JP2008059824A - Active matrix type organic el panel and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクティブマトリックス型有機ELパネルおよびその製造方法に関し、特に色変換方式またはカラーフィルター方式のアクティブマトリックス型有機ELパネルおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an active matrix organic EL panel and a manufacturing method thereof, and more particularly to a color conversion type or color filter type active matrix organic EL panel and a manufacturing method thereof.
近年、情報機器用のフラットディスプレイの普及が目覚しい。このうち液晶ディスプレイは、液晶の光シャッター機能によりバックライトの光をon/off制御し、カラーフィルターを用いて色彩を得る。これに対し、有機ELディスプレイ(あるいは有機LEDディスプレイ)では各画素が個々に発光する(すなわち、自発光する)。このため、有機ELディスプレイは、視野角が広いという利点があるばかりでなく、バックライトが不要であることから薄型化が可能であり、かつフレキシブルな基板上に形成が可能である等、多くの利点を持っている。このため、有機ELディスプレイは次世代のディスプレイとして期待されている。 In recent years, the spread of flat displays for information equipment has been remarkable. Among these, a liquid crystal display obtains color using a color filter by controlling on / off of backlight light by an optical shutter function of liquid crystal. On the other hand, in an organic EL display (or organic LED display), each pixel emits light individually (that is, self-emission). For this reason, the organic EL display not only has an advantage of a wide viewing angle but also can be reduced in thickness because it does not require a backlight, and can be formed on a flexible substrate. Have advantages. For this reason, an organic EL display is expected as a next-generation display.
これらのディスプレイパネルの駆動方式は、大別して2つの種類に分けることができる。第一の駆動方式は、パッシブマトリックス型(あるいは、デューティー駆動方式、単純マトリックス方式)と呼ばれているものである。これは、ストライプ状の複数の電極を行と列にマトリックス状に組み合わせ、行電極と列電極のそれぞれの交点に位置する画素を行電極と列電極に加えた駆動信号により発光させる。発光制御のための信号は、通常、行方向には1行毎に時系列で走査され、同一行の各列には同時に印加される。各画素には通常はアクティブ素子を設けず、行の走査周期のうち各行のデューティー期間にのみ発光するように制御した方式である。 The driving methods of these display panels can be roughly divided into two types. The first drive method is called a passive matrix type (or duty drive method, simple matrix method). In this method, a plurality of stripe-shaped electrodes are combined in rows and columns in a matrix, and light is emitted by a drive signal applied to the row and column electrodes at each intersection of the row and column electrodes. Signals for light emission control are usually scanned in time series for each row in the row direction, and are simultaneously applied to each column in the same row. Normally, each pixel is not provided with an active element, and is controlled so that light is emitted only during the duty period of each row in the row scanning period.
第二の駆動方式は、各画素にスイッチング素子を持ち、行の走査周期の全体にわたって発光が可能なアクティブマトリックス型と呼ばれるものである。例えば、100行×150列のパネル全面を100Cd/m2の表示輝度で発光させる場合を想定する。この場合、アクティブマトリックス型では各画素は基本的に常時発光しているため、画素の面積率や各種の損失を考慮しない場合には、各画素は100Cd/m2で発光させれば良い。しかし、パッシブマトリックス型で同じ表示輝度を得ようとすると、各画素を駆動するデューティー比が1/100になり、そのデューティー期間(選択期間)のみが発光時間となるため、発光期間内の発光輝度を100倍の10000Cd/m2とする必要がある。 The second driving method is an active matrix type in which each pixel has a switching element and can emit light over the entire scanning period of a row. For example, assume that the entire panel of 100 rows × 150 columns emits light with a display luminance of 100 Cd / m 2 . In this case, since each pixel basically emits light constantly in the active matrix type, each pixel may emit light at 100 Cd / m 2 when the area ratio of the pixel and various losses are not taken into consideration. However, when trying to obtain the same display brightness with the passive matrix type, the duty ratio for driving each pixel becomes 1/100, and only the duty period (selection period) becomes the light emission time, so the light emission brightness within the light emission period Needs to be 100 times 10,000 Cd / m 2 .
ここで、発光輝度を増すためには発光素子に流す電流を増大させればよい。しかし、例えば有機EL発光素子においては、一般に、電流を増大させるとともに発光効率が低下することが知られている。この効率の低下により、アクティブマトリックス型の駆動方式とパッシブマトリックス型の駆動方式を同じ表示輝度で比較した場合、パッシブマトリクス型では相対的に消費電力が大きくなる。また、有機EL素子に流す電流を増すと、発熱等による材料の劣化が生じやすく、表示装置の寿命が短くなるおそれがあるという不都合がある。一方、これらの効率および寿命の観点から最大電流を制限すると、同じ表示輝度を得るために発光期間を長くする必要が生じる。しかしながら、パッシブマトリックス型駆動方式での発光時間を定めるデューティー比はパネルの行数の逆数であることから、発光期間の延長は、表示容量(駆動ライン数)の制限に結びつく。これらの点から、大面積、高精細度のパネルを実現するにはアクティブマトリックス型の駆動方式を用いることが好ましい。このように、パッシブマトリックス駆動に比べて、アクティブマトリックス駆動の有機ELパネルは大面積化が容易であり、期待される市場が大きい。なお、通常のアクティブマトリックス駆動ではスイッチング素子として薄膜トランジスタを用いた方式が知られている。 Here, in order to increase the light emission luminance, the current passed through the light emitting element may be increased. However, for example, in an organic EL light emitting element, it is generally known that the light emission efficiency is lowered while increasing the current. Due to this reduction in efficiency, when the active matrix type driving method and the passive matrix type driving method are compared with the same display luminance, the passive matrix type consumes a relatively large amount of power. Further, when the current passed through the organic EL element is increased, there is a disadvantage that the material is likely to be deteriorated due to heat generation and the life of the display device may be shortened. On the other hand, if the maximum current is limited from the viewpoints of efficiency and lifetime, it is necessary to lengthen the light emission period in order to obtain the same display luminance. However, since the duty ratio that determines the light emission time in the passive matrix driving method is the reciprocal of the number of rows of the panel, the extension of the light emission period leads to the limitation of the display capacity (number of drive lines). From these points, it is preferable to use an active matrix type driving method in order to realize a large-area, high-definition panel. Thus, compared with passive matrix driving, the active matrix driving organic EL panel can be easily increased in area, and the market expected is large. Note that in normal active matrix driving, a method using a thin film transistor as a switching element is known.
一方、近年有機ELパネルは、3色塗り分け法から、白色+カラーフィルター法や色変換法への技術の移行が始まっている。これは、3色塗り分け法で使用されるメタルマスクの問題がクローズアップされ、フレームマスクしか使用しない白色+カラーフィルター法と色変換法が注目されはじめているからである。 On the other hand, in recent years, the organic EL panel has started to shift its technology from the three-color coating method to the white + color filter method and the color conversion method. This is because the problem of the metal mask used in the three-color painting method is highlighted, and the white + color filter method and the color conversion method that use only the frame mask are beginning to attract attention.
