1 '. The constant potential terminal ND1 'is connected to the first power supply terminal ND1, for example.
封止基板ＣＳは、対向電極ＣＥと向き合っている。封止基板ＣＳは、例えば、ガラス基板である。 The sealing substrate CS faces the counter electrode CE. The sealing substrate CS is a glass substrate, for example.
アレイ基板ＡＳと封止基板ＣＳとの間には、枠形状のシール層ＳＳが介在している。シール層ＳＳはアレイ基板ＡＳと封止基板ＣＳとの間に密閉空間を形成しており、この密閉空間は不活性ガスで満たされている。なお、先の密閉空間には、不活性ガスを充填する代わりに、エポキシ樹脂などの樹脂を充填してもよい。この場合、対向電極ＣＥ上には、ＳｉＮxなどからなるバリア層を形成してもよい。 A frame-shaped sealing layer SS is interposed between the array substrate AS and the sealing substrate CS. The seal layer SS forms a sealed space between the array substrate AS and the sealing substrate CS, and this sealed space is filled with an inert gas. In addition, you may fill resin, such as an epoxy resin, with the above-mentioned sealed space instead of filling with inert gas. In this case, a barrier layer made of SiN x or the like may be formed on the counter electrode CE.
映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、この例では、アレイ基板ＡＳ上に配置されている。すなわち、この例では、映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲをＣＯＧ（chip on glass）実装している。映像信号線ドライバＸＤＲ及び走査信号線ドライバＹＤＲは、ＣＯＧ実装する代わりに、ＴＣＰ（tape carrier package）実装してもよい。 In this example, the video signal line driver XDR and the scanning signal line driver YDR are arranged on the array substrate AS. That is, in this example, the video signal line driver XDR and the scanning signal line driver YDR are mounted on a COG (chip on glass). The video signal line driver XDR and the scanning signal line driver YDR may be mounted by TCP (tape carrier package) instead of COG mounting.
この有機ＥＬ表示装置で画像を表示する場合、例えば、走査信号線ＳＬ１及びＳＬ２の各々を線順次駆動する。そして、或る行の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３に映像信号を書き込む書込期間では、まず、走査信号線ドライバＹＤＲから、先の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを開く（ＯＦＦ）走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを閉じる（ＯＮ）走査信号を電圧信号として出力する。この状態で、映像信号線ドライバＸＤＲから、先の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された映像信号線ＤＬに映像信号を電流信号としてそれぞれ出力し、駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧を、先の映像信号に対応した大きさに設定する。その後、走査信号線ドライバＹＤＲから、先の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ２にスイッチＳＷｂ及びＳＷｃを開く（ＯＦＦ）走査信号を電圧信号として出力し、続いて、先の画素ＰＸ１乃至ＰＸ３が接続された走査信号線ＳＬ１にスイッチＳＷａを閉じる（ＯＮ）走査信号を電圧信号として出力する。 When an image is displayed on this organic EL display device, for example, each of the scanning signal lines SL1 and SL2 is line-sequentially driven. In the writing period in which video signals are written to the pixels PX1 to PX3 in a certain row, first, the switch SWa is opened from the scanning signal line driver YDR to the scanning signal line SL1 to which the previous pixels PX1 to PX3 are connected (OFF). ) The scanning signal is output as a voltage signal. Subsequently, the scanning signal line SL2 to which the previous pixels PX1 to PX3 are connected closes the switches SWb and SWc (ON), and the scanning signal is output as a voltage signal. In this state, the video signal line driver XDR outputs the video signal as a current signal to the video signal line DL to which the previous pixels PX1 to PX3 are connected, and the gate-source voltage of the drive control element DR is set to the previous level. Set to a size corresponding to the video signal. Thereafter, the scanning signal line driver YDR outputs a scanning signal as a voltage signal that opens (OFF) the switches SWb and SWc to the scanning signal line SL2 to which the previous pixels PX1 to PX3 are connected, and subsequently, the previous pixels PX1 to PX1 to A scanning signal that closes the switch SWa (ON) is output as a voltage signal to the scanning signal line SL1 to which PX3 is connected.
スイッチＳＷａを閉じ（ＯＮ）ている有効表示期間では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤには、駆動制御素子ＤＲのゲート−ソース間電圧に対応した大きさの駆動電流が流れる。有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、駆動電流の大きさに対応した輝度で発光する。 In the effective display period in which the switch SWa is closed (ON), a drive current having a magnitude corresponding to the gate-source voltage of the drive control element DR flows through the organic EL element OLED. The organic EL element OLED emits light with a luminance corresponding to the magnitude of the drive current.
この有機ＥＬ表示装置は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに以下の構造を採用している。
図３乃至図５は、図２の構造を拡大して示す部分断面図である。具体的には、図３は画素ＰＸ１の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを示し、図４は画素ＰＸ２の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを示し、図５は画素ＰＸ３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを示している。なお、図３乃至図５では、基板ＳＵＢ及び有機ＥＬ素子ＯＬＥＤのみを描き、他の部材は省略している。
This organic EL display device employs the following structure for the organic EL element OLED.
3 to 5 are enlarged partial sectional views showing the structure of FIG. Specifically, FIG. 3 shows the organic EL element OLED of the pixel PX1, FIG. 4 shows the organic EL element OLED of the pixel PX2, and FIG. 5 shows the organic EL element OLED of the pixel PX3. 3 to 5, only the substrate SUB and the organic EL element OLED are drawn, and other members are omitted.
