JP2008108590A - Organic el element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置として用いられる有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an organic EL (electroluminescence) element used as a display device.
1987年にイーストマンコダック社のC.W.Tangにより2層積層構成のデバイスで高い効率の有機EL素子が発表されて以来(C.W.Tang, S.A.VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913(1987))、現在にいたる間に様々な有機EL素子が開発されて携帯端末などに一部実用化し始めている。 In 1987, Eastman Kodak's C.I. W. Since Tang's announcement of a highly efficient organic EL device in a two-layer stacked device (CW Tang, SA VanSlyke, Appl. Phys. Lett. 51, 913 (1987)) In the meantime, various organic EL elements have been developed and are partially put into practical use in portable terminals and the like.
有機EL素子を用いた表示装置にはパッシブマトリックス表示装置とアクティブマトリックス表示装置がある。前者は複数の陽極ラインと複数の陰極ラインが交差した画素位置に発光層が形成されており、各画素は1フレーム期間中選択された時間だけ点灯する。構造が単純であり製造コストは安価であり、小画面のパネルには優れている。
カラー化の方法には、3色塗分け法、色変換法(以下CCM法)、カラーフィルタ法などがある。この方式の中で、CCM法、カラーフィルタ法は、成膜時にメタルマスクを用いる必要が無く、色変換層やカラーフィルタはフォトプロセスで基板上に作製すればよいため大面積、高精細化に関して有利である。
Display devices using organic EL elements include a passive matrix display device and an active matrix display device. In the former, a light emitting layer is formed at a pixel position where a plurality of anode lines and a plurality of cathode lines intersect, and each pixel is lit for a selected time during one frame period. The structure is simple, the manufacturing cost is low, and it is excellent for small screen panels.
Coloring methods include a three-color coating method, a color conversion method (hereinafter CCM method), a color filter method, and the like. Among these methods, the CCM method and the color filter method do not require the use of a metal mask at the time of film formation, and the color conversion layer and the color filter only need to be formed on the substrate by a photo process. It is advantageous.
カラーディスプレイとしての実用上の重要課題は、精細なカラー表示機能を有すると共に、色再現性を含め長期的な安定性を有することである。しかしながら、カラー有機ELディスプレイには、一定期間の駆動により発光特性(電流−輝度特性)が著しく低下するという欠点を有している。
この発光特性の低下原因の代表的なものは、ダークスポットの成長である。このダークスポットとは、発光欠陥点のことである。駆動時および保存中に酸化が進むとダークスポットの成長が進み、発光面全体に広がる。このダークスポットは、素子中の酸素または水分により、素子を構成する積層材料の酸化または凝集によるものと考えられている。その成長は、通電中はもちろん、保存中にも進行し、特に(1)素子の周囲に存在する酸素または水分により加速され、(2)有機積層膜中に吸着物として存在する酸素または水分に影響され、および(3)素子作製時の部品に吸着している水分あるいは製造時等における水分の侵入にも影響されると考えられている。
An important practical issue as a color display is that it has a fine color display function and has long-term stability including color reproducibility. However, the color organic EL display has a defect that the light emission characteristic (current-luminance characteristic) is remarkably lowered by driving for a certain period.
A typical cause of the deterioration of the light emission characteristics is the growth of dark spots. This dark spot is a light emitting defect point. When oxidation proceeds during driving and during storage, the growth of dark spots proceeds and spreads over the entire light emitting surface. This dark spot is considered to be caused by oxidation or aggregation of the laminated material constituting the element due to oxygen or moisture in the element. The growth proceeds not only during energization but also during storage. In particular, the growth is accelerated by (1) oxygen or moisture present around the element, and (2) oxygen or moisture present as an adsorbate in the organic laminated film. And (3) it is considered that it is also affected by moisture adsorbed on components at the time of device fabrication or moisture intrusion at the time of production.
この水分の供給源として、カラーフィルタおよび/または色変換層に内在する水分が放出されていることが考えられている。有機EL素子への水分の侵入を妨げる手法として、基板上に膜厚0.01〜200μmの無機酸化物層を配設すること(特許文献1)、平坦化層に酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン(特許文献2)とし、水分・酸素遮断層として機能させることが提案されている。このほかにも窒化物など用いられる。 As a moisture supply source, it is considered that moisture inherent in the color filter and / or the color conversion layer is released. As a technique for preventing moisture from entering the organic EL element, an inorganic oxide layer having a film thickness of 0.01 to 200 μm is disposed on the substrate (Patent Document 1), and silicon oxide, aluminum oxide, and oxidation are formed on the planarization layer. Titanium (Patent Document 2) is proposed to function as a moisture / oxygen barrier layer. In addition, nitrides are used.
しかしながら、水分・酸素遮断膜を用いたパネルにおいても長時間の駆動において、水分・酸素遮断膜上に形成した電極の間を起点としてダークスポットが成長することが、発明者らの実験によってわかっている。これは、水分・酸素遮断層を形成する際に生じるピンホールや、ゴミの付着に由来する膜形成の不良部分が生じるため、電極で被覆されない部分から水分・酸素が有機EL素子に侵入するためであった。 However, the inventors' experiments have shown that even in a panel using a moisture / oxygen barrier film, dark spots grow starting from the electrodes formed on the moisture / oxygen barrier film when driven for a long time. Yes. This is because pinholes generated when the moisture / oxygen barrier layer is formed and film formation defects due to adhesion of dust occur, so that moisture / oxygen enters the organic EL element from the portions not covered by the electrodes. Met.
この欠陥を補うため、上記の構造に付加し、電極間に水分・酸素遮断層を形成する方法がある(特許文献3)。この水分・酸素遮断層(以下「第2バリア層」ともいう。)としては遮断性と共に、ドライエッチングなどのパターニングが可能であることが求められる。前述のように酸化珪素などの酸化物や窒化珪素などの窒化物が用いられる。なかでも窒化珪素は遮断性に優れることからもっとも望ましい材料である。 In order to compensate for this defect, there is a method in which a moisture / oxygen barrier layer is formed between the electrodes in addition to the above structure (Patent Document 3). The moisture / oxygen barrier layer (hereinafter also referred to as “second barrier layer”) is required to have a barrier property and be capable of patterning such as dry etching. As described above, an oxide such as silicon oxide or a nitride such as silicon nitride is used. Of these, silicon nitride is the most desirable material because of its excellent barrier properties.