より具体的には、有機ELパネルの作製方式としては、電界をかけることにより赤・青・緑にそれぞれ発光する有機EL素子を配列する「3色発光方式」、および有機EL素子の発する白色の発光を、カラーフィルターでカットし、赤・青・緑を表現する「カラーフィルター方式」、さらに、有機EL素子の発する近紫外光、青色光、青緑色光または白色光を吸収し、波長分布変換を行って可視光域の光を発光する色変換色素を含む色変換層を用いる「色変換方式」が提案されている。 More specifically, as a method for producing an organic EL panel, a “three-color light emission method” in which organic EL elements that emit red, blue, and green light by applying an electric field are arranged, and a white color emitted by the organic EL element is used. The color filter that emits light with a color filter to express red, blue, and green, and absorbs near-ultraviolet light, blue light, blue-green light, or white light emitted by organic EL elements, and converts the wavelength distribution. A “color conversion method” using a color conversion layer including a color conversion dye that emits light in the visible light region by performing the above-described method has been proposed.
これらの方式の内、成膜時にメタルマスクを用いる必要がなく、フォトプロセスを用いて所望の形状および配列を有するカラーフィルター層および/または色変換層を形成することができるという点において、「カラーフィルター方式」および「色変換方式」がディスプレイの大画面化および高精細化に有利であると考えられている。 Among these methods, a color mask layer and / or a color conversion layer having a desired shape and arrangement can be formed by using a photo process without using a metal mask during film formation. The “filter method” and “color conversion method” are considered to be advantageous for increasing the screen size and resolution.
そこで、近年、白色+カラーフィルター法や色変換法を用いたアクティブマトリックス駆動有機ELの開発が盛んになっている。薄膜トランジスタ基板を用い、色変換方式やカラーフィルター方式によりアクティブマトリックス型有機ELパネルを作製する場合、薄膜トランジスタ基板と有機EL層との間に色変換層あるいはカラーフィルター層が形成されているため、薄膜トランジスタ基板と有機EL層とを結線することができない。より具体的には、このような構造とする場合、TFT基板上に色変換層やカラーフィルターを形成した後、平坦化層で平坦化しパッシベーション層(SiOxやSiN)を設けることが考えられる。有機EL層はこのパッシベーション層上部に形成する。ここで、TFT基板からの信号を有機EL層に伝えるために、TFT基板と有機EL層との結線が必要になる。このため、パッシベーション層にコンタクトホールを開ける必要が生じる。一方、パッシベーション層は、色変換層やカラーフィルター層、平坦化層からの水分を有機ELへ進入させないように防御する役割がある。このため、パッシベーション層にコンタクトホールを形成してしまうと、平坦化層等からの水分が有機EL層側へ浸入し、有機EL層の劣化を生じさせるおそれがある。このため、上記構造においては、TFT基板と有機ELの結線は通常不可能となっている。 Therefore, in recent years, active matrix driving organic EL using a white + color filter method or a color conversion method has been actively developed. When an active matrix type organic EL panel is manufactured using a thin film transistor substrate by a color conversion method or a color filter method, a thin film transistor substrate is formed because a color conversion layer or a color filter layer is formed between the thin film transistor substrate and the organic EL layer. And the organic EL layer cannot be connected. More specifically, in the case of such a structure, it is conceivable to form a color conversion layer and a color filter on the TFT substrate, and then planarize with a planarizing layer and provide a passivation layer (SiOx or SiN). The organic EL layer is formed on the passivation layer. Here, in order to transmit a signal from the TFT substrate to the organic EL layer, it is necessary to connect the TFT substrate and the organic EL layer. For this reason, it is necessary to open a contact hole in the passivation layer. On the other hand, the passivation layer has a role to prevent moisture from the color conversion layer, the color filter layer, and the planarization layer from entering the organic EL. For this reason, if a contact hole is formed in the passivation layer, moisture from the planarization layer or the like may enter the organic EL layer side and cause deterioration of the organic EL layer. For this reason, in the above structure, the connection between the TFT substrate and the organic EL is usually impossible.
このため図3に示すように、トップエミションタイプの有機EL素子と色変換基板あるいはカラーフィルターを貼りあわせることでアクティブマトリックスパネルを実現する提案がされている(非特許文献1、富士時報,Vol.77,No.2,p128-132参照)。
For this reason, as shown in FIG. 3, a proposal has been made to realize an active matrix panel by bonding a top emission type organic EL element and a color conversion substrate or a color filter (Non-Patent
図1のようなアクティブマトリックス型の有機ELパネルを作製する場合は、トップエミッション素子の作製が必要となる。しかしながら、この場合、トップエミッション素子は上部電極を透明電極にしなければならない。このため上部透明電極を形成するためにスパッタ法が使用されるが、有機EL層上にスパッタにより電極を形成すると、有機EL層がダメージを受け、有機EL素子がうまく動作しない、または有機EL素子の効率が落ちる場合がある。これを解決するため、対向スパッタ法など低ダメージスパッタが開発されている。しかしながら、この場合、成膜レートが低く量産性に乏しいのが実態である。さらに色変調部を有する基板とトップエミッション基板を貼りあわせるためには不活性ガス中で精度1μm程度の貼りあわせ技術が必要になり、これを行うための新しい装置の開発も必要になる。また貼りあわせ方法においては、乾燥剤を入れる場所がないため、膜封止技術や透明乾燥材等の開発技術項目が大変多く存在する。 When an active matrix type organic EL panel as shown in FIG. 1 is manufactured, it is necessary to manufacture a top emission element. However, in this case, the top emission element must make the upper electrode a transparent electrode. Therefore, a sputtering method is used to form the upper transparent electrode. However, if an electrode is formed on the organic EL layer by sputtering, the organic EL layer is damaged and the organic EL element does not operate well, or the organic EL element. May be less efficient. In order to solve this, low-damage sputtering such as facing sputtering has been developed. In this case, however, the film formation rate is low and the mass productivity is poor. Furthermore, in order to bond a substrate having a color modulation portion and a top emission substrate, a bonding technique with an accuracy of about 1 μm is required in an inert gas, and a new apparatus for this purpose must be developed. In addition, since there is no place to put a desiccant in the bonding method, there are very many development technical items such as film sealing technology and transparent desiccant.
これに対して、3色塗り分け法によると、薄膜トランジスタ基板上に有機EL素子を作製することで、アクティブマトリックス型有機ELパネルが作製できるため、非常に容易に製造が可能である。 On the other hand, according to the three-color coating method, an active matrix type organic EL panel can be manufactured by manufacturing an organic EL element on a thin film transistor substrate, and therefore can be manufactured very easily.
以上に鑑みて、本発明は、カラーフィルター方式あるいは色変換方式のアクティブマトリックス型の有機ELパネルであって、ボトムエミッション型のものを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide a bottom emission type active matrix organic EL panel of a color filter system or a color conversion system.
本発明の一の側面によると、
透明基板と、
前記透明基板の上に設けられた色変調部と、
前記色変調部の上に設けられた平坦化層と、
前記平坦化層の上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能に、前記薄膜トランジスタの上に設けられた有機EL素子と
を有する、アクティブマトリックス型有機ELパネルが提供される。
According to one aspect of the present invention,
A transparent substrate;
A color modulation section provided on the transparent substrate;
A planarization layer provided on the color modulation unit;
A thin film transistor provided on the planarization layer;
There is provided an active matrix organic EL panel having an organic EL element provided on the thin film transistor so as to be electrically controllable by the thin film transistor.
本発明の他の側面によると、アクティブマトリックス型有機ELパネルの製造方法であって、
透明基板を供するステップと、
前記透明基板の上に色変調部を設けるステップと、
前記色変調部の上に平坦化層を設けるステップと、
前記平坦化層の上に薄膜トランジスタを設けるステップと、
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能なように、前記薄膜トランジスタの上に有機EL素子を設けるステップと
を有する方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, a method of manufacturing an active matrix organic EL panel,
Providing a transparent substrate;
Providing a color modulator on the transparent substrate;
Providing a planarization layer on the color modulation unit;
Providing a thin film transistor on the planarizing layer;
Providing an organic EL element on the thin film transistor so as to be electrically controllable by the thin film transistor.