図３乃至図５に示すように、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、陽極ＡＮＤと、陰極ＣＴＤと、発光層ＥＭＴと、正孔輸送層ＨＴＬと、正孔注入層ＨＩＬと、電子輸送層ＥＴＬと、電子注入層ＥＩＬとを含んでいる。この例では、図２の画素電極ＰＥ及び対向電極ＣＥは、それぞれ、図３乃至図５の陽極ＡＮＤ及び陰極ＣＴＤに対応している。また、この例では、図２の活性層ＡＬは、図３乃至図５の正孔注入層ＨＩＬと正孔輸送層ＨＴＬと発光層ＥＭＴと電子輸送層ＥＴＬと電子注入層ＥＩＬとの積層体に対応している。なお、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、正孔ブロッキング層などをさらに含むことができる。 As shown in FIGS. 3 to 5, the organic EL elements OLED of the pixels PX1 to PX3 include an anode AND, a cathode CTD, a light emitting layer EMT, a hole transport layer HTL, a hole injection layer HIL, and an electron transport. The layer ETL and the electron injection layer EIL are included. In this example, the pixel electrode PE and the counter electrode CE in FIG. 2 correspond to the anode AND and the cathode CTD in FIGS. 3 to 5, respectively. Further, in this example, the active layer AL of FIG. 2 is formed on the stacked body of the hole injection layer HIL, the hole transport layer HTL, the light emitting layer EMT, the electron transport layer ETL, and the electron injection layer EIL of FIGS. It corresponds. The organic EL element OLED can further include a hole blocking layer and the like.
陽極ＡＮＤと陰極ＣＴＤとは向き合っている。陽極ＡＮＤ及び陰極ＣＴＤは、例えば、無機物からなる。典型的には、陽極ＡＮＤは、陰極ＣＴＤと比較して仕事関数がより大きい。陽極ＡＮＤの材料としては、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を使用することができる。陰極ＣＴＤの材料としては、例えば、アルミニウムを使用することができる。 The anode AND and the cathode CTD face each other. The anode AND and the cathode CTD are made of an inorganic material, for example. Typically, the anode AND has a higher work function compared to the cathode CTD. As a material of the anode AND, for example, indium tin oxide (ITO) can be used. As the material of the cathode CTD, for example, aluminum can be used.
発光層ＥＭＴは、陽極ＡＮＤと陰極ＣＴＤとの間に介在している。発光層ＥＭＴは、有機物からなる層であって、例えば、ホスト材料とドーパントとを含んだ混合物からなる。ホスト材料としては、例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム（Ａｌｑ3）を使用することができる。ドーパントとしては、例えば、クマリンを使用することができる。画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の発光層ＥＭＴは、組成が互いに異なっているか又は組成及び厚さが互いに異なっている。 The light emitting layer EMT is interposed between the anode AND and the cathode CTD. The light emitting layer EMT is a layer made of an organic material, for example, a mixture containing a host material and a dopant. As the host material, for example, tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum (Alq 3 ) can be used. As the dopant, for example, coumarin can be used. The light emitting layers EMT of the pixels PX1 to PX3 have different compositions or different compositions and thicknesses.
正孔輸送層ＨＴＬは、陽極ＡＮＤと発光層ＥＭＴとの間に介在している。正孔輸送層ＨＴＬは有機物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、陽極ＡＮＤの仕事関数と発光層ＥＭＴのイオン化エネルギーとの間にある。 The hole transport layer HTL is interposed between the anode AND and the light emitting layer EMT. The hole transport layer HTL is made of an organic material, and its ionization energy is typically between the work function of the anode AND and the ionization energy of the light emitting layer EMT.
正孔輸送層ＨＴＬは、正孔移動度が互いに異なる複数の有機物層を含んでいる。図３では、正孔輸送層ＨＴＬは、第１有機物層ＨＴＬ１及び第２有機物層ＨＴＬ２を含んでいる。 The hole transport layer HTL includes a plurality of organic layers having different hole mobility. In FIG. 3, the hole transport layer HTL includes a first organic layer HTL1 and a second organic layer HTL2.
典型的には、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の第１有機物層ＨＴＬ１は結晶性及び組成が互いに等しく、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の第２有機物層ＨＴＬ２は結晶性及び組成が互いに等しい。また、典型的には、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の各々において、第１有機物層ＨＴＬ１と第２有機物ＨＴＬ２とは組成が互いに等しく且つ正孔移動度が互いに異なっている。有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２の材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）及びＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（１−ナフチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）を使用することができる。 Typically, the first organic layers HTL1 of the pixels PX1 to PX3 have the same crystallinity and composition, and the second organic layers HTL2 of the pixels PX1 to PX3 have the same crystallinity and composition. Typically, in each of the pixels PX1 to PX3, the first organic material layer HTL1 and the second organic material HTL2 have the same composition and different hole mobility. Examples of the material for the organic layers HTL1 and HTL2 include N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (TPD) and N , N′-diphenyl-N, N′-bis (1-naphthylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (α-NPD) can be used.
正孔注入層ＨＩＬは、陽極ＡＮＤと正孔輸送層ＨＴＬとの間に介在している。正孔注入層ＨＩＬは有機物、無機物、又は有機金属化合物からなり、そのイオン化エネルギーは、典型的には、陽極ＡＮＤの仕事関数と正孔輸送層ＨＴＬのイオン化エネルギーとの間にある。典型的には、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の正孔注入層ＨＩＬは、組成及び厚さが互いに等しい。正孔注入層ＨＩＬの材料としては、例えば、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を使用することができる。 The hole injection layer HIL is interposed between the anode AND and the hole transport layer HTL. The hole injection layer HIL is made of an organic material, an inorganic material, or an organometallic compound, and its ionization energy is typically between the work function of the anode AND and the ionization energy of the hole transport layer HTL. Typically, the hole injection layers HIL of the pixels PX1 to PX3 have the same composition and thickness. As a material of the hole injection layer HIL, for example, copper phthalocyanine (CuPc) can be used.
電子輸送層ＥＴＬは、発光層ＥＭＴと陰極ＣＴＤとの間に介在している。電子輸送層ＥＴＬは例えば有機物からなり、その電子親和力は、典型的には、発光層ＥＭＴの電子親和力と陰極ＣＴＤの仕事関数との間にある。典型的には、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の電子輸送層ＥＴＬは、組成及び厚さが互いに等しい。電子輸送層ＥＴＬの材料としては、例えば、Ａｌｑ3を使用することができる。 The electron transport layer ETL is interposed between the light emitting layer EMT and the cathode CTD. The electron transport layer ETL is made of, for example, an organic material, and its electron affinity is typically between the electron affinity of the light emitting layer EMT and the work function of the cathode CTD. Typically, the electron transport layers ETL of the pixels PX1 to PX3 have the same composition and thickness. As a material of the electron transport layer ETL, for example, Alq 3 can be used.