パッシブマトリックス表示装置の場合、ストライプ状にパターニングされた下部第1電極(陽極)と直交する方向に形成された上部第2電極(陰極)ラインが交差する箇所に電圧が印加され発光にいたる。そのため陰極はマスク製膜によって分離されるか、あるいは特許文献4に記載されるように陰極分離隔壁によって分離される。前者には蒸着装置内にマスク製膜機構が必要であり、高精彩パネルには向かない方法であり、コスト及び高精細の点からは後者の方法が優れており陰極分離隔壁が必要となる。
上記隔壁の材料には、その形状を逆メサ構造とするため、ノボラック樹脂、アクリル樹脂などの感光性樹脂が用いられる。隔壁は前記パターニングされた遮断膜(第2バリア層)上に形成される。
しかし、水分・酸素遮断層(第2バリア層)として用いられる窒化珪素などの窒化物は、前述の材料の陰極分離隔壁との密着性が悪いという問題がある。紫外線照射などの表面処理を施しても密着性は不十分である。このためバリア膜から分離隔壁が剥離する不具合が生じ、分離が不十分になる不良が発生してしまうという課題があった。
A photosensitive resin such as a novolac resin or an acrylic resin is used as the material of the partition wall so as to have a reverse mesa structure. The barrier rib is formed on the patterned blocking film (second barrier layer).
However, nitrides such as silicon nitride used as a moisture / oxygen barrier layer (second barrier layer) have a problem that adhesion to the above-described cathode separation barrier is poor. Even if a surface treatment such as ultraviolet irradiation is applied, the adhesion is insufficient. For this reason, there is a problem that a separation partition is peeled off from the barrier film, resulting in a defect in which separation is insufficient.
本発明によれば、上記の課題は、
(A)基板上に樹脂を主成分とする領域を形成し、この領域の上に第1バリア層を形成する工程と、
(B)前記第1バリア層の上に第1電極を形成する工程と、
(C)前記第1バリア層の上に第2バリア層を形成し、この第2バリア層の表面を粗面化する工程と、
(D)前記第2バリア層の上に第2電極分離隔壁を形成する工程と、
を有する有機EL素子の製造方法、
により解決される。
According to the present invention, the above problem is
(A) forming a region mainly composed of a resin on the substrate, and forming a first barrier layer on the region;
(B) forming a first electrode on the first barrier layer;
(C) forming a second barrier layer on the first barrier layer and roughening the surface of the second barrier layer;
(D) forming a second electrode separation partition on the second barrier layer;
A method for producing an organic EL device having
It is solved by.
第2バリア層の表面を粗面化することにより、その表面積を大きくし、第2電極(陰極)分離隔壁のアンカー効果を高めることができ、密着性の向上に寄与することができる。
また、前記第2バリア層の粗面化は、ドライエッチング法、ドライアイス粒子によるブラスト、または不活性ガスイオンによるスパッタリングのいずれかによって行うのが好ましい。
By roughening the surface of the second barrier layer, the surface area can be increased, the anchor effect of the second electrode (cathode) separation partition can be increased, and the adhesion can be improved.
The roughening of the second barrier layer is preferably performed by any of dry etching, blasting with dry ice particles, or sputtering with inert gas ions.
有機EL素子の製造では、粗面化工程でバリア層のバリア性を損なわないようにすることが必要であり、クラックや欠陥などを生じさせないプロセスでなければならない。また、粗面化しても残渣や汚染が存在しては密着性を向上させる目的に反することから、残渣や汚染の生じないプロセスが望ましい。また、残渣があると洗浄工程を導入しなければならず、水分の混入によるパネルの信頼性の低下及びコストの面からも好ましくない。よって通常用いられる砥粒などによる粗面化の場合、砥粒の除去が困難であり、下部へのダメージもあることから難しい。また、前記理由によりウェットプロセスを含む方法は好ましくない。 In the manufacture of an organic EL element, it is necessary not to impair the barrier property of the barrier layer in the roughening step, and the process should not cause cracks or defects. Moreover, even if the surface is roughened, if a residue or contamination is present, it is contrary to the purpose of improving the adhesion, and therefore, a process in which the residue or contamination does not occur is desirable. In addition, if there is a residue, a cleaning process must be introduced, which is not preferable from the viewpoint of reduction in the reliability of the panel due to the mixing of moisture and cost. Therefore, in the case of roughening with normally used abrasive grains or the like, it is difficult to remove the abrasive grains and there is damage to the lower part, which is difficult. Further, a method including a wet process is not preferable for the above reason.
前記ドライエッチング法、ドライアイス粒子ブラスト法乃至不活性ガスイオンによるスパッタリング法(逆バイアススパッタリング法)は、このような不都合がないうえ、アンカー効果を持ち、密着性を満足するのに十分で微小な粗面を形成することができ、有機EL素子の製造に用いる手段として好適である。
本発明では、第2バリア層の表面を、その算術平均粗さが1nm以上になるよう粗面化することが好ましい。この範囲の表面粗さとすることにより、第2バリア層と第2電極分離隔壁との密着性が、従来に比べ向上し、電極間の短絡もなく、良好な有機EL素子を提供することができる。なお、第2バリア層の表面粗さについては、AFMで測定した際の算術平均粗さを1nm以上とすることに加え、その最大突起高さを10nm以上とすることが好ましく、さらに最大突起高さの上限を第2バリア層の膜厚の1/5以下とすることが望ましい。
The dry etching method, the dry ice particle blasting method, or the sputtering method using an inert gas ion (reverse bias sputtering method) does not have such inconvenience, and has an anchor effect and is sufficiently fine to satisfy adhesion. A rough surface can be formed, which is suitable as a means used for manufacturing an organic EL device.
In the present invention, the surface of the second barrier layer is preferably roughened so that its arithmetic average roughness is 1 nm or more. By setting the surface roughness within this range, the adhesion between the second barrier layer and the second electrode separation partition is improved as compared with the prior art, and a good organic EL element can be provided without any short circuit between the electrodes. . Regarding the surface roughness of the second barrier layer, in addition to the arithmetic average roughness measured by AFM being 1 nm or more, the maximum protrusion height is preferably 10 nm or more, and the maximum protrusion height is further increased. It is desirable that the upper limit of the thickness be 1/5 or less of the thickness of the second barrier layer.
上記の構成によれば、水分・酸素遮断性に優れたバリア層と、このバリア層上に密着性の優れた電極分離隔壁を形成することができるので、ダークスポットが発生することなく、陰極分離が適正に行なわれ短絡することのない、長期間にわたって優れた発光特性を維持するパッシブマトリックス駆動の有機EL素子を提供することができる。 According to the above configuration, a barrier layer having excellent moisture / oxygen barrier properties and an electrode separation partition wall having excellent adhesion can be formed on the barrier layer. It is possible to provide a passive matrix-driven organic EL element that maintains excellent light emission characteristics over a long period of time without being short-circuited properly.