以下に詳細に説明するように、本発明によると、カラーフィルター方式あるいは色変換方式のアクティブマトリックス型の有機ELパネルであって、ボトムエミッション型のものが提供される。すなわち、本発明によると、3色塗り分け方式と同様に薄膜トランジスタ上に直接有機ELを作製する、全く新しいボトムエミッション型のアクティブマトリックス有機EL素子が提供される。 As will be described in detail below, according to the present invention, an active matrix type organic EL panel of a color filter type or a color conversion type, and a bottom emission type is provided. That is, according to the present invention, there is provided a completely new bottom emission type active matrix organic EL element in which an organic EL is directly formed on a thin film transistor in the same manner as the three-color coating method.
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施の形態によって、限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below.
上記したように、本発明の一の側面によると、透明基板1と、色変調部2R,G,Bおよび3R,Gと、平坦化層3と、薄膜トランジスタ6〜10と、有機EL素子13〜15とを有する、アクティブマトリックス型有機ELパネルが提供される。図1に、本発明にかかる有機ELパネルの模式的な断面図を示す。
As described above, according to one aspect of the present invention, the
本発明にかかる有機ELパネルは、透明基板1を有する。透明基板は、可視光(波長400〜700nm)に対して透明であることが好ましい。また、透明基板は、積層される層の形成に用いられる条件(溶媒、温度等)に耐え得るものであることが好ましい。また、透明基板は、寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明基板は、ガラス基板、およびポリオレフィン、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレートを含む)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む)、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂で形成された剛直性の樹脂基板を含む。あるいはまた、好ましい透明基板は、ポリオレフィン、アクリル樹脂(ポリメチルメタクリレートを含む)、ポリエステル樹脂(ポリエチレンテレフタレートを含む)、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などから形成される可撓性フィルムを含む。透明基板の厚さは、例えば1.1mmとすることができる。
The organic EL panel according to the present invention has a
本発明にかかる有機ELパネルは、前記透明基板の上に設けられた色変調部2R,G,Bおよび3R,Gを有する。本明細書において、「上に設けられた」は、透明基板に対して有機EL素子の存在する向きに設けられていることを意図する。また、透明基板の上に色変調部を設けるとは、透明基板の上に色変調部を直接設ける場合の他、透明基板の上に、何らかの部材を介して色変調部を設ける場合も含む。その他の部材に関しても同様である。
The organic EL panel according to the present invention has
色変調部は、カラーフィルター層、色変換層、またはカラーフィルター層と色変換層との積層体から構成することができる。カラーフィルター層は、所望される波長域の光のみを透過させる層である。また、カラーフィルター層と色変換層との積層構成を採る場合、色変換層にて波長分布変換された光の色純度を向上させることにカラーフィルター層は有効である。カラーフィルター層は、たとえば、市販の液晶用カラーフィルター材料(富士フィルムエレクトロマテリアルズ製カラーモザイクなど)を用いて形成することができる。 The color modulation part can be composed of a color filter layer, a color conversion layer, or a laminate of a color filter layer and a color conversion layer. The color filter layer is a layer that transmits only light in a desired wavelength range. In the case of adopting a laminated structure of a color filter layer and a color conversion layer, the color filter layer is effective for improving the color purity of light subjected to wavelength distribution conversion in the color conversion layer. The color filter layer can be formed using, for example, a commercially available color filter material for liquid crystal (such as a color mosaic manufactured by Fuji Film Electromaterials).
色変換層は、色変換色素とマトリクス樹脂とを有する層であることが好ましい。色変換色素は、入射光の波長分布変換を行って、異なる波長域の光を放射する色素であり、好ましくは有機発光層からの光(例えば近紫外光または青色〜青緑色の光)の波長分布変換を行って、所望の波長域の光(例えば青色、緑色または赤色)を放射する色素である。色変換色素としては、赤色光を放射するローダミン系色素、シアニン系色素など;緑色光を放射するクマリン系色素、ナフタルイミド系色素など;青色光を放射するクマリン系色素など、当該技術で知られている任意のものを用いることができる。 The color conversion layer is preferably a layer having a color conversion dye and a matrix resin. The color conversion dye is a dye that converts the wavelength distribution of incident light and emits light in different wavelength ranges, and preferably has a wavelength of light from an organic light emitting layer (for example, near ultraviolet light or blue to blue-green light). A pigment that performs distribution conversion and emits light in a desired wavelength band (for example, blue, green, or red). Color conversion dyes are known in the art, such as rhodamine dyes and cyanine dyes that emit red light; coumarin dyes and naphthalimide dyes that emit green light; and coumarin dyes that emit blue light. Any thing that can be used.
1つの透明基板に、複数種の色変調部、たとえば有機発光層からの光を吸収して赤色光を放射する赤色変調部、緑色光を放射する緑色変調部、青色光を放射する青色変調部などを設けることができる。本発明においては、複数種の色変調部をマトリクス状に配置することによってフルカラー表示が可能になる。 A plurality of types of color modulation units, for example, a red modulation unit that absorbs light from an organic light emitting layer and emits red light, a green modulation unit that emits green light, and a blue modulation unit that emits blue light on one transparent substrate Etc. can be provided. In the present invention, full color display is possible by arranging a plurality of types of color modulation sections in a matrix.
なお、色変調部の厚さは、例えば10μmとすることができる。また、色変調部の大きさは、例えば幅0.08mm、ピッチ0.11mmとすることができる。 The thickness of the color modulation part can be set to 10 μm, for example. In addition, the size of the color modulation unit can be set, for example, to a width of 0.08 mm and a pitch of 0.11 mm.
色変調部は、スピンコート法、ロールコート法、キャスト法、ディップコート法などを用いて各色変調部の材料を塗布し、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングすることによって形成することができる。 The color modulation part can be formed by applying the material of each color modulation part using a spin coating method, a roll coating method, a casting method, a dip coating method, or the like, and patterning using a photolithographic method or the like.
本発明にかかる有機ELパネルは、複数の色変調部を有する場合、前記透明基板の上であって、前記複数の色変調部の間に設けられた遮光部をさらに有することが好ましい。遮光部は、市販の液晶用カラーフィルター材料(富士フィルムエレクトロマテリアルズ製カラーモザイクなど)を用いて形成することができる。遮光部の厚さは、例えば1μmとすることができる。また、遮光部は、スピンコート法などを用いて遮光部用の材料を塗布し、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングすることによって形成することができる。 When the organic EL panel according to the present invention includes a plurality of color modulation units, it is preferable that the organic EL panel further includes a light shielding unit provided on the transparent substrate and between the plurality of color modulation units. The light shielding portion can be formed using a commercially available color filter material for liquid crystal (such as a color mosaic manufactured by Fuji Film Electro Materials). The thickness of the light shielding part can be set to 1 μm, for example. The light shielding portion can be formed by applying a material for the light shielding portion using a spin coating method or the like and patterning using a photolithographic method or the like.