電子注入層ＥＩＬは、電子輸送層ＥＴＬと陰極ＣＴＤとの間に介在している。電子注入層ＥＩＬは有機物、無機物、又は有機金属化合物からなり、その電子親和力は、典型的には、電子輸送層ＥＴＬの電子親和力と陰極ＣＴＤの仕事関数との間にある。典型的には、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の電子注入層ＥＩＬは、組成及び厚さが互いに等しい。電子注入層ＥＩＬの材料としては、例えば、弗化リチウムを使用することができる。 The electron injection layer EIL is interposed between the electron transport layer ETL and the cathode CTD. The electron injection layer EIL is made of an organic material, an inorganic material, or an organometallic compound, and its electron affinity is typically between the electron affinity of the electron transport layer ETL and the work function of the cathode CTD. Typically, the electron injection layers EIL of the pixels PX1 to PX3 have the same composition and thickness. As a material for the electron injection layer EIL, for example, lithium fluoride can be used.
この有機ＥＬ表示装置は、例えば、以下の方法により製造することができる。
まず、絶縁基板ＳＵＢ上に、アンダーコート層ＵＣと、隔壁絶縁層ＰＩと、それらの間に介在した構成要素とを形成する。
This organic EL display device can be manufactured, for example, by the following method.
First, on the insulating substrate SUB, the undercoat layer UC, the partition insulating layer PI, and the constituent elements interposed therebetween are formed.
次に、陽極ＡＮＤ上に、正孔注入層ＨＩＬ及び有機物層ＨＴＬ１をこの順に形成する。正孔注入層ＨＩＬ及び有機物層ＨＴＬ１の成膜には、例えば真空蒸着法を利用する。 Next, the hole injection layer HIL and the organic material layer HTL1 are formed in this order on the anode AND. For forming the hole injection layer HIL and the organic material layer HTL1, for example, a vacuum deposition method is used.
続いて、有機物層ＨＴＬ１の正孔移動度を低下させる。例えば、基板ＳＵＢを熱処理に供する。 Subsequently, the hole mobility of the organic layer HTL1 is lowered. For example, the substrate SUB is subjected to heat treatment.
通常、成膜直後の有機物層ＨＴＬ１はアモルファスである。これに適当な熱処理を施すと、有機物層ＨＴＬ１は多結晶又は微結晶となる。すなわち、この熱処理によって、有機物層ＨＴＬ１中に多数の結晶粒界が生じる。 Usually, the organic layer HTL1 immediately after film formation is amorphous. When an appropriate heat treatment is applied thereto, the organic layer HTL1 becomes polycrystalline or microcrystalline. That is, by this heat treatment, a large number of crystal grain boundaries are generated in the organic layer HTL1.
また、例えば、基板ＳＵＢ及び陽極ＡＮＤなどの熱膨張係数が有機物層ＨＴＬ１の熱膨張係数と比較して十分に大きい場合、基板ＳＵＢを加熱すると、有機物層ＨＴＬ１には面内方向に張力が加わる。その結果、有機物層ＨＴＬ１は微細な亀裂を生じる。 For example, when the thermal expansion coefficients of the substrate SUB and the anode AND are sufficiently larger than the thermal expansion coefficient of the organic layer HTL1, when the substrate SUB is heated, tension is applied to the organic layer HTL1 in the in-plane direction. As a result, the organic material layer HTL1 generates fine cracks.
結晶粒界及び亀裂は、有機物層ＨＴＬ１における正孔の移動を妨げる。したがって、基板ＳＵＢを適当な熱処理に供すると、有機物層ＨＴＬ１の正孔移動度は、熱処理前と比較してより小さくなる。 Grain boundaries and cracks hinder the movement of holes in the organic layer HTL1. Therefore, when the substrate SUB is subjected to an appropriate heat treatment, the hole mobility of the organic layer HTL1 becomes smaller than that before the heat treatment.
有機物層ＨＴＬ１の正孔移動度は、熱処理以外の処理で低下させてもよい。例えば、基板ＳＵＢの周縁部を面内方向に引っ張ることにより、有機物層ＨＴＬ１に微細な亀裂を生じさせてもよい。なお、有機物層ＨＴＬ１に生じさせた亀裂は、有機物層ＨＴＬ２によって埋め込まれてもよく又は埋め込まれなくてもよい。 The hole mobility of the organic layer HTL1 may be lowered by a treatment other than the heat treatment. For example, a fine crack may be generated in the organic layer HTL1 by pulling the peripheral edge portion of the substrate SUB in the in-plane direction. The crack generated in the organic layer HTL1 may or may not be embedded by the organic layer HTL2.
有機物層ＨＴＬ１の正孔移動度を低下させた後、有機物層ＨＴＬ１上に、有機物層ＨＴＬ２、発光層ＥＭＴ、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬ、陰極ＣＴＤを、この順に形成する。これらの成膜には、例えば真空蒸着法を利用する。 After reducing the hole mobility of the organic layer HTL1, the organic layer HTL2, the light emitting layer EMT, the electron transport layer ETL, the electron injection layer EIL, and the cathode CTD are formed in this order on the organic layer HTL1. For example, a vacuum deposition method is used for the film formation.
以上のようにして、アレイ基板ＡＳを完成する。なお、電子注入層ＨＩＬの成膜を開始してから陰極ＣＴＤの成膜を完了するまでの処理は真空中で行う。 As described above, the array substrate AS is completed. Note that the processing from the start of the formation of the electron injection layer HIL to the completion of the formation of the cathode CTD is performed in a vacuum.
