JP2008140573A - Electroluminescent device its manufacturing method, and electroluminescent device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エレクトロルミネッセンス装置、エレクトロルミネッセンス装置の製造方法並びに電子機器に関するものである。 The present invention relates to an electroluminescence device, a method for manufacturing an electroluminescence device, and an electronic apparatus.
近年、エレクトロルミネッセンス素子を画素として用いたエレクトロルミネッセンス装置の開発が進んでいる。エレクトロルミネッセンス素子は、高輝度、低消費電力で高速応答が可能であり、特に有機発光材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子は、有機化合物の多様性により多色化が容易であると考えられることから、フルカラーディスプレイ等への応用が期待され、盛んに研究開発がなされている。以下、「エレクトロルミネッセンス」を単に「EL」と略記する。 In recent years, development of electroluminescence devices using electroluminescence elements as pixels has been progressing. The electroluminescent device is capable of high-speed response with high brightness and low power consumption. Especially, organic electroluminescent devices using organic light-emitting materials are considered to be easily multicolored due to the diversity of organic compounds. It is expected to be applied to full-color displays, and is actively researched and developed. Hereinafter, “electroluminescence” is simply abbreviated as “EL”.
EL素子は、発光層を含む少なくとも1層以上の薄膜からなる機能層を上下一対の電極で挟んだ構造を有する。アクティブマトリクス型のEL装置においては、マトリクス状に配置された複数の画素電極上に機能層が積層され、該機能層を覆って各画素に共通の共通電極が積層される。共通電極は画素部全体に形成され、基板周辺部を覆って共通電極用配線上に積層される。そして、共通電極用配線と共通電極とが平面的に重なる部分で両者が電気的に接続される。 The EL element has a structure in which a functional layer composed of at least one thin film including a light emitting layer is sandwiched between a pair of upper and lower electrodes. In an active matrix EL device, a functional layer is stacked over a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix, and a common electrode common to each pixel is stacked so as to cover the functional layer. The common electrode is formed over the entire pixel portion, and is laminated on the common electrode wiring so as to cover the periphery of the substrate. The common electrode wiring and the common electrode are electrically connected at a portion where they overlap in a plane.
ここで、共通電極と共通電極用配線との間には、画素電極と同じ材料で形成された保護膜が配置される。この保護膜は必ずしも必須の構成要素ではないが、画素電極のエッチング液によって共通電極用配線が腐食される場合には必須の構成要素となる。例えば、画素電極としてITO(インジウム錫酸化物)を用いた場合には、画素電極のエッチング液として王水が用いられるため、王水による共通電極用配線の腐食を防止するためには、共通電極用配線上のITOを保護膜として残す必要がある。この保護膜はそれ以降の工程で除去されないため、最終的にこの保護膜を介して共通電極用配線上に共通電極が積層される(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この構造では、共通電極と共通電極用配線との間に抵抗の高い保護膜が形成されるため、共通電極と共通電極用配線との間のコンタクト抵抗が上昇したり、共通電極と共通電極用配線との間の界面特性が変化することにより、十分な電気的特性が得られない場合があった。また、保護膜であるITOの標準電極電位が大きいため、共通電極として標準電極電位の小さいAl(アルミニウム)等の金属を用いると、ITOと当該金属との接触部分で電蝕が発生し、コンタクト抵抗の上昇や断線等の問題を生じる場合があった。 However, in this structure, since a protective film having a high resistance is