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1、2、3は有機EL素子の実施の形態を示す。図1は本発明に係る有機EL素子の透視平面図、図2は図1のA−A’矢視断面図、図3は図1のB−B’矢視断面図である。
本発明の有機EL素子100は、透明基板1上に、ストライプ状の複数の第1電極(陽極)7、第2バリア層8、有機EL層9および第2電極(陰極)10を順に積層した構造を有する。有機EL層9と第2電極10は、第1電極7の長辺方向と直交する方向に伸びる、複数の第2電極分離隔壁11により分離されている。第2電極10の端部は取り出し電極12に接続される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1, 2 and 3 show embodiments of organic EL elements. 1 is a perspective plan view of an organic EL element according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ in FIG.
In the organic EL device 100 of the present invention, a plurality of stripe-shaped first electrodes (anodes) 7, a second barrier layer 8, an organic EL layer 9, and a second electrode (cathode) 10 are sequentially laminated on a transparent substrate 1. It has a structure. The organic EL layer 9 and the second electrode 10 are separated by a plurality of second electrode separation partitions 11 extending in a direction orthogonal to the long side direction of the first electrode 7. The end of the second electrode 10 is connected to the extraction electrode 12.
図2に示すように、透明基板1と第1電極7との間には、ブラックマトリクス2、カラーフィルタ3、色変換層4(4R,4G,4B)、平坦化層5と第1バリア層6を有する。図3に示すように、第2電極分離隔壁11は、第2バリア層8上に形成される。第2バリア層は、図1に示すように、発光領域が開口するよう格子状に形成され、第2電極分離隔壁は第1電極と直交する方向に延在する。このような構成により、各第1電極7と、有機EL層9および第2電極10は直交するように配列され、第1電極と第2電極の重なる部分にひとつの画素が形成される(図1〜3)。 As shown in FIG. 2, between the transparent substrate 1 and the first electrode 7, there are a black matrix 2, a color filter 3, a color conversion layer 4 (4R, 4G, 4B), a planarization layer 5 and a first barrier layer. 6. As shown in FIG. 3, the second electrode separation partition 11 is formed on the second barrier layer 8. As shown in FIG. 1, the second barrier layer is formed in a lattice shape so that the light emitting region is opened, and the second electrode separation partition extends in a direction orthogonal to the first electrode. With such a configuration, each first electrode 7, the organic EL layer 9, and the second electrode 10 are arranged so as to be orthogonal to each other, and one pixel is formed in a portion where the first electrode and the second electrode overlap (see FIG. 1-3).
透明基板1は、可視光(波長400〜700nm)に対して透明であり、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、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、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、基板として用いてもよい。 The transparent substrate 1 is preferably transparent to visible light (wavelength 400 to 700 nm), withstands the conditions (solvent, temperature, etc.) used for forming the layer to be laminated, and is excellent in dimensional stability. Preferred transparent substrates include glass substrates and rigid resin substrates formed of resins such as polyolefins, acrylic resins (including polymethyl methacrylate), polyester resins (including polyethylene terephthalate), polycarbonate resins, or polyimide resins. . Alternatively, a flexible film formed from polyolefin, acrylic resin (including polymethyl methacrylate), polyester resin (including polyethylene terephthalate), polycarbonate resin, polyimide resin, or the like may be used as the substrate.
透明基板1上には、カラーフィルタ3、色変換層4、またはカラーフィルタと色変換層との積層体からなる色変調部を設けることができる。これらは樹脂を主成分とする領域を構成する。カラーフィルタは、所望される波長域の光のみを透過させる層である。また、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は有効である。カラーフィルタは、例えば、市販の液晶用カラーフィルタ材料(富士フイ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。 On the transparent substrate 1, a color modulation unit composed of the color filter 3, the color conversion layer 4, or a laminate of the color filter and the color conversion layer can be provided. These constitute a region mainly composed of resin. The color filter is a layer that transmits only light in a desired wavelength range. Further, when adopting a laminated structure with the color conversion layer, the color filter is effective in improving the color purity of the light subjected to wavelength distribution conversion in the color conversion layer. The color filter 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4は、色変換色素とマトリクス樹脂からなる層である。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(たとえば、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 4 is a layer made of 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 converts the wavelength distribution of near-ultraviolet light or blue to blue-green light from the organic light emitting layer. Thus, it is a pigment that 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1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(3R,4R)、緑色光を放射する緑色変調部(3G,4G)、青色光を放射する青色変調部(3B,4B)などを設けてもよい。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を可能にする構成を採ってもよい。 In one transparent substrate 1, a plurality of types of color modulation units, for example, a red modulation unit (3R, 4R) that absorbs light from an organic light emitting layer and emits red light, and a green modulation unit (3G, which emits green light). 4G), a blue modulation unit (3B, 4B) that emits blue light may be provided. In the present invention, a configuration that enables full color display by arranging a plurality of types of color modulation units in a matrix may be employed.
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層の材料を塗布し、続いて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。
色変調部間および色変調部上には必要に応じて、ブラックマトリクス2や平坦化層5を形成することができる。平坦化層は、色変調部の段差を緩和し、第1バリア層6の密着性を確保するため樹脂からなる。平坦化層には、アクリル材料等、可視光の透過率の高い材料が用いられる。平坦化層は、通常1μm以上、好ましくは2μm〜10μmの範囲内の厚さを有することが望ましい。
The color modulation part can be formed by applying the material of each layer using a spin coat method, a roll coat method, a cast method, a dip coat method, etc., and then patterning using a photolithographic method or the like.
A black matrix 2 and a flattening layer 5 can be formed between the color modulation portions and on the color modulation portions as necessary. The flattening layer is made of a resin to alleviate the level difference in the color modulation portion and ensure the adhesion of the first barrier layer 6. For the planarizing layer, a material having a high visible light transmittance such as an acrylic material is used. The planarizing layer usually has a thickness of 1 μm or more, preferably 2 μm to 10 μm.