次に、封止基板ＳＳ上に、シール層ＳＳとして利用する枠形状の接着剤層を形成する。続いて、不活性ガス雰囲気中で、アレイ基板ＡＳと封止基板ＣＳとを、陰極ＣＴＤと封止基板ＣＳとが向き合い且つ接着剤層がアレイ基板ＡＳと封止基板ＣＳとの間に介在するように貼り合わせる。さらに、接着剤層を硬化させることにより、有機ＥＬ表示装置を完成する。 Next, a frame-shaped adhesive layer used as the sealing layer SS is formed on the sealing substrate SS. Subsequently, in an inert gas atmosphere, the array substrate AS and the sealing substrate CS, the cathode CTD and the sealing substrate CS face each other, and an adhesive layer is interposed between the array substrate AS and the sealing substrate CS. Paste together. Furthermore, the organic EL display device is completed by curing the adhesive layer.
ところで、発光効率の向上には、発光層における電子と正孔とのキャリアバランスを最適化することが重要である。しかしながら、正孔輸送層に一般に使用される材料の正孔移動度は、電子輸送層に一般に使用される材料の電子移動度よりも１桁大きい。また、目標とする移動度を達成する材料の開発は、極めて難しい。そのため、従来の有機ＥＬ表示装置は、発光層において最適なキャリアバランスを達成できず、十分な発光効率を実現できなかった。 By the way, in order to improve the luminous efficiency, it is important to optimize the carrier balance between electrons and holes in the light emitting layer. However, the hole mobility of materials commonly used for hole transport layers is an order of magnitude higher than the electron mobility of materials commonly used for electron transport layers. In addition, it is extremely difficult to develop materials that achieve the targeted mobility. Therefore, the conventional organic EL display device cannot achieve an optimum carrier balance in the light emitting layer, and cannot realize sufficient light emission efficiency.
本態様では、正孔輸送層ＨＴＬが含む有機物層ＨＴＬ１に多数の界面を生じさせ、その正孔移動度を低下させる。したがって、本態様によると、発光層ＥＭＴにおける電子と正孔とのキャリアバランスを容易に最適化することができ、それゆえ、十分な発光効率を実現することができる。 In this embodiment, a large number of interfaces are generated in the organic material layer HTL1 included in the hole transport layer HTL, and the hole mobility is lowered. Therefore, according to this aspect, the carrier balance between electrons and holes in the light emitting layer EMT can be easily optimized, and therefore, sufficient light emission efficiency can be realized.
高い発光効率を実現できれば、陽極ＡＮＤと陰極ＣＴＤとの間に印加する電圧が小さい場合であっても、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを高い輝度で発光させることができる。それゆえ、本態様によると、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの高輝度化及び長寿命化が可能である。 If high luminous efficiency can be realized, the organic EL element OLED can emit light with high luminance even when the voltage applied between the anode AND and the cathode CTD is small. Therefore, according to this aspect, it is possible to increase the brightness and extend the life of the organic EL element OLED.
また、本態様で使用する正孔輸送層ＨＴＬは、有機物層ＨＴＬ１とは正孔移動度が異なる有機物層ＨＴＬ２をさらに含んでいる。それゆえ、例えば、有機物層ＨＴＬ２の厚さｄ2と有機物層ＨＴＬ１の厚さｄ1との比ｄ2／ｄ1を、正孔輸送層ＨＴＬの正孔移動度を所望値に設定するためのパラメータとして利用することができる。 The hole transport layer HTL used in this embodiment further includes an organic layer HTL2 having a hole mobility different from that of the organic layer HTL1. Therefore, for example, the ratio d 2 / d 1 between the thickness d 2 of the organic layer HTL2 and the thickness d 1 of the organic layer HTL1 is set to a desired value for the hole mobility of the hole transport layer HTL. It can be used as a parameter.
加えて、本態様では、熱処理を施した有機物層ＨＴＬ２を発光層ＥＭＴと熱処理を施していない有機物層ＨＴＬ１との間に配置している。それゆえ、例えば、有機物層ＨＴＬ１の熱処理の際に有機物層ＨＴＬ１に不純物が付着したとしても、この不純物が発光層ＥＭＴ中へと拡散することなどを抑制できる。それゆえ、本態様によると、不純物の発光層ＥＭＴ中への拡散などに起因した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの劣化を抑制できる。 In addition, in this embodiment, the organic layer HTL2 subjected to the heat treatment is disposed between the light emitting layer EMT and the organic layer HTL1 not subjected to the heat treatment. Therefore, for example, even if impurities adhere to the organic layer HTL1 during the heat treatment of the organic layer HTL1, it is possible to suppress the diffusion of the impurities into the light emitting layer EMT. Therefore, according to this aspect, it is possible to suppress the deterioration of the organic EL element OLED due to the diffusion of impurities into the light emitting layer EMT.
典型的には、有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２の組成は同一とする。こうすると、正孔輸送層ＨＴＬが有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２を含んでいる場合と、正孔輸送層ＨＴＬを有機物層ＨＴＬ２のみで構成した場合とで、正孔移動度以外の特性をほぼ同一とすることができる。すなわち、有機物層ＨＴＬ１の組成が有機物層ＨＴＬ２の組成と同一であれば、有機物層ＨＴＬ１の追加に伴う設計変更は、不要であるか又は少なくてすむ。 Typically, the organic layers HTL1 and HTL2 have the same composition. In this case, the characteristics other than the hole mobility are almost the same between the case where the hole transport layer HTL includes the organic material layers HTL1 and HTL2 and the case where the hole transport layer HTL is composed of only the organic material layer HTL2. be able to. That is, if the composition of the organic material layer HTL1 is the same as that of the organic material layer HTL2, the design change accompanying the addition of the organic material layer HTL1 is unnecessary or less.