本発明にかかる有機ELパネルは、前記複数の色変調部の上に設けられた平坦化層4を有する。平坦化層を設けることにより、電極を形成するための表面をより平坦化することができる。平坦化層の材料として、透明性の有機樹脂等の公知の材料を用いることができる。平坦化層の厚さは、色変調部の上で例えば0.1〜10μmとすることができる。平坦化層は、公知の任意の方法により形成することができる。例えば、平坦化層は、有機樹脂をスピンコート法により塗布し、フォトリソグラフィー法によりパターニングすることにより形成することができる。 The organic EL panel according to the present invention includes a planarization layer 4 provided on the plurality of color modulation units. By providing the planarization layer, the surface for forming the electrode can be further planarized. As a material for the planarization layer, a known material such as a transparent organic resin can be used. The thickness of the planarization layer can be set to 0.1 to 10 μm, for example, on the color modulation portion. The planarization layer can be formed by any known method. For example, the planarization layer can be formed by applying an organic resin by a spin coating method and patterning by a photolithography method.
本発明にかかる有機ELパネルは、平坦化層と薄膜トランジスタとの間に設けられたパッシベーション層5をさらに有することが好ましい。パッシベーション層を設けることにより、酸素および/または水分などを遮断することができる。パッシベーション層の材料の例として、SiOx、SiNx、SiNxOy、AlOx、TiOx、TaOx、ZnOxなどの絶縁性の無機酸化物、無機窒化物、無機酸化窒化物などが挙げられる。パッシベーション層の厚さは、例えば0.1〜1μmとすることができる。パッシベーション層は、スパッタ法等の公知の方法により形成することができる。
The organic EL panel according to the present invention preferably further includes a
本発明にかかる有機ELパネルは、前記平坦化層の上(好ましくはパッシベーション層の上)に設けられた薄膜トランジスタ6〜10をさらに有する。通常のボトムエミッション型の有機発光素子では、基板の上に色変調部と平坦化層とパッシベーション層を形成した後、IZO等の透明電極をスパッタにより形成する。しかしながら、本発明においては、基板の上に色変調部と電極との間に薄膜トランジスタを作製することでアクティブマトリックス型素子が得られる。また、以下に詳細に説明するように、本発明においては、200℃以下の温度で薄膜トランジスタの形成の全ての工程を実施することができる。これにより、色変調部の劣化を抑えることができる。さらに、本発明によると、従来色変換方式または白色+カラーフィルター方式のパッシブマトリックス駆動型有機ELパネルと同様の構造の有機ELパネルを形成することができる。このため、本発明においては、薄膜トランジスタ部分の形成工程のみが増えるだけで、パネル作製の工程を大きく変更する必要がない。
The organic EL panel according to the present invention further includes
より具体的には、前記薄膜トランジスタが、半導体層8と、ゲート電極6と、前記半導体層と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層7と、前記半導体層と電気的に接触して別個に設けられたソース電極9およびドレイン電極10とを有することが好ましい。なお、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、半導体層と、ソース電極およびドレイン電極とは、この順に平坦化層の上(好ましくはパッシベーション層の上)に設けてもよく、これとは逆の順に平坦化層の上(好ましくはパッシベーション層の上)に設けてもよい。
More specifically, the thin film transistor is in electrical contact with the
図2に、本発明にかかる有機ELパネルの模式的な正面図を示す。薄膜トランジスタに含まれる各部材(好ましくは半導体層と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極とを含む)は、色変調部に対応する領域20(副画素領域とも記す)ではなく、副画素領域の外側の領域に設けることが好ましい。すなわち、薄膜トランジスタに含まれる各部材は、有機発光素子から色変調部への光を遮らないように設けることが好ましい。しかしながら、以下に詳細に説明するように、TFTに含まれる各部材(好ましくは半導体層と、ゲート電極と、ゲート絶縁層と、ソース電極およびドレイン電極とを含む)を透明な材料により形成することで、TFTを副画素領域の任意の位置に配置することが可能となる。 In FIG. 2, the typical front view of the organic electroluminescent panel concerning this invention is shown. Each member included in the thin film transistor (preferably including a semiconductor layer, a gate electrode, a gate insulating layer, a source electrode, and a drain electrode) is not a region 20 (also referred to as a sub-pixel region) corresponding to the color modulation portion. It is preferably provided in a region outside the subpixel region. That is, each member included in the thin film transistor is preferably provided so as not to block light from the organic light emitting element to the color modulation unit. However, as described in detail below, each member included in the TFT (preferably including a semiconductor layer, a gate electrode, a gate insulating layer, a source electrode and a drain electrode) is formed of a transparent material. Thus, the TFT can be arranged at an arbitrary position in the sub-pixel region.
上記したように、本発明にかかる有機ELパネルは、半導体層8をさらに有することが好ましい。以下に詳細に説明するように、半導体層は、アモルファス酸化物半導体を含んでもよく、有機半導体を含んでもよい。
As described above, the organic EL panel according to the present invention preferably further includes the
前記半導体層がアモルファス酸化物半導体を含むことが好ましい。より具体的には、前記酸化物半導体が、In−Zn−Ga−O系半導体であることが好ましい。この酸化物半導体は、透明とすることができる。これにより、TFTにより遮られる光がなくなり、光の取り出し効率を向上させることができる。また、この酸化物は、室温で成膜することができる(非特許文献2、Kenji Nomura et al.)。このため、当該酸化物を用いた薄層トランジスタは、薄層トランジスタの下に設けられた色変調部などにダメージを与えずに形成することができる。 The semiconductor layer preferably includes an amorphous oxide semiconductor. More specifically, the oxide semiconductor is preferably an In—Zn—Ga—O-based semiconductor. This oxide semiconductor can be transparent. Thereby, there is no light blocked by the TFT, and the light extraction efficiency can be improved. Further, this oxide can be formed at room temperature (Non-Patent Document 2, Kenji Nomura et al.). Therefore, a thin layer transistor using the oxide can be formed without damaging a color modulation portion or the like provided under the thin layer transistor.
InとZnとGaとOとの比率は、原子比率で、In:Ga:Zn:O=1.1:1.1:0.9:1とすることができる。 The ratio of In, Zn, Ga, and O can be an atomic ratio of In: Ga: Zn: O = 1.1: 1.1: 0.9: 1.
半導体層は、スパッタやレーザーアブレーションにより形成することができる。より具体的には、半導体層は、KrFエキシマレーザー成膜で室温(好ましくは0〜100℃)で、酸素中で作製することができる。一方で、通常のアモルファスシリコンやLTPS(低温ポリシリコン)は室温では形成できない。なお、非特許文献1には、In−Ga−Zn−Oによる薄膜トランジスタを、室温でレーザーアブレーション法により作製する方法が記載されている。また、半導体層は、半導体膜を形成後、フォトリソグラフィーを用いてパターニングを行い、通常のウエットエッチングの技術を用いて以下のようにパターニングすることができる。エッチングは、例えば10wt%のシュウ酸により、35℃で行うことができる。
The semiconductor layer can be formed by sputtering or laser ablation. More specifically, the semiconductor layer can be formed in oxygen at room temperature (preferably 0 to 100 ° C.) by KrF excimer laser deposition. On the other hand, normal amorphous silicon and LTPS (low temperature polysilicon) cannot be formed at room temperature. Note that
本発明においては、特に、色変調部の上に無機パッシベーション層を設けた場合、スパッタやレーザーアブレーションのダメージは直接色変調部に影響を与えずに薄膜トランジスタを形成することができる。さらに、上記したように、In−Zn−Ga−O系半導体は室温にて成膜することができるため、温度による色変調部の劣化も起こさずに、薄膜トランジスタを形成することができる。このように、本発明によると、In−Zn−Ga−O系半導体を用いることで、薄膜トランジスタの下の色変調部にダメージを与えることなく、薄膜トランジスタの作製が可能となる。 In the present invention, in particular, when an inorganic passivation layer is provided on the color modulation portion, a thin film transistor can be formed without the damage of sputtering or laser ablation directly affecting the color modulation portion. Further, as described above, since the In—Zn—Ga—O based semiconductor can be formed at room temperature, a thin film transistor can be formed without causing deterioration of the color modulation portion due to temperature. As described above, according to the present invention, by using an In—Zn—Ga—O based semiconductor, a thin film transistor can be manufactured without damaging the color modulation portion under the thin film transistor.