色変調部等、樹脂を主成分とする領域の上部には第1バリア層6が形成される。第1バリア層は被覆する色変調部および平坦化層5から放出される水分が有機EL層側に伝播することを防止するバリア層として機能する。材料として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を用いて形成することができる。望ましくは色変調部材料と屈折率差の小さなSiOx、SiNxOyを選択する。通常の場合、バリア層は100nm〜1μmの膜厚を有して形成される。第1バリア層はプラズマCVD法や、スパッタ法を用いて形成される。 A first barrier layer 6 is formed on the upper part of a region mainly composed of resin, such as a color modulation part. The first barrier layer functions as a barrier layer for preventing moisture emitted from the color modulation portion to be coated and the planarization layer 5 from propagating to the organic EL layer side. The material can be formed using an insulating inorganic oxide such as SiOx, SiNx, SiNxOy, AlOx, TiOx, TaOx, ZnOx, inorganic nitride, inorganic oxynitride, or the like. Desirably, SiOx and SiNxOy having a small refractive index difference from the color modulation material are selected. Usually, the barrier layer is formed with a film thickness of 100 nm to 1 μm. The first barrier layer is formed using a plasma CVD method or a sputtering method.
第1バリア層の上に形成される第1電極(陽極)7は、複数の透明電極から構成され、スパッタ法を用いてSnO2、In2O3、ITO、IZO、ZnO:Alなどの導電性金属酸化物を堆積させることによって形成される。第1電極は、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ことが好ましい。第1電極は、通常50nm以上、好ましくは50nm〜1μm、より好ましくは100〜300nmの範囲内の厚さを有することが望ましい。 The first electrode (anode) 7 formed on the first barrier layer is composed of a plurality of transparent electrodes, and is made of a conductive material such as SnO 2 , In 2 O 3 , ITO, IZO, ZnO: Al using a sputtering method. It is formed by depositing a conductive metal oxide. The first electrode preferably has a transmittance of 50% or more, more preferably 85% or more with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm. The first electrode usually has a thickness of 50 nm or more, preferably 50 nm to 1 μm, more preferably 100 to 300 nm.
第1電極は、表示部から外部駆動回路と接続するための取り出し端子としても形成される。また、第2電極の端部には、第2電極と外部駆動回路とを接続するための引き出し部が形成される。
第1電極の抵抗を抑制するためにAl,Mo,Ni,Cr,W等の金属を補助電極として用いることも可能である。補助電極は、表示部、第1電極の外部駆動回路との引き出し部、第2電極の取り出し電極12のいずれに形成しても抵抗を抑制する効果がある。
The first electrode is also formed as an extraction terminal for connecting to the external drive circuit from the display unit. A lead portion for connecting the second electrode and the external drive circuit is formed at the end portion of the second electrode.
In order to suppress the resistance of the first electrode, metals such as Al, Mo, Ni, Cr, and W can be used as the auxiliary electrode. Even if the auxiliary electrode is formed on any of the display portion, the lead-out portion of the first electrode with the external drive circuit, and the lead-out electrode 12 of the second electrode, there is an effect of suppressing the resistance.
特に、第2電極と、第2電極の引き出し線が接合する部位では、第2電極と第1電極が接触し、酸化することを防止するために、補助電極と第2電極を直接接合する構造をとることもできる。
第1電極7は、第2電極10を第1の方向と交差する(好ましくは直交する)方向に延びる複数のストライプ状電極として形成することによって、パッシブマトリクス駆動を行うことができるように構成することが好ましい。
In particular, in the portion where the second electrode and the lead wire of the second electrode are joined, the auxiliary electrode and the second electrode are directly joined to prevent the second electrode and the first electrode from contacting and oxidizing. You can also take
The first electrode 7 is configured such that passive matrix driving can be performed by forming the second electrode 10 as a plurality of striped electrodes extending in a direction intersecting (preferably orthogonal) the first direction. It is preferable.
第1バリア層6の上部に第2バリア層8を形成する。このとき第2バリア層を、第1バリア層に接し、第1電極の間を埋めるように形成する(図1,2)。第2バリア層は、画素領域(有機EL層が第1電極と第2電極に挟持され発光領域として機能する部位)、第2電極と、第2電極の取り出し電極の接続部位と取り出し電極と外部駆動回路との接続部位を除いて形成される。 A second barrier layer 8 is formed on the first barrier layer 6. At this time, the second barrier layer is formed so as to contact the first barrier layer and fill the space between the first electrodes (FIGS. 1 and 2). The second barrier layer includes a pixel region (a portion where the organic EL layer is sandwiched between the first electrode and the second electrode and functions as a light emitting region), a second electrode, a connection portion of the extraction electrode of the second electrode, the extraction electrode, and the outside. It is formed excluding the connection part with the drive circuit.
基板全面に第2バリア層8はバリア性の点から材料としてSiNx、SiNxOyなどの絶縁縁性の無機窒化物などを用いて形成することができる。通常の場合、第2バリア層は100nm〜1μmの膜厚を有して形成される。第2バリア層はプラズマCVD法や、スパッタ法を用いて形成される。
次いで粗面化工程をおこなう。これにはドライアイス粒子を高圧高速のガスと共に第2バリア層表面に吹き付けて凹凸を形成する方法乃至Arなどの不活性ガスによるスパッタリングにより表面を荒らす方法によってなされる。粗面化後の表面性状は、算術平均粗さ1nm以上で、最大突起高さ10nm以上が望ましい。最大突起高さの上限は、バリア性の点から、第2バリア層膜厚の1/5以下が望ましい。測定はAFM(SPI3800(商品名)、セイコーインスツル株式会社)で行い、測定領域としては10μm×10μm程度が好ましい。プローブにはDF20(商品名、セイコー製)を用い、測定モードはDFMである。
The second barrier layer 8 can be formed on the entire surface of the substrate by using an insulating inorganic nitride such as SiNx or SiNxOy as a material from the viewpoint of barrier properties. In a normal case, the second barrier layer is formed with a film thickness of 100 nm to 1 μm. The second barrier layer is formed using a plasma CVD method or a sputtering method.
Next, a roughening process is performed. This is done by spraying dry ice particles onto the surface of the second barrier layer together with a high-pressure and high-speed gas, or by roughening the surface by sputtering with an inert gas such as Ar. The surface properties after roughening are desirably an arithmetic average roughness of 1 nm or more and a maximum protrusion height of 10 nm or more. The upper limit of the maximum protrusion height is preferably 1/5 or less of the thickness of the second barrier layer from the viewpoint of barrier properties. The measurement is performed with AFM (SPI3800 (trade name), Seiko Instruments Inc.), and the measurement region is preferably about 10 μm × 10 μm. DF20 (trade name, manufactured by Seiko) is used for the probe, and the measurement mode is DFM.