しかも、有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２の組成が同一であれば、１つの成膜装置で有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２を成膜することができる。したがって、有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２の組成を同一とすると、設備コストを低減できると共に、製造が容易になる。 Moreover, if the compositions of the organic layers HTL1 and HTL2 are the same, the organic layers HTL1 and HTL2 can be formed with one film forming apparatus. Therefore, if the compositions of the organic layers HTL1 and HTL2 are the same, the equipment cost can be reduced and the manufacture becomes easy.
また、上記の通り、この有機ＥＬ表示装置では、活性層ＡＬが放出した光が平坦化層ＬＬと対向電極ＣＥとの間で繰り返し反射干渉する構成を採用している。加えて、この有機ＥＬ表示装置では、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが法線方向に放出する最大強度の光の波長，例えば共振波長，λresを画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに異ならしめるべく、正孔輸送層ＨＴＬの厚さを画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに異ならしめている。 Further, as described above, this organic EL display device employs a configuration in which the light emitted from the active layer AL repeatedly reflects and interferes between the planarization layer LL and the counter electrode CE. In addition, in this organic EL display device, in order to make the wavelengths of the maximum intensity light emitted by the organic EL element OLED in the normal direction, for example, the resonance wavelength and λ res different from each other between the pixels PX1 to PX3, the hole transport layer The thickness of the HTL is made different between the pixels PX1 to PX3.
有機物層ＨＴＬ１への熱処理の最適条件は、有機物層ＨＴＬ１の厚さに依存する。そのため、正孔輸送層ＨＴＬを有機物層ＨＴＬ１のみで構成すると共に、有機物層ＨＴＬ１の厚さを画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに異ならしめた場合、例えば、或る熱処理条件が画素ＰＸ２の有機物層ＨＴＬ１に最適であったとしても、必ずしも、この条件が画素ＰＸ１及びＰＸ３の有機物層ＨＴＬ１に最適であるとは限らない。熱処理を最適な条件で行えない場合、正孔移動度を十分に低下させることができない、有機物層ＨＴＬ１が溶融してその膜厚が不均一になるなどの問題を生じる可能性がある。 The optimum conditions for the heat treatment to the organic layer HTL1 depend on the thickness of the organic layer HTL1. Therefore, when the hole transport layer HTL is composed only of the organic material layer HTL1, and the thickness of the organic material layer HTL1 is different between the pixels PX1 to PX3, for example, a certain heat treatment condition is applied to the organic material layer HTL1 of the pixel PX2. Even if it is optimal, this condition is not necessarily optimal for the organic layer HTL1 of the pixels PX1 and PX3. If the heat treatment cannot be performed under optimum conditions, problems such as inability to sufficiently decrease the hole mobility and the non-uniform thickness of the organic layer HTL1 may occur.
これに対し、本態様では、有機物層ＨＴＬ１の厚さを画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに等しくし、有機物層ＨＴＬ２の厚さを画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに異ならしめる。有機物層ＨＴＬ１の厚さが画素ＰＸ１乃至ＰＸ３間で互いに等しければ、画素ＰＸ１及びＰＸ３の全ての有機物層ＨＴＬ１にとって最適な条件のもとで熱処理を行うことができる。また、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の有機物層ＨＴＬ２の厚さは熱処理とは関係なく自由に設定可能であるので、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの光学的設計も容易である。すなわち、本態様によると、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の全てにおいて、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを容易に高輝度化及び長寿命化することができる。 On the other hand, in this embodiment, the thickness of the organic material layer HTL1 is made equal between the pixels PX1 to PX3, and the thickness of the organic material layer HTL2 is made different between the pixels PX1 to PX3. If the thickness of the organic layer HTL1 is equal between the pixels PX1 to PX3, the heat treatment can be performed under the optimum conditions for all the organic layers HTL1 of the pixels PX1 and PX3. Further, since the thickness of the organic material layer HTL2 of the pixels PX1 to PX3 can be freely set regardless of the heat treatment, the optical design of the organic EL element OLED is easy. That is, according to this aspect, in all the pixels PX1 to PX3, the organic EL element OLED can be easily increased in luminance and life.
有機物層ＨＴＬ２の正孔移動度μ2と有機物層ＨＴＬ１の正孔移動度μ1との比μ2／μ1は、例えば４乃至２０の範囲内とし、典型的には１０乃至２０の範囲内とする。比μ2／μ1が小さい場合、発光効率を向上させる効果が小さい。また、大きな比μ2／μ1は、これを実現すること自体が難しい。 The ratio μ 2 / μ 1 between the hole mobility μ 2 of the organic layer HTL 2 and the hole mobility μ 1 of the organic layer HTL 1 is, for example, in the range of 4 to 20, and typically in the range of 10 to 20. And When the ratio μ 2 / μ 1 is small, the effect of improving the light emission efficiency is small. Also, a large ratio μ 2 / μ 1 is difficult to achieve itself.
有機物層ＨＴＬ２の厚さｄ2と有機物層ＨＴＬ１の厚さｄ1との比ｄ2／ｄ1は、例えば７以下とし、典型的には３以下とする。比ｄ2／ｄ1が大きい場合、発光効率を向上させる効果が小さい。また、比ｄ2／ｄ1は、例えば１より大きくし、典型的には１．１以上とする。比ｄ2／ｄ1が小さい場合、有機物層ＨＴＬ１から発光層ＥＭＴへの不純物の拡散を抑制する効果が小さい。 The ratio d 2 / d 1 between the thickness d 2 of the organic layer HTL2 and the thickness d 1 of the organic layer HTL1 is, for example, 7 or less, typically 3 or less. When the ratio d 2 / d 1 is large, the effect of improving the light emission efficiency is small. Further, the ratio d 2 / d 1 is larger than 1 , for example, typically 1.1 or more. When the ratio d 2 / d 1 is small, the effect of suppressing diffusion of impurities from the organic layer HTL1 to the light emitting layer EMT is small.
以下、本発明の例について説明する。
（例１）
本例では、以下の方法により、図１に示す有機ＥＬ表示装置を製造した。
Examples of the present invention will be described below.
(Example 1)
In this example, the organic EL display device shown in FIG. 1 was manufactured by the following method.