また、前記半導体層は、有機半導体を含んでもよい。より具体的には、有機半導体として、ペンタセンを用いることができる。有機半導体も、透明とすることができる。これにより、TFTにより遮られる光がなくなり、光の取り出し効率を向上させることができる。また、これらの有機半導体も、室温で成膜することができる。このため、当該有機半導体を用いた薄層トランジスタも、薄層トランジスタの下に設けられた色変調部などにダメージを与えずに形成することができる。 The semiconductor layer may include an organic semiconductor. More specifically, pentacene can be used as the organic semiconductor. Organic semiconductors can also be transparent. Thereby, there is no light blocked by the TFT, and the light extraction efficiency can be improved. These organic semiconductors can also be formed at room temperature. For this reason, a thin layer transistor using the organic semiconductor can also be formed without damaging a color modulation portion or the like provided under the thin layer transistor.
有機半導体層は、例えば、不活性ガス中でペンタセン層を設けることで形成することができる。その後、以下に記載するように、例えば微細なメタルマスクを用いてAuを蒸着することでソース、ドレイン電極を形成することができる。なお、有機半導体層を設ける場合、有機物を水分や酸素から守るため、有機半導体層の形成は不活性雰囲気下で行うことが好ましい。また、半導体層は、半導体膜を形成後、通常のフォトリソグラフィーの技術を用いてパターニングすることができる。 The organic semiconductor layer can be formed, for example, by providing a pentacene layer in an inert gas. Thereafter, as described below, the source and drain electrodes can be formed by depositing Au using, for example, a fine metal mask. Note that in the case where an organic semiconductor layer is provided, the organic semiconductor layer is preferably formed in an inert atmosphere in order to protect organic substances from moisture and oxygen. Further, the semiconductor layer can be patterned using a normal photolithography technique after the semiconductor film is formed.
なお、アモルファス酸化物半導体を用いる場合であっても、有機半導体を用いる場合であっても、半導体層の厚さは、例えば60nmとすることができる。 Note that whether the amorphous oxide semiconductor is used or the organic semiconductor is used, the thickness of the semiconductor layer can be set to 60 nm, for example.
本発明にかかる有機ELパネルは、ゲート電極6をさらに有することが好ましい。ゲート電極の材料には、いずれの金属も適用可能であるが、材料コスト、薄膜形成のしやすさ、密着性、大気中での安定性などを勘案して決定される。好ましい金属として、チタン、クロム、コバルト、ニッケル、銅、アルミニウム、ジルコニウム、ニオブ、タンタル、モリブデンなどが挙げられるが、それらに限定されるものではない。また、透明なゲート電極として、ITOやIZOが挙げられる。ゲート電極の厚さは、例えば80nmとすることができる。ゲート電極の形成は、例えば真空蒸着やスパッタなどの一般的な方法にて容易に行うことが可能である。この際、必要に応じてシャドウマスクやフォトプロセスによりパターニングを行う。例えば、予めフォトレジストによりゲート電極を設ける領域を限定し、その後フォトレジストを剥離するか、あるいは、薄膜形成後、フォトレジストを塗布し、露光現像後、適切なエッチング液等により不要部分を除去することでパターニングを行うことが可能である。
The organic EL panel according to the present invention preferably further includes a
本発明にかかる有機ELパネルは、前記半導体層と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層7をさらに有することが好ましい。当該薄膜トランジスタにおいては、ゲート電極の電位により制御可能に、ソース電極とドレイン電極との間に、ゲート絶縁膜の近傍の半導体層を介して電流を流すことができる。ゲート絶縁膜として、各種金属酸化物、例えばシリコン、アルミ、タンタル、チタン、ストロンチウム、バリウムなどの酸化物、これらの金属の陽極酸化膜、これら酸化物の混合酸化物を用いることが可能である。これらの薄膜は、スパッタ、反応性蒸着等の方法で形成することができる。また、これらの薄膜は、ゲート電極に用いた金属を大気中酸化や陽極酸化などの方法で酸化することによっても形成することができる。また、ゲート絶縁膜として、高分子材料、例えばポリスチレン、ポリビニールアルコール、ポリビニールフェノール、アクリルなどのポリマー材料も用いることができる。これらの薄膜は、材料を適当な溶剤に溶解して塗布することにより得ることが可能である。特に、ゲート絶縁膜として、SiOx、SiN、Y2O3などの無機酸化物を用いることが好ましい。これらの材料は、室温から200℃の範囲で成膜可能であるためである。ゲート絶縁層のパターニングも、ゲート電極と同様に、フォトリソグラフにより容易に行うことができる。特に金属酸化物は高分子材料に比して誘電率が高い材料が多く、トランジスタを比較的低電圧で駆動することが可能であるという特徴を有する。これに対し、高分子材料は比較的誘電率が低いため、高速応答性がよいという特徴がある。また、高分子材料中に高誘電率の酸化物粒子を分散することにより薄膜の実効誘電率を上げることも可能である。ゲート絶縁膜の厚さは、例えば100nmとすることができる。
The organic EL panel according to the present invention preferably further includes a
本発明にかかる有機ELパネルは、前記半導体層と電気的に接触して別個に設けられたソース電極9およびドレイン電極10をさらに有することが好ましい。前記金属が金であることが好ましい。上記したように、化学的な安定性に加えて、有機電子材料のほとんどが正孔輸送性であり、金の仕事関数が約5.1eVと大きいことから有機電子材料への正孔注入性が優れていることによるものである。ソース電極およびドレイン電極の厚さは、例えば60nmとすることができる。また、ソース電極およびドレイン電極の幅は、それぞれ20μmとすることができる。また、ソース電極およびドレイン電極の長さ(チャネル幅に相当)は、それぞれ100μmとすることができる。また、ソース電極とドレイン電極との間の間隙の幅(チャネル長に相当)は、それぞれ10μmとすることができる。ソース電極およびドレイン電極の形成は、目的の金属のスパッタまたは真空蒸着で容易に行うことができる。ソース電極およびドレイン電極のパターニングは、シャドウマスクや、フォトリソグラフにより行うことができる。なお、ソース電極および/またはドレイン電極が、金属と金属酸化物とを含有することが好ましい。一般に金属酸化物はゲート絶縁膜との密着性が高いため、これらを金薄膜に含有させることにより、ソース電極およびドレイン電極とゲート絶縁膜との密着性が改善されるためである。
The organic EL panel according to the present invention preferably further includes a
より具体的には、例えば、薄膜トランジスタは以下のように設けることができる。第一に、スパッタでMoCr(ゲート金属材料)を堆積させ、レジストを塗布し、通常のフォトリソグラフィーを用いてレジストのパターニングを行う。パターン形成後MoCrを市販のCrエッチング液でエッチング後、レジストを剥離する。その後、絶縁層としてSiN膜をCVDで堆積させる。あるいは、スパッタまたは電子ビーム蒸着を用いてY2O3を堆積させる。(ゲート絶縁層厚は100nm〜300nmであることが好ましい。)この上にInZnGaOをスパッタで堆積させる。形成条件は上記した通りである。InZnGaO薄膜を堆積後、フォトリソグラフィーとウエットエッチングによりパターンを形成させる。さらに、MoCrでソース、ドレイン電極を形成する。このときの形成方法は、ゲート電極を同様の方法で行う。以上の工程で、InZnGaOのTFTをCCM基板上に形成させることができる。 More specifically, for example, the thin film transistor can be provided as follows. First, MoCr (gate metal material) is deposited by sputtering, a resist is applied, and the resist is patterned using normal photolithography. After pattern formation, MoCr is etched with a commercially available Cr etching solution, and then the resist is peeled off. Thereafter, a SiN film is deposited by CVD as an insulating layer. Alternatively, Y 2 O 3 is deposited using sputtering or electron beam evaporation. (The gate insulating layer thickness is preferably 100 nm to 300 nm.) InZnGaO is deposited thereon by sputtering. The formation conditions are as described above. After depositing the InZnGaO thin film, a pattern is formed by photolithography and wet etching. Further, source and drain electrodes are formed of MoCr. As a formation method at this time, the gate electrode is formed by a similar method. Through the above steps, an InZnGaO TFT can be formed on the CCM substrate.