ドライアイスブラスト法は数ミクロンの大きさのドライアイス粒子を高圧高速の不活性ガスとともに基板表面に吹き付ける方法で一種のブラスト法であるが衝突したドライアイスは気化するため残渣を残さない。
逆バイアススパッタリング法は基板をマイナスに印加し、基板と対じする位置にある平板電極をプラスに電圧を印加することによりAr等の不活性ガスのプラズマを発生させる。発生したガスイオンは基板表面に導引され基板をスパッタリングし、それにより表面を粗面化させる方法である。そのため使用するガスはKrやXeなど重い元素の方が効果的である。
The dry ice blasting method is a type of blasting method in which dry ice particles having a size of several microns are sprayed onto the substrate surface together with a high-pressure and high-speed inert gas. However, the impinged dry ice is vaporized and does not leave a residue.
In the reverse bias sputtering method, plasma of an inert gas such as Ar is generated by applying a negative voltage to a substrate and applying a positive voltage to a flat plate electrode at a position facing the substrate. The generated gas ions are attracted to the surface of the substrate and the substrate is sputtered, whereby the surface is roughened. Therefore, heavier elements such as Kr and Xe are more effective for the gas used.
ドライエッチングは真空容器内にエッチングガスを導入し、ガスを高周波、マイクロ波などにより励起し、プラズマを発生させラジカル、イオンを生成する。プラズマにより生成されたラジカル、イオンと第2バリア層と反応させ、反応生成物を揮発性ガスにし真空排気系により外部に排気する事により行われる。その際表面が微小に粗面されるのでその効果を用いる。このエッチングは最表面より進行するため処理時間を制御することによりバリア性を保持したまま表面のみを粗面化することができる。 In dry etching, an etching gas is introduced into a vacuum vessel, and the gas is excited by a high frequency, microwave, or the like to generate plasma and generate radicals and ions. The reaction is performed by reacting radicals and ions generated by the plasma with the second barrier layer to convert the reaction product into a volatile gas and exhausting the reaction product to the outside through a vacuum exhaust system. At this time, the effect is used because the surface is slightly roughened. Since this etching proceeds from the outermost surface, only the surface can be roughened while maintaining the barrier property by controlling the treatment time.
画素部(発光領域)上のバリア層は、次に説明するパターニングの際、エッチング除去されることから、粗面化は基板全面にわたっての処理が可能であり、マスキングなどは不要である。また、密着性が問題となる箇所は画素部以外であることから粗面化させてもなんら悪影響を与えることはない。また、前記粗面化により第2バリア層のパターニングの際のレジストの密着性も向上し、エッチング品質の向上にもつながる。 Since the barrier layer on the pixel portion (light emitting region) is removed by etching at the time of patterning described below, roughening can be performed over the entire surface of the substrate, and masking or the like is unnecessary. Further, since the portion where the adhesion is a problem is other than the pixel portion, no adverse effect is caused even if the surface is roughened. In addition, the roughening improves the adhesion of the resist when the second barrier layer is patterned, leading to an improvement in etching quality.
次に第2バリア層8を所定の形状にパターニングする。第2バリア層をパターニングするためのエッチング方法にはRIEプラズマやICPプラズマを用いたドライエッチング法を用いることが望ましい。そのためレジスト剤(「OFRP−800」(商品名、東京応化製)など)を塗布し、所定のパターンに形成する。第2バリア層の第1電極と接する角度を鋭角とし、かつ第1電極、補助電極として用いる金属電極との選択比を大きく取るためにドライエッチングはフッ素系ガスと酸素の混合ガスを用いる。例えば、第2バリア層にSiNxを用いた場合、ドライエッチングにはSF6ガスと酸素の混合ガス、SF6とHClと酸素の混合ガスなどを用いることができる。SiOxを用いた場合、CF4と酸素の混合ガス、SF6とCHF3と酸素の混合ガスなどを用いることができる。 Next, the second barrier layer 8 is patterned into a predetermined shape. As an etching method for patterning the second barrier layer, it is desirable to use a dry etching method using RIE plasma or ICP plasma. Therefore, a resist agent (“OFRP-800” (trade name, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.)) is applied to form a predetermined pattern. In order to make the angle of the second barrier layer in contact with the first electrode an acute angle and to increase the selectivity between the first electrode and the metal electrode used as the auxiliary electrode, dry etching uses a mixed gas of fluorine-based gas and oxygen. For example, when SiNx is used for the second barrier layer, dry etching can use a mixed gas of SF 6 gas and oxygen, a mixed gas of SF 6 , HCl, and oxygen. When SiOx is used, a mixed gas of CF 4 and oxygen, a mixed gas of SF 6 , CHF 3 and oxygen, or the like can be used.
第2バリア層8は、図4に示すように、画素領域では第1電極7の端部を被覆するとともに隣接する第1電極間に形成され、また第2電極(図示せず)の端部の下部に形成される。その結果、1つの画素の発光領域13を規定する。また、第1電極間に形成することにより、第1バリア層6を浸透する水分の透過を防止する機能をもつ。
次いで第2バリア層8上に第2電極分離隔壁11を形成する。ノボラック樹脂などの樹脂を用いてフォトリソグラフィにより逆テーパー状の断面形状を有し、第2電極(陰極)伸長方向に分離隔壁を形成する。これにより上部に形成される第2電極10は電気的に分離される。前記第2バリア層8と分離隔壁11とは粗面化処理がなされているため密着性は良いが、紫外線/オゾン処理をあわせて施すことによりさらに密着性は向上する。
As shown in FIG. 4, the second barrier layer 8 covers the end portion of the first electrode 7 in the pixel region and is formed between the adjacent first electrodes, and the end portion of the second electrode (not shown). It is formed in the lower part. As a result, the light emitting region 13 of one pixel is defined. Further, by forming between the first electrodes, it has a function of preventing the permeation of moisture penetrating the first barrier layer 6.
Next, a second electrode separation partition 11 is formed on the second barrier layer 8. Using a resin such as a novolac resin, a separation partition wall is formed in the extending direction of the second electrode (cathode) having a reverse tapered cross-sectional shape by photolithography. Thereby, the second electrode 10 formed on the upper part is electrically separated. The second barrier layer 8 and the separation partition 11 are roughened and thus have good adhesion, but the adhesion is further improved by performing ultraviolet / ozone treatment together.
有機EL層9は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および/または電子注入層を含む。これらの各層は、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膜厚を有して形成される。例えば、下記のような層構成からなるものが採用される。
(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
(上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される)
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。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、べ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(例えば、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。
The organic EL layer 9 includes at least an organic light emitting layer, and includes a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, and / or an electron injection layer as necessary. Each of these layers is formed to have a film thickness sufficient to realize desired characteristics in each layer. For example, what consists of the following layer structures is employ | adopted.