まず、基板ＳＵＢ上に、アンダーコート層ＵＣと、隔壁絶縁層ＰＩと、それらの間に介在した構成要素とを形成した。基板ＳＵＢとしてはガラス基板を使用し、陽極ＡＮＤである画素電極ＰＥにはＩＴＯを使用した。 First, the undercoat layer UC, the partition insulating layer PI, and the components interposed therebetween were formed on the substrate SUB. A glass substrate was used as the substrate SUB, and ITO was used as the pixel electrode PE which is the anode AND.
次に、陽極ＡＮＤ上に、真空蒸着法により、正孔注入層ＨＩＬ及び有機物層ＨＴＬ１をこの順に形成した。正孔注入層ＨＩＬにはＣｕＰｃを使用した。有機物層ＨＴＬ１にはＴＰＤを使用し、その厚さｄ1は４０ｎｍとした。 Next, a hole injection layer HIL and an organic material layer HTL1 were formed in this order on the anode AND by a vacuum deposition method. CuPc was used for the hole injection layer HIL. TPD was used for the organic layer HTL1, and its thickness d 1 was 40 nm.
続いて、有機物層ＨＴＬ１を熱処理に供した。具体的には、基板ＳＵＢを１５０℃に加熱した。 Subsequently, the organic layer HTL1 was subjected to heat treatment. Specifically, the substrate SUB was heated to 150 ° C.
その後、有機物層ＨＴＬ１上に、真空蒸着法により有機物層ＨＴＬ２を形成した。画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の有機物層ＨＴＬ２にはＴＰＤを使用した。また、画素ＰＸ１が含む有機物層ＨＴＬ２の厚さｄ2は５０ｎｍとし、画素ＰＸ２が含む有機物層ＨＴＬ２の厚さｄ2は１００ｎｍとし、画素ＰＸ３が含む有機物層ＨＴＬ２の厚さｄ2は１２０ｎｍとした。 Thereafter, an organic layer HTL2 was formed on the organic layer HTL1 by vacuum deposition. TPD was used for the organic layer HTL2 of the pixels PX1 to PX3. The thickness d 2 of the organic layer HTL2 including the pixel PX1 is a 50 nm, the thickness d 2 of the organic layer HTL2 including the pixel PX2 is a 100 nm, the thickness d 2 of the organic layer HTL2 including the pixel PX3 was 120nm .
次に、有機物層ＨＴＬ２上に、真空蒸着法により発光層ＥＭＴを形成した。画素ＰＸ１が含む発光層ＥＭＴにはＢＤ１０２をドープしたＢＨ-１２０（共に出光興産製）を使用し、画素ＰＸ２が含む発光層ＥＭＴにはクマリンをドープしたＡｌｑ3を使用し、画素ＰＸ３が含む発光層ＥＭＴには、ＤＣＭをドープしたＡｌｑ3を使用した。これら発光層ＥＭＴの厚さは３０ｎｍとした。 Next, the light emitting layer EMT was formed on the organic material layer HTL2 by a vacuum deposition method. The light emitting layer EMT included in the pixel PX1 uses BH-120 doped with BD102 (both manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), and the light emitting layer EMT included in the pixel PX2 uses Alq 3 doped with coumarin, and the light emission included in the pixel PX3. For the layer EMT, Alq 3 doped with DCM was used. The thickness of these light emitting layers EMT was 30 nm.
続いて、発光層ＥＭＴ上に、真空蒸着法により、電子輸送層ＥＴＬ、電子注入層ＥＩＬ、陰極ＣＴＤを、この順に形成した。電子輸送層ＥＴＬにはＡｌｑ3を使用し、その厚さは３０ｎｍとした。電子注入層ＥＩＬにはＬｉＦを使用し、その厚さは１ｎｍとした。陰極ＣＴＤにはアルミニウムを使用し、その厚さは２００ｎｍとした。以上のようにして、アレイ基板ＡＳを作製した。 Subsequently, an electron transport layer ETL, an electron injection layer EIL, and a cathode CTD were formed in this order on the light emitting layer EMT by vacuum deposition. Alq 3 was used for the electron transport layer ETL, and its thickness was 30 nm. LiF was used for the electron injection layer EIL, and its thickness was 1 nm. Aluminum was used for the cathode CTD, and its thickness was 200 nm. The array substrate AS was produced as described above.
次に、封止基板ＳＳ上に、シール層ＳＳとして利用する枠形状の接着剤層を形成した。次いで、封止基板ＳＳ上であって接着剤層が形成する枠の内側に、乾燥剤を貼り付けた。 Next, a frame-shaped adhesive layer used as the seal layer SS was formed on the sealing substrate SS. Next, a desiccant was pasted on the sealing substrate SS and inside the frame formed by the adhesive layer.
続いて、不活性ガス雰囲気中で、アレイ基板ＡＳと封止基板ＣＳとを、陰極ＣＴＤと封止基板ＣＳとが向き合い且つ接着剤層がアレイ基板ＡＳと封止基板ＣＳとの間に介在するように貼り合わせた。さらに、接着剤層を硬化させることにより、有機ＥＬ表示装置を完成した。 Subsequently, in an inert gas atmosphere, the array substrate AS and the sealing substrate CS, the cathode CTD and the sealing substrate CS face each other, and an adhesive layer is interposed between the array substrate AS and the sealing substrate CS. Were pasted together. Furthermore, the organic EL display device was completed by curing the adhesive layer.
この有機ＥＬ表示装置に白色画像を表示させて発光効率を測定した。その結果、各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ2としたときの発光効率は４．２ｃｄ／Ａであった。 Luminous efficiency was measured by displaying a white image on the organic EL display device. As a result, the luminous efficiency when the current density of each organic EL element OLED was 10 mA / cm 2 was 4.2 cd / A.