本発明にかかる有機ELパネルは、薄膜トランジスタと有機EL素子(後述)との間に、パッシベーション層11をさらに有することが好ましい。当該パッシベーション層には、SiOxやSiNを用いることができる。
The organic EL panel according to the present invention preferably further includes a
本発明にかかる有機ELパネルは、薄膜トランジスタと有機EL素子(後述)との間に、平坦化層12をさらに有することが好ましい。当該平坦化層には、ノボラック系樹脂やアクリル系樹脂を使用することができる。
The organic EL panel according to the present invention preferably further includes a
本発明にかかる有機ELパネルは、前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能に、前記薄膜トランジスタの上に設けられた有機EL素子13〜15をさらに有する。より具体的には、前記有機EL素子が、
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能に、前記薄膜トランジスタの上に設けられた第一の電極13と、
前記第一の電極の上に設けられた有機EL層14と、
前記有機EL層の上に設けられた第二の電極15と
を有することが好ましい。なお、有機EL素子に含まれる各部材(好ましくは第一の電極と、有機EL層と、第二の電極とを含む)は、色変調部に対応する領域(副画素領域)に設けることが好ましい。
The organic EL panel according to the present invention further includes
A
An
And a
上記したように、本発明にかかる有機ELパネルは、前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能に、前記薄膜トランジスタの上に設けられた第一の電極13を有することが好ましい。例えば、第一の電極とソース電極またはドレイン電極との間に設けられた層(好ましくは平坦化層)に開口部21(コンタクトホール)を設け、当該開口部を通じて、第一の電極とソース電極またはドレイン電極とを電気的に接続することができ、これにより、有機EL素子を薄膜トランジスタにより電気的に制御可能とすることができる。好ましくは、有機ELパネルは、第一の方向に延びるストライプ状の複数の第一の電極を有する。第一の電極は、透明電極であることが好ましく、具体的には波長400〜800nmの光に対して好ましくは50%以上、より好ましくは85%以上の透過率を有する。第一の電極の材料の例として、SnO2、In2O3、ITO、IZO、ZnOとAlとの合金などの導電性金属酸化物を用いることができる。第一の電極の厚さは、通常50nm以上、好ましくは50nm〜1μm、より好ましくは100〜500nmの範囲内とすることができる。第一の電極は、スパッタ法等の公知の方法により形成することができる。
As described above, the organic EL panel according to the present invention preferably includes the
また、本発明にかかる有機EL素子は、補助電極をさらに有することが好ましい。補助電極により、第一の電極の抵抗を抑制することができる。補助電極の材料の例として、Al,Mo,Ni,Cr,W等の金属が挙げられる。補助電極は、表示領域、第一の電極の外部駆動回路への引き出し線を形成する領域のいずれにも設けることができる。例えば、表示領域においては有機発光層からの発光を妨げないように、第一の電極の縁部に沿って、第一の電極に並行に、第一の電極に接触するように配設することができる。また、引き出し線形成領域においては、第一の電極の電気抵抗を低減することを目的に、第一の電極と同等の幅で形成することができる。補助電極の厚さは、通常50nm以上、好ましくは50nm〜1μmの範囲とすることができる。 Moreover, it is preferable that the organic EL element concerning this invention further has an auxiliary electrode. The resistance of the first electrode can be suppressed by the auxiliary electrode. Examples of the material of the auxiliary electrode include metals such as Al, Mo, Ni, Cr, and W. The auxiliary electrode can be provided in either the display region or the region where a lead line to the external drive circuit of the first electrode is formed. For example, in the display area, it is arranged along the edge of the first electrode so as to be in contact with the first electrode in parallel with the first electrode so as not to prevent light emission from the organic light emitting layer. Can do. Further, the lead line forming region can be formed with the same width as the first electrode for the purpose of reducing the electric resistance of the first electrode. The thickness of the auxiliary electrode is usually 50 nm or more, preferably 50 nm to 1 μm.
本発明にかかる有機ELパネルは、前記第一の電極の上に設けられた有機発光層14を有する。有機ELパネルは、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層および/または電子注入層をさらに有することができる。具体的には、有機発光素子は、例えば以下に示す順番で、上記層を有することができる。なお、以下の(1)〜(7)の積層構造を有する有機ELパネルにあっては、有機発光層または正孔注入層に陽極が電気的に接触され、有機発光層、電子輸送層または電子注入層に陰極が電気的に接触される。
(1)有機発光層
(2)正孔注入層/有機発光層
(3)有機発光層/電子注入層
(4)正孔注入層/有機発光層/電子注入層
(5)正孔輸送層/有機発光層/電子注入層
(6)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子注入層
(7)正孔注入層/正孔輸送層/有機発光層/電子輸送層/電子注入層
The organic EL panel according to the present invention has an organic
(1) Organic light emitting layer (2) Hole injection layer / organic light emitting layer (3) Organic light emitting layer / electron injection layer (4) Hole injection layer / organic light emitting layer / electron injection layer (5) Hole transport layer / Organic light emitting layer / electron injection layer (6) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron injection layer (7) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer
有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体(Alq3のようなアルミニウム錯体など)、スチリルベンゼン系化合物(4,4’−ビス(ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)など)、ポルフィリン系化合物、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などの蛍光増白剤、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物(たとえば出光興産製IDE−120など)、N,N’−ジトリル−N,N’−ジフェニルビフェニルアミン(TPD)、アルミニウムトリス(8−キノリノラート)(Alq3)等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン(青紫色)、クマリン6(青色)、キナクリドン系化合物(青緑色〜緑色)、ルブレン(黄色)、4−ジシアノメチレン−2−(p−ジメチルアミノスチリル)−6−メチル−4H−ピラン(DCM、赤色)、白金オクタエチルポルフィリン錯体(PtOEP、赤色)などを用いることができる。 Any known material can be used as the material of the organic light emitting layer. For example, in order to obtain light emission from blue to blue-green, for example, a condensed aromatic ring compound, a ring assembly compound, a metal complex (such as an aluminum complex such as Alq 3 ), a styrylbenzene compound (4,4′-bis (diphenyl) (Vinyl) biphenyl (DPVBi) and the like), porphyrin compounds, benzothiazole compounds, benzimidazole compounds, benzoxazole compounds and the like, and materials such as aromatic dimethylidin compounds are preferably used. Or you may form the organic light emitting layer which emits the light of a various wavelength range by adding a dopant to a host compound. Examples of host compounds include distyrylarylene compounds (for example, IDE-120 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), N, N′-ditolyl-N, N′-diphenylbiphenylamine (TPD), aluminum tris (8-quinolinolate) (Alq 3 ). ) Etc. can be used. As dopants, perylene (blue purple), coumarin 6 (blue), quinacridone compounds (blue green to green), rubrene (yellow), 4-dicyanomethylene-2- (p-dimethylaminostyryl) -6-methyl- 4H-pyran (DCM, red), platinum octaethylporphyrin complex (PtOEP, red), or the like can be used.