(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 (In the above configuration, the electrode functioning as the anode is connected to the left side, and the electrode functioning as the cathode is connected to the right side)
Any known material can be used as the material of the organic light emitting layer. 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 (diphenylvinyl) ) Biphenyl (DPVBi), etc.), porphyrin compounds, benzothiazole compounds, benzimidazole compounds, benzoxazole compounds such as fluorescent brighteners, and 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 the host compound 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.
正孔注入層の材料としては、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 a 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、Alq3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;以下に示す構造を有するもののようなトリアジン誘導体;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。 Materials for the electron transport layer include aluminum complexes such as Alq 3 ; oxadiazole derivatives such as PBD and TPOB; triazole derivatives such as TAZ; triazine derivatives such as those having the structure shown below; phenylquinoxalines; A thiophene derivative such as BMB-2T 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EL層9と陰極として用いる第2電極との界面に、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(膜厚10nm以下)で形成されるバッファ層を設けて、電子注入効率を高めてもよい。
有機EL層9を構成するそれぞれの層および任意選択的には、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。
Optionally, a thin film (film) of an electron injecting material such as an alkali metal, an alkaline earth metal, an alloy containing them, or an alkali metal fluoride is formed at the interface between the organic EL layer 9 and the second electrode used as the cathode. A buffer layer formed with a thickness of 10 nm or less may be provided to increase the electron injection efficiency.
Each layer constituting the organic EL layer 9 and, optionally, any means known in the art such as vapor deposition (resistance heating or electron beam heating) can be used.
第2電極10は、複数の電極群からなり、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2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2電極を陰極として用いる場合には、第2電極と有機EL層との界面に、前述のバッファ層を設けて有機EL層に対する電子注入の効率を向上させてもよい。 The second electrode 10 includes a plurality of electrode groups, 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 above-described buffer layer may be provided at the interface between the second electrode and the organic EL layer to improve the efficiency of electron injection into the organic EL layer.
第2電極10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。 The second electrode 10 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.
(実施例1)
本実施例は、本発明の実施態様の有機EL素子を作成する例である。画素数160×120(RGB)、画素ピッチ0.33mmの有機EL素子を作製した。透明基板1としてのフュージョンガラス(コーニング製1737ガラス,100×100×1.1mm)上に、スピンコート法を用いてブラックマトリクス材料(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製:カラーモザイクCK−7800)を塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し、幅0.03mm、ピッチ0.11mm、膜厚1μmの開口部をもつブラックマトリクス2を得た。
(Example 1)
In this example, an organic EL device according to an embodiment of the present invention is produced. An organic EL element having a pixel number of 160 × 120 (RGB) and a pixel pitch of 0.33 mm was produced. On a fusion glass (Corning 1737 glass, 100 × 100 × 1.1 mm) as the transparent substrate 1, a black matrix material (Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd .: Color Mosaic CK-7800) is applied using a spin coating method. Application and patterning were performed by a photolithography method to obtain a black matrix 2 having openings with a width of 0.03 mm, a pitch of 0.11 mm, and a film thickness of 1 μm.
次いで、スピンコート法を用いて青色フィルタ材料(富士フィルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製:カラーモザイクCB−7001)を塗布し、フォトリソグラフィ法によってパターニングを実施し幅0.08mm、ピッチ0.33mm、厚さ10μmの複数のストライプからなる青色変換フィルタ層(カラーフィルタ3Bのみで構成されている。)を得た。 Next, a blue filter material (Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd .: Color Mosaic CB-7001) is applied using a spin coating method, and patterning is performed by a photolithographic method, with a width of 0.08 mm, a pitch of 0.33 mm, and a thickness. A blue conversion filter layer (comprising only the color filter 3B) composed of a plurality of stripes having a thickness of 10 μm was obtained.
蛍光色素としてクマリン6(0.7重量部)を溶剤のプロピレングリコールモノエチルアセテート(PGMEA)120重量部へ溶解させた。該溶液に対して100重量部の新日鐵化学製V259PA/P5を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を塗布し、フォトリソグラフィ法にてパターニングを実施して、幅0.08mm、ピッチ0.33mm、厚さ10μmの複数のストライプからなる緑色変換フィルタ層(色変換層4Gのみで構成されている。)を得た。 Coumarin 6 (0.7 parts by weight) as a fluorescent dye was dissolved in 120 parts by weight of a solvent, propylene glycol monoethyl acetate (PGMEA). To this solution, 100 parts by weight of V259PA / P5 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. was added and dissolved to obtain a coating solution. The coating solution is applied and patterned by a photolithography method to form a green color conversion filter layer (consisting of only the color conversion layer 4G) having a plurality of stripes having a width of 0.08 mm, a pitch of 0.33 mm, and a thickness of 10 μm. ).
蛍光色素としてクマリン6(0.6重量部)、ローダミン6G(0.3重量部)およびベーシックバイオレット(0.3重量部)を120重量部のPGMEA中へ溶解させた。該溶液に対して100重量部の新日鐵化学製B259PA/P5を加えて溶解させ、塗布液を得た。この塗布液を塗布し、フォトリソグラフ用にてパターニングを実施して、幅0.08mm、ピッチ0.33mm、厚さ10μmの複数のストライプからなる赤色変換フィルタ層(色変換層4Rのみで構成されている)を得た。 Coumarin 6 (0.6 parts by weight), rhodamine 6G (0.3 parts by weight) and basic violet (0.3 parts by weight) were dissolved in 120 parts by weight of PGMEA as fluorescent dyes. 100 parts by weight of B259PA / P5 manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd. was added to the solution and dissolved to obtain a coating solution. After applying this coating solution and patterning for photolithography, a red color conversion filter layer (consisting of only the color conversion layer 4R) composed of a plurality of stripes having a width of 0.08 mm, a pitch of 0.33 mm, and a thickness of 10 μm. Got).
次いで、青、緑、赤の各色変調部の段差を緩和する目的で、平坦化層5を形成した。平坦化アクリル材料材料(JSR株式会社製:NN810)を塗布し、ブラックマトリクス2形成領域よりも広い開口部をもつフォトマスクで露光を行い、厚さ5μmのパターンを形成した。
次いで、平行平板型プラズマCVD装置を用い、第1バリア層6(SiNx膜)をおよそ300nm成膜した。雰囲気をSiH4ガス50sccmとN2ガス200sccmとし、RF印加電力を150W、基板ステージ温度を100℃とした。
Subsequently, the planarization layer 5 was formed for the purpose of relaxing the steps of the blue, green, and red color modulation portions. A flattened acrylic material (manufactured by JSR Corporation: NN810) was applied and exposed with a photomask having an opening wider than the black matrix 2 formation region to form a pattern having a thickness of 5 μm.