（比較例１）
本例では、画素ＰＸ１乃至ＰＸ３の全てにおいて第２有機物層ＨＴＬ２を省略すると共に、画素ＰＸ１において厚さｄ1を９０ｎｍとし、画素ＰＸ２において厚さｄ1を１４０ｎｍとし、画素ＰＸ３において厚さｄ1を１６０ｎｍとした。これ以外は、例１で説明したのと同様の方法により有機ＥＬ表示装置を製造した。
(Comparative Example 1)
In this embodiment, while omitting the second organic layer HTL2 all the pixels PX1 to PX3, a thickness d 1 and 90nm in the pixel PX1, the thickness d 1 and 140nm in the pixel PX2, the thickness d 1 in the pixel PX3 Was 160 nm. Other than this, an organic EL display device was manufactured by the same method as described in Example 1.
この有機ＥＬ表示装置に例１と同様の条件のもとで白色画像を表示させて発光効率を測定した。その結果、各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ2としたときの発光効率は３．０ｃｄ／Ａであった。 On this organic EL display device, a white image was displayed under the same conditions as in Example 1, and the luminous efficiency was measured. As a result, the luminous efficiency was 3.0 cd / A when the current density of each organic EL element OLED was 10 mA / cm 2 .
（比較例２）
本例では、画素ＰＸ１において厚さｄ1及び厚さｄ2をそれぞれ２０ｎｍ及び７０ｎｍとし、画素ＰＸ２において厚さｄ1及び厚さｄ2をそれぞれ４０ｎｍ及び１００ｎｍとし、画素ＰＸ３において厚さｄ1及び厚さｄ2をそれぞれ６０ｎｍ及び１００ｎｍとした。これ以外は、例１で説明したのと同様の方法により有機ＥＬ表示装置を製造した。
(Comparative Example 2)
In this example, in the pixel PX1, the thickness d 1 and the thickness d 2 are 20 nm and 70 nm, respectively, in the pixel PX2, the thickness d 1 and the thickness d 2 are 40 nm and 100 nm, respectively, and in the pixel PX3, the thickness d 1 and The thickness d 2 was 60 nm and 100 nm, respectively. Other than this, an organic EL display device was manufactured by the same method as described in Example 1.
この有機ＥＬ表示装置に例１と同様の条件のもとで白色画像を表示させて発光効率を測定した。その結果、各有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの電流密度を１０ｍＡ／ｃｍ2としたときの発光効率は３．５ｃｄ／Ａであった。 On this organic EL display device, a white image was displayed under the same conditions as in Example 1, and the luminous efficiency was measured. As a result, the luminous efficiency when the current density of each organic EL element OLED was 10 mA / cm 2 was 3.5 cd / A.
（例２）
本例では、例１で形成した有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２の正孔移動度μ1及びμ2を以下の方法により調べた。
(Example 2)
In this example, the hole mobility μ 1 and μ 2 of the organic layers HTL1 and HTL2 formed in Example 1 were examined by the following method.
例１で使用した基板ＳＵＢと材質及び厚さが等しいガラス基板を準備した。このガラス基板上に、スパッタリング法によりＩＴＯ層を形成した。このＩＴＯ層の厚さは、例１で形成した陽極ＡＮＤの厚さと同様とした。次に、ＩＴＯ層上に、真空蒸着法により、厚さ４０ｎｍのＴＰＤ層を形成した。続いて、基板ＳＵＢに、例１で実施したのと同様の熱処理を施した。その後、ＴＰＤ層上に、真空蒸着法によりアルミニウム層を形成した。このアルミニウム層の厚さは、例１で形成した陰極ＣＴＤの厚さと同様とした。以下、このようにして得られた試験用素子をサンプル（１）と呼ぶ。 A glass substrate having the same material and thickness as the substrate SUB used in Example 1 was prepared. An ITO layer was formed on this glass substrate by a sputtering method. The thickness of the ITO layer was the same as the thickness of the anode AND formed in Example 1. Next, a 40 nm thick TPD layer was formed on the ITO layer by vacuum deposition. Subsequently, the same heat treatment as in Example 1 was performed on the substrate SUB. Thereafter, an aluminum layer was formed on the TPD layer by vacuum deposition. The thickness of the aluminum layer was the same as the thickness of the cathode CTD formed in Example 1. Hereinafter, the test element thus obtained is referred to as sample (1).
次に、ＴＰＤ層の厚さを１２０ｎｍとし且つこれに熱処理を施さなかったこと以外は、サンプル（１）について説明したのと同様の方法により試験用素子を作製した。以下、この試験用素子をサンプル（２）と呼ぶ。 Next, a test element was produced in the same manner as described for sample (1) except that the thickness of the TPD layer was 120 nm and this was not subjected to heat treatment. Hereinafter, this test element is referred to as sample (2).
次いで、サンプル（１）及び（２）について、ＴＰＤ層の正孔移動度をタイムオブフライト法により測定した。その結果、サンプル（１）のＴＰＤ層の正孔移動度は２．０×１０-4ｃｍ2／Ｖ・ｓであり、サンプル（２）のＴＰＤ層の正孔移動度は２．５×１０-3ｃｍ2／Ｖ・ｓであった。この結果から、例１で製造した有機ＥＬ表示装置において、第１有機物層ＨＴＬ１の正孔移動度μ1は２．０×１０-4ｃｍ2／Ｖ・ｓであり、第２有機物層ＨＴＬ２の正孔移動度μ2は２．５×１０-3ｃｍ2／Ｖ・ｓであると推定することができる。 Next, for the samples (1) and (2), the hole mobility of the TPD layer was measured by the time-of-flight method. As a result, the hole mobility of the TPD layer of sample (1) is 2.0 × 10 −4 cm 2 / V · s, and the hole mobility of the TPD layer of sample (2) is 2.5 × 10. -3 cm 2 / V · s. From this result, in the organic EL display device manufactured in Example 1, the hole mobility μ 1 of the first organic layer HTL1 is 2.0 × 10 −4 cm 2 / V · s, and the second organic layer HTL2 The hole mobility μ 2 can be estimated to be 2.5 × 10 −3 cm 2 / V · s.