正孔注入層の林料としては、Pc類(CuPcなどを含む)またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、TPD、α−NPD、MTDAPB(o−、m−、p−)、m−MTDATAなどを含む。 As the forest material for the hole injection layer, Pc (including CuPc) or indanthrene compounds can be used. The hole transport layer can be formed using a material having a triarylamine partial structure, a carbazole partial structure, or an oxadiazole partial structure. Materials that can be used preferably include TPD, [alpha] -NPD, MTDAPB (o-, m-, p-), m-MTDATA, and the like.
電子輸送層の材料としては、A1q3のようなアルミニウム錯体;PBD、TPOBのようなオキサジアゾール誘導体;TAZのようなトリアゾール誘導体;トリアジン誘導体;フェニルキノキサリン類;BMB−2Tのようなチオフェン誘導体などを用いることができる。電子注入層の材料としては、Alq3のようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。 The material of the electron transport layer, aluminum complexes such as A1q 3; PBD, oxadiazole derivatives such as TPOB; thiophene derivatives such as BMB-2T; triazine derivatives; phenylquinoxalines such triazole derivatives such as TAZ Can be used. As the material for the electron injection layer, an aluminum complex such as Alq 3 or an aluminum quinolinol complex doped with an alkali metal or an alkaline earth metal can be used.
また、任意選択的に、有機発光層(または電子輸送層もしくは電子注入層)と陰極との界面に、アルカリ金属、アルカリ土類金属またはそれらを含む合金、アルカリ金属フッ化物などの電子注入性材料の薄膜(例えば膜厚10nm以下)のバッファ層を設けることで、電子注入効率を高めることができる。 Optionally, an electron injecting material such as an alkali metal, an alkaline earth metal, an alloy containing them, or an alkali metal fluoride is provided at the interface between the organic light emitting layer (or electron transport layer or electron injection layer) and the cathode. By providing a buffer layer of a thin film (for example, a film thickness of 10 nm or less), the electron injection efficiency can be increased.
なお、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層および電子注入層の厚さは、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分なように適宜設定されるべきものあり、例えば、それぞれ100nm、20nm、30nm、20nmおよび10nmとすることができる。また、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層および電子注入層は、蒸着(抵抗加熱または電子ビーム加熱)などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。 The thicknesses of the hole injection layer, the hole transport layer, the organic light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer should be appropriately set so as to be sufficient for realizing the desired characteristics in each. For example, it can be set to 100 nm, 20 nm, 30 nm, 20 nm, and 10 nm, respectively. In addition, the hole injection layer, the hole transport layer, the organic light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer are formed by using any means known in the art such as vapor deposition (resistance heating or electron beam heating). can do.
本発明にかかる有機ELパネルは、前記有機発光層の上に、前記第一の電極に対向するように設けられた第二の電極15を有する。有機ELパネルは、第一の電極にかかる第一の方向と交差する(好ましくは直交する)第二の方向に延びる複数のストライプ状の複数の第二の電極を有することが好ましい。このように、行列状に交差する第一の電極および第二の電極を設けることにより、パッシブマトリクス駆動を行うことができる。
The organic EL panel according to the present invention has a
第二の電極は、反射電極であることが好ましく、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Al、Ag、Mo、W、Ni、Crなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、NiP、NiB、CrPおよびCrBなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、NiAlなどを含む。第二の電極は、陰極として用いてもよいし、陽極として用いてもよい。第二の電極を陰極として用いる場合には、第二の電極と有機発光層との界面に、前述のバッファ層を設けて有機発光層に対する電子注入の効率を向上させてもよい。 The second electrode is preferably a reflective electrode, and is preferably formed using a highly reflective metal, amorphous alloy, or microcrystalline alloy. High reflectivity metals include Al, Ag, Mo, W, Ni, Cr, and the like. High reflectivity amorphous alloys include NiP, NiB, CrP, CrB, and the like. The highly reflective microcrystalline alloy includes NiAl and the like. The second electrode may be used as a cathode or an anode. When the second electrode is used as a cathode, the aforementioned buffer layer may be provided at the interface between the second electrode and the organic light emitting layer to improve the efficiency of electron injection into the organic light emitting layer.
第二の電極は、用いる材料に依存して、蒸着(抵抗加熱または電子ビーム加熱)、スパッタ、イオンプレーティング、レーザーアブレーションなどの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。所望の形状を与えるマスクを用いて複数の第二の電極を形成してもよいし、あるいは、逆テーパー状の断面形状を有する分離隔壁を用いて複数の第二の電極を形成してもよい。 The second electrode can be formed using any means known in the art such as vapor deposition (resistance heating or electron beam heating), sputtering, ion plating, laser ablation, etc., depending on the material used. it can. A plurality of second electrodes may be formed using a mask that gives a desired shape, or a plurality of second electrodes may be formed using a separation partition wall having a reverse tapered cross-sectional shape. .
第二の電極は、第二の方向に延びるストライプ状とすることができる。ここで、第一の電極に関する第一の方向と、当該第二の方向とは交差していることが好ましく、直交していることがより好ましい。そのような構成を採ることによって、第一の電極の1つと、第二の電極の1つとに電界を印加することによって、それらの電極の交差する部位の有機発光層を発光させるパッシブマトリクス駆動を行うことができる。 The second electrode may have a stripe shape extending in the second direction. Here, the first direction relating to the first electrode and the second direction are preferably crossed, more preferably orthogonal. By adopting such a configuration, by applying an electric field to one of the first electrodes and one of the second electrodes, passive matrix driving for emitting light from the organic light-emitting layer at the intersection of the electrodes is performed. It can be carried out.
以下に、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら説明する。もっとも、本発明は、以下に説明する実施例によって限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the examples described below.
従来と同様に色変換基板を作製した。色変換基板の作製法は、ガラス基板上に厚さ1μmのカラーフィルター(赤、青、緑)をフォトリソグラフィーにて形成した。画素サイズは1mm角とした。この上に、赤と緑の色変換層を約3μm形成させた。その後、平坦化層を形成し、SiNのパッシベーション層をCVD法にて1μm形成した。本実施例では5インチの有機ELパネルを作製した。 A color conversion substrate was prepared in the same manner as before. The color conversion substrate was produced by forming a color filter (red, blue, green) having a thickness of 1 μm on a glass substrate by photolithography. The pixel size was 1 mm square. On this, a red and green color conversion layer was formed to a thickness of about 3 μm. Thereafter, a planarizing layer was formed, and a SiN passivation layer was formed to 1 μm by a CVD method. In this example, a 5-inch organic EL panel was produced.