Next, the first barrier layer 6 (SiNx film) was formed to a thickness of about 300 nm using a parallel plate type plasma CVD apparatus. The atmosphere was SiH 4 gas 50 sccm and N 2 gas 200 sccm, the RF applied power was 150 W, and the substrate stage temperature was 100 ° C.
DCスパッタ法(ターゲットIn−Zn酸化物、スパッタガス:O2およびAr)を用い、室温において200nmのIZOを第1バリア層6上の全面に堆積させた。ついで、シュウ酸水溶液をエッチング液として用いるフォトリソグラフィ法によってパターニングして、色変換フィルタ層の上方に位置し、色変換フィルタのストライプと同一方向に伸びる、幅0.1mm、ピッチ0.11mmの複数のストライプからなる第1電極7を形成した。 Using a DC sputtering method (target In—Zn oxide, sputtering gas: O 2 and Ar), 200 nm of IZO was deposited on the entire surface of the first barrier layer 6 at room temperature. Next, patterning is performed by a photolithography method using an aqueous oxalic acid solution as an etching solution, and a plurality of 0.1 mm wide and 0.11 mm pitches located above the color conversion filter layer and extending in the same direction as the stripes of the color conversion filter. A first electrode 7 having a stripe was formed.
次いで、平行平板型プラズマCVD装置を用い、第2バリア層8(SiNx膜)をおよそ膜厚300nm成膜した。雰囲気をSiH4ガス50sccmとN2ガス200sccmとし、RF印加電力を150W、基板ステージ温度を100℃とした。
この後、粗面化工程をおこなう。ドライアイス粒子製造装置から供給されるドライアイス粒子を加圧したAr、N2、He、Krなどの不活性ガスとともに基板表面に吹き付けることによりなされる。本実施例ではArガスを用いて、粒子の平均粒子径は約5μm程度の条件とし、ガス圧は10kg/cm2とした。また、基板温度は50℃とした。処理前の算術平均粗さは0.5nmであったのに対して処理後は3.5nmであった。測定はAFMで行い、測定領域を10μm×10μmとした。
Next, a second barrier layer 8 (SiNx film) was formed to a thickness of about 300 nm using a parallel plate type plasma CVD apparatus. The atmosphere was SiH 4 gas 50 sccm and N 2 gas 200 sccm, the RF applied power was 150 W, and the substrate stage temperature was 100 ° C.
Then, a roughening process is performed. This is done by spraying dry ice particles supplied from the dry ice particle manufacturing apparatus onto the substrate surface together with a pressurized inert gas such as Ar, N 2 , He, or Kr. In this example, Ar gas was used, the average particle diameter was about 5 μm, and the gas pressure was 10 kg / cm 2 . The substrate temperature was 50 ° C. The arithmetic average roughness before the treatment was 0.5 nm, whereas it was 3.5 nm after the treatment. The measurement was performed with AFM, and the measurement area was 10 μm × 10 μm.
次いで、ポジ型レジスト(東京応化工業株式会社製:TFR−1250)を塗布し、画素部ではブラックマトリクス2の開口部にあわせ80×300μmの開口部をもち、第2電極10と取り出し電極の接合部および外部駆動回路との接合部に開口部をもつマスクを用いて露光を行い、レジストパターンを形成した。
次いで、前記装置を用いて雰囲気をSF6ガス100sccm、酸素ガス50sccm、印加電力1500Wとし、露出した第2バリア層のエッチングを行った。この後、レジストの剥離を行い、第2バリア層8のパターンを得た。
Next, a positive resist (Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .: TFR-1250) is applied, and the pixel portion has an opening of 80 × 300 μm in accordance with the opening of the black matrix 2, and the second electrode 10 and the extraction electrode are joined. The resist pattern was formed by performing exposure using a mask having an opening at the junction with the external drive circuit and the external drive circuit.
Next, the exposed second barrier layer was etched using the above apparatus with an atmosphere of SF 6 gas of 100 sccm, oxygen gas of 50 sccm, and applied power of 1500 W. Thereafter, the resist was peeled off to obtain a pattern of the second barrier layer 8.
引き続いて、低圧水銀ランプを用いて、UV/オゾン処理をおこなう。1.35mW/cm2の照度で5分間照射し、その後直ちに、ネガ型フォトレジスト(日本ゼオン製ZPN1168)をスピンコート法によって塗布する。その後プリベークを行い、フォトマスクを用いて所定のパターンを焼き付け、60秒間にわたって110℃のホットプレート上でポストエクスポージャーベークを行った後に現像を行い、最後に15分間にわたって160℃のホットプレート上で加熱を行い、第1電極7のストライプと直行する方向に伸び、逆テーパー形状の断面を有する複数のストライプからなる陰極分離隔壁11を形成した。 Subsequently, UV / ozone treatment is performed using a low-pressure mercury lamp. Irradiation is performed at an illuminance of 1.35 mW / cm 2 for 5 minutes, and immediately thereafter, a negative photoresist (ZPN 1168 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied by spin coating. Then, pre-baking is performed, a predetermined pattern is baked using a photomask, post-exposure baking is performed on a 110 ° C. hot plate for 60 seconds, development is performed, and finally heating is performed on a 160 ° C. hot plate for 15 minutes. Thus, the cathode separation partition wall 11 formed of a plurality of stripes extending in a direction orthogonal to the stripes of the first electrode 7 and having a reverse tapered cross section was formed.
次いで、陰極分離隔壁11以下の構造を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずに順次成膜した。成膜に際して、真空槽内圧を1×10−4Paまで減圧した。正孔注入層として、膜厚100nmの銅フタロシアニン(CuPc)を、正孔輸送層として、膜厚20nmの4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPD)を、有機発光層として、膜厚30nmの4,4’−ビス(2,2’−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)を、そして電子注入層として、膜厚20nmのAlq3を積層した。 Next, the substrate on which the structure below the cathode separation barrier 11 is formed is mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and a hole injection layer, a hole transport layer, an organic light emitting layer, and an electron injection layer are sequentially formed without breaking the vacuum. did. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was reduced to 1 × 10 −4 Pa. Copper phthalocyanine (CuPc) with a film thickness of 100 nm is used as the hole injection layer, and 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (α with a film thickness of 20 nm is used as the hole transport layer. -NPD) was used as an organic light-emitting layer, and 30 nm-thick 4,4'-bis (2,2'-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) was used, and 20 nm-thick Alq 3 was used as an electron injection layer. .