（例３）
本例では、例１で形成した有機物層ＨＴＬ１及びＨＴＬ２の構造を以下の方法により調べた。
(Example 3)
In this example, the structures of the organic layers HTL1 and HTL2 formed in Example 1 were examined by the following method.
まず、アルミニウム層を形成しなかったこと以外はサンプル（１）について説明したのと同様の方法により試験用素子を作製した。以下、この試験用素子をサンプル（３）と呼ぶ。次に、アルミニウム層を形成しなかったこと以外はサンプル（２）について説明したのと同様の方法により試験用素子を作製した。以下、この試験用素子をサンプル（４）と呼ぶ。 First, a test element was produced by the same method as described for sample (1) except that the aluminum layer was not formed. Hereinafter, this test element is referred to as sample (3). Next, a test element was produced by the same method as described for sample (2) except that the aluminum layer was not formed. Hereinafter, this test element is referred to as sample (4).
次いで、サンプル（３）及び（４）のＴＰＤ層を、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。その結果、サンプル（３）のＴＰＤ層には微細な亀裂が形成されており、サンプル（４）のＴＰＤ層には亀裂は形成されていなかった。 Next, the TPD layers of Samples (3) and (4) were observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, fine cracks were formed in the TPD layer of sample (3), and no cracks were formed in the TPD layer of sample (4).
また、Ｘ線回折計を用いて、サンプル（３）及び（４）のＴＰＤ層の結晶性を調べた。その結果、サンプル（３）のＴＰＤ層は、サンプル（４）のＴＰＤ層と比較して結晶性がより高かった。 Further, the crystallinity of the TPD layers of Samples (3) and (4) was examined using an X-ray diffractometer. As a result, the TPD layer of sample (3) was higher in crystallinity than the TPD layer of sample (4).
ＡＬ…活性層、ＡＮＤ…陽極、ＡＳ…アレイ基板、Ｃ…キャパシタ、ＣＥ…対向電極、ＣＳ…封止基板、ＣＴＤ…陰極、ＤＥ…ドレイン電極、ＤＬ…映像信号線、ＤＲ…駆動制御素子、ＥＩＬ…電子注入層、ＥＭＴ…発光層、ＥＴＬ…電子輸送層、ＧＥ…ゲート、ＧＩ…ゲート絶縁膜、ＨＩＬ…正孔注入層、ＨＴＬ…正孔輸送層、ＨＴＬ１…有機物層、ＨＴＬ２…有機物層、ＩＩ…層間絶縁膜、ＬＬ…平坦化層、ＮＤ１…電源端子、ＮＤ１’…定電位端子、ＮＤ２…電源端子、ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子、ＰＥ…画素電極、ＰＩ…隔壁絶縁層、ＰＳ…パッシベーション膜、ＰＳＬ…電源線、ＰＸ１…画素、ＰＸ２…画素、ＰＸ３…画素、ＳＣ…半導体層、ＳＥ…ソース電極、ＳＬ１…走査信号線、ＳＬ２…走査信号線、ＳＳ…シール層、ＳＵＢ…基板、ＳＷａ…スイッチ、ＳＷｂ…スイッチ、ＳＷｃ…スイッチ、ＵＣ…アンダーコート層、ＸＤＲ…映像信号線ドライバ、ＹＤＲ…走査信号線ドライバ。 AL ... Active layer, AND ... Anode, AS ... Array substrate, C ... Capacitor, CE ... Counter electrode, CS ... Sealing substrate, CTD ... Cathode, DE ... Drain electrode, DL ... Video signal line, DR ... Drive control element, EIL ... Electron injection layer, EMT ... Light emitting layer, ETL ... Electron transport layer, GE ... Gate, GI ... Gate insulating film, HIL ... Hole injection layer, HTL ... Hole transport layer, HTL1 ... Organic layer, HTL2 ... Organic layer II ... interlayer insulation film, LL ... flattening layer, ND1 ... power supply terminal, ND1 '... constant potential terminal, ND2 ... power supply terminal, OLED ... organic EL element, PE ... pixel electrode, PI ... partition insulation layer, PS ... passivation Film, PSL ... Power supply line, PX1 ... Pixel, PX2 ... Pixel, PX3 ... Pixel, SC ... Semiconductor layer, SE ... Source electrode, SL1 ... Scanning signal line, SL2 ... Scanning signal line, SS ... Seal layer, SUB Substrate, SWa ... switch, SWb ... switch, SWc ... switch, UC ... undercoat layer, XDR ... video signal line driver, YDR ... scanning signal line driver.
Claims (7)
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に介在した有機物からなる発光層と、前記発光層と前記陽極との間に介在した有機物からなる正孔輸送層とを具備し、
前記正孔輸送層は、第１有機物層と、前記第１有機物層を挟んで前記基板と向き合うと共に前記第１有機物層とは正孔移動度が異なる第２有機物層とを含み、
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子は、前記正孔輸送層の厚さが互いに異なっており且つ前記第１有機物層の厚さが互いに等しいことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 Comprising a substrate and first to third organic EL elements disposed on the substrate and having different emission colors,
Each of the first to third organic EL elements includes an anode, a cathode, a light emitting layer made of an organic material interposed between the anode and the cathode, and an organic material interposed between the light emitting layer and the anode. A hole transport layer comprising:
The hole transport layer includes a first organic material layer and a second organic material layer facing the substrate with the first organic material layer interposed therebetween and having a hole mobility different from that of the first organic material layer,
The organic EL display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first to third organic EL elements are different in thickness of the hole transport layer and in thickness of the first organic material layer.
前記第１乃至第３有機ＥＬ素子の各々において、前記第１及び第２有機物層は組成が互いに等しく且つ結晶性が互いに異なっていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。 The first to third organic EL elements have the same composition and crystallinity of the first organic layer and the same composition and crystallinity of the second organic layer,
2. The organic EL display device according to claim 1, wherein in each of the first to third organic EL elements, the first and second organic layers have the same composition and different crystallinity.
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