こうして作製した、色変換基板上に、IZO電極(ゲート電極)を形成し、通常のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングした。その後、ゲート絶縁層としてY2O3を形成した。その後、In−Ga−Zn−Oターゲットを用いて、スパッタ法にて酸化物薄膜を形成した(300nm)。その後、パターニングを施し、半導体層を形成した。その後、IZO電極(ソース電極およびドレイン電極)を形成し、通常のフォトリソグラフィー技術を用いてパターニングして薄膜トランジスタをパッシベーション層上に作成した。 An IZO electrode (gate electrode) was formed on the color conversion substrate thus produced, and was patterned using a normal photolithography technique. Thereafter, Y 2 O 3 was formed as a gate insulating layer. After that, an oxide thin film was formed by a sputtering method using an In—Ga—Zn—O target (300 nm). Thereafter, patterning was performed to form a semiconductor layer. Thereafter, IZO electrodes (source electrode and drain electrode) were formed and patterned using a normal photolithography technique to form a thin film transistor on the passivation layer.
その後さらに平坦化処理を施した。以上、酸化物薄膜トランジスタを作製する工程(半導体層を形成する工程から平坦化層を形成する工程まで)は、クリーンルーム中大気雰囲気中で行った。 Thereafter, a further flattening treatment was performed. As described above, the step of manufacturing the oxide thin film transistor (from the step of forming the semiconductor layer to the step of forming the planarization layer) was performed in an air atmosphere in a clean room.
この上に有機EL層(正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層)を蒸着装置により成膜し、最後にAl電極を形成して有機EL素子を完成させた。 On top of this, an organic EL layer (hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer) is formed by a vapor deposition apparatus, and finally an Al electrode is formed to complete an organic EL element. It was.
有機ELパネルは、不活性雰囲気中で封止を施し、最後にカットをして、本実施例にかかる有機ELパネルにした。 The organic EL panel was sealed in an inert atmosphere, and finally cut to obtain an organic EL panel according to this example.
実施例にかかる有機ELパネルに対して、効率の評価を行った。有機ELパネルの効率は、赤、青および緑のそれぞれにおいて、2cd/A、4cd/Aおよび8cd/Aであった。これらの数値は、従来のボトムエミッション型の有機ELパネル(すなわち、カラーフィルターや色変換層と有機EL層との間にTFTを設けない、パッシブマトリックス型有機ELパネル)と変わらない数値であった。ここから、TFT製造のプロセスにより、カラーフィルターや色変換層の劣化がないことが分かる。 Efficiency was evaluated with respect to the organic electroluminescent panel concerning an Example. The efficiency of the organic EL panel was 2 cd / A, 4 cd / A, and 8 cd / A in red, blue, and green, respectively. These values are the same as those of conventional bottom emission type organic EL panels (that is, passive matrix type organic EL panels in which no TFT is provided between the color filter or the color conversion layer and the organic EL layer). . From this, it can be seen that there is no deterioration of the color filter or the color conversion layer by the TFT manufacturing process.
さらに実施例にかかる有機ELパネルに対して、駆動寿命の評価を行った。アクティブマトリックス駆動により、100cd/m2時の駆動寿命が7000時間から20,000時間以上に飛躍的に増加した。 Furthermore, the driving life of the organic EL panel according to the example was evaluated. With the active matrix driving, the driving life at 100 cd / m 2 was dramatically increased from 7000 hours to 20,000 hours or more.
以上のように、本発明によると、従来のボトムエミション型の有機ELパネルと大きな変更がなく、大画面化が可能なアクティブマトリックス型の有機ELパネルの形成が可能になった。 As described above, according to the present invention, it is possible to form an active matrix type organic EL panel capable of increasing the screen size without greatly changing from the conventional bottom emission type organic EL panel.
1:透明基板
2R,G,B:カラーフィルター層
3R,G:色変換層
4:平坦化層
5:パッシベーション層
6:ゲート電極
7:ゲート絶縁層
8:半導体層
9:ソース電極
10:ドレイン電極
11:パッシベーション層
12:平坦化層
13:第一の電極
14:有機EL層
15:第二の電極
20:副画素領域
21:開口部
1:
Claims (14)
前記透明基板の上に設けられた色変調部と、
前記色変調部の上に設けられた平坦化層と、
前記平坦化層の上に設けられた薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能に、前記薄膜トランジスタの上に設けられた有機EL素子と
を有する、アクティブマトリックス型有機ELパネル。 A transparent substrate;
A color modulation section provided on the transparent substrate;
A planarization layer provided on the color modulation unit;
A thin film transistor provided on the planarization layer;
An active matrix type organic EL panel comprising: an organic EL element provided on the thin film transistor so as to be electrically controllable by the thin film transistor.
半導体層と、
ゲート電極と、
前記半導体層と前記ゲート電極との間に設けられたゲート絶縁層と、
前記半導体層と電気的に接触して別個に設けられたソース電極およびドレイン電極と
を有する、請求項1に記載の有機ELパネル。 The thin film transistor is
A semiconductor layer;
A gate electrode;
A gate insulating layer provided between the semiconductor layer and the gate electrode;
The organic EL panel according to claim 1, further comprising: a source electrode and a drain electrode provided separately in electrical contact with the semiconductor layer.
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能に、前記薄膜トランジスタの上に設けられた第一の電極と、
前記第一の電極の上に設けられた有機EL層と、
前記有機EL層の上に設けられた第二の電極と
を有する、請求項1〜6のいずれかに記載の有機ELパネル。 The organic EL element is
A first electrode provided on the thin film transistor so as to be electrically controllable by the thin film transistor;
An organic EL layer provided on the first electrode;
The organic EL panel according to claim 1, further comprising: a second electrode provided on the organic EL layer.
透明基板を供するステップと、
前記透明基板の上に色変調部を設けるステップと、
前記色変調部の上に平坦化層を設けるステップと、
前記平坦化層の上に薄膜トランジスタを設けるステップと、
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能なように、前記薄膜トランジスタの上に有機EL素子を設けるステップと
を有する方法。 A method for manufacturing an active matrix organic EL panel,
Providing a transparent substrate;
Providing a color modulator on the transparent substrate;
Providing a planarization layer on the color modulation unit;
Providing a thin film transistor on the planarizing layer;
Providing an organic EL element on the thin film transistor so as to be electrically controllable by the thin film transistor.
半導体層を設けるステップと、
ゲート電極を設けるステップと、
前記半導体層を設けるステップと前記ゲート電極を設けるステップとの間に行われる、ゲート絶縁層を設けるステップと、
前記半導体層と電気的に接触するようにソース電極およびドレイン電極を別個に設けるステップと
を有する、請求項8に記載の方法。 Providing the thin film transistor comprises:
Providing a semiconductor layer;
Providing a gate electrode;
Providing a gate insulating layer between the step of providing the semiconductor layer and the step of providing the gate electrode;
And separately providing a source electrode and a drain electrode so as to be in electrical contact with the semiconductor layer.
前記薄膜トランジスタにより電気的に制御可能なように、前記薄膜トランジスタの上に第一の電極を設けるステップと、
前記第一の電極の上に有機EL層を設けるステップと、
前記有機EL層の上に第二の電極を設けるステップと
を有する、請求項8〜13のいずれかに記載の方法。 The step of providing the organic EL element comprises:
Providing a first electrode on the thin film transistor so as to be electrically controllable by the thin film transistor;
Providing an organic EL layer on the first electrode;
A method according to claim 8, further comprising: providing a second electrode on the organic EL layer.
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