次に、真空を破ることなしに、膜厚200nmのMg/Ag(質量比10/1)を堆積させて第2電極10を形成して、図1に示した構造を有する有機EL素子100を得た。
こうして得られた有機EL素子をグローブボックス内乾燥窒素雰囲気下(酸素および水分濃度ともに10ppm以下)において、封止ガラスとUV硬化接着剤を用いて封止した。
(実施例2)
前記実施例1の第2バリア層8の粗面化工程としてArイオンによるスパッタリングを行うこと以外は実施例1と同様の方法で有機EL素子を作製した。
Next, without breaking the vacuum, the second electrode 10 is formed by depositing Mg / Ag (mass ratio 10/1) having a thickness of 200 nm, and the organic EL element 100 having the structure shown in FIG. Obtained.
The organic EL device thus obtained was sealed with a sealing glass and a UV curable adhesive in a dry nitrogen atmosphere in the glove box (both oxygen and moisture concentrations were 10 ppm or less).
(Example 2)
An organic EL element was produced in the same manner as in Example 1 except that sputtering with Ar ions was performed as the roughening step of the second barrier layer 8 in Example 1.
第2バリア層を形成後、前記スパッタリング装置(逆スパッタリング装置)にいれ、Arガス圧1Pa、パワーを1.5kW、3分間処理した。処理前の算術平均粗さは0.5nmであったのに対して処理後は3.1nmであった。測定はAFMで行い、測定領域を10μm×10μmとした。
(実施例3)
前記実施例1の第2バリア層8の粗面化工程としてドライエッチング法を行うこと以外は実施例1と同様の方法で有機EL素子を作製した。
After forming the second barrier layer, it was put into the sputtering apparatus (reverse sputtering apparatus), and Ar gas pressure was 1 Pa, power was 1.5 kW, and processing was performed for 3 minutes. The arithmetic average roughness before the treatment was 0.5 nm, whereas it was 3.1 nm after the treatment. The measurement was performed with AFM, and the measurement area was 10 μm × 10 μm.
(Example 3)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that a dry etching method was performed as the roughening step of the second barrier layer 8 in Example 1.
第2バリア層を形成後、前記ドライエッチング装置にいれ、エッチングガスとしてSF6ガス、HClガス、酸素を流量比で15:100:50で導入し全圧を26.7Paとする。高周波周波数を100MHz、パワーを0.45kWとし、15秒間処理した。処理前の算術平均粗さは0.5nmであったのに対して処理後は2.1nmであった。測定はAFMで行い、測定領域を10μm×10μmとした。
(比較例)
第2バリア層8の上の粗面化処理を行わず、UV/オゾン処理のみを行った以外は実施例1と同様の方法で有機EL素子を作製した。
(評価)
陰極10の分離度合いを評価するため、各実施例で複数の有機EL素子を作成し、陰極ライン1000本の内、短絡した割合を求めた。また、第2バリア層8と陰極分離隔壁11との密着性をJIS K 5400に準拠した付着性試験により評価した。結果を表1にまとめる。実施例1〜3では短絡割合が0%であったのに対し、第2バリア層の粗面化をしない比較例では23%にもなった。また、付着性も実施例ではいずれも10点であったのに対し、比較例では0点となった。
After forming the second barrier layer, it is put into the dry etching apparatus, and SF 6 gas, HCl gas, and oxygen are introduced at a flow rate ratio of 15: 100: 50 to make the total pressure 26.7 Pa. The treatment was performed for 15 seconds at a high frequency of 100 MHz and a power of 0.45 kW. The arithmetic average roughness before the treatment was 0.5 nm, but after the treatment, it was 2.1 nm. The measurement was performed with AFM, and the measurement area was 10 μm × 10 μm.
(Comparative example)
An organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface roughening treatment on the second barrier layer 8 was not performed and only the UV / ozone treatment was performed.
(Evaluation)
In order to evaluate the degree of separation of the cathode 10, a plurality of organic EL elements were prepared in each example, and the ratio of short-circuiting among 1000 cathode lines was determined. Further, the adhesion between the second barrier layer 8 and the cathode separation partition 11 was evaluated by an adhesion test based on JIS K 5400. The results are summarized in Table 1. In Examples 1 to 3, the short-circuit ratio was 0%, whereas in the comparative example in which the second barrier layer was not roughened, the ratio was 23%. Also, the adhesion was 10 points in all examples, but 0 in the comparative example.
また、実施例及び比較例の素子を表面観察した結果、比較例には陰極分離隔壁の形状には倒れなどの変形部や剥離箇所が見られた。しかし、実施例では密着性が向上したため、前記の異常は見られず、短絡のないEL素子が可能になった。 Moreover, as a result of observing the surface of the element of an Example and a comparative example, the comparative example showed the deformation | transformation part and peeling part, such as a fall, in the shape of the cathode separation partition. However, since the adhesion was improved in the examples, the above-described abnormality was not observed, and an EL element without a short circuit became possible.
1 透明基板
2 ブラックマトリクス
3 カラーフィルタ
4 色変換層
5 平坦化層
6 第1バリア層
7 第1電極
8 第2バリア層
9 有機EL層
10 第2電極
11 第2電極分離隔壁
12 取り出し電極
13 発光領域
100 有機EL素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent substrate 2 Black matrix 3 Color filter 4 Color conversion layer 5 Flattening layer 6 1st barrier layer 7 1st electrode 8 2nd barrier layer 9 Organic EL layer 10 2nd electrode 11 2nd electrode separation partition 12 Extraction electrode 13 Light emission Region 100 Organic EL device
Claims (9)
(B)前記第1バリア層の上に第1電極を形成する工程と、
(C)前記第1バリア層の上に第2バリア層を形成し、この第2バリア層の表面を粗面化する工程と、
(D)前記第2バリア層の上に第2電極分離隔壁を形成する工程と、
を有する有機EL素子の製造方法。 (A) forming a region mainly composed of a resin on the substrate and forming a first barrier layer on the region;
(B) forming a first electrode on the first barrier layer;
(C) forming a second barrier layer on the first barrier layer and roughening the surface of the second barrier layer;
(D) forming a second electrode separation partition on the second barrier layer;
The manufacturing method of the organic EL element which has this.
前記(C)において、第2バリア層を、第1バリア層に接し、前記第1電極の間を埋めるように形成する請求項1または2に記載の有機EL素子の製造方法。 In (B), there are a plurality of first electrodes, each having a stripe shape,
3. The method of manufacturing an organic EL element according to claim 1, wherein, in (C), the second barrier layer is formed so as to be in contact with the first barrier layer and to fill the space between the first electrodes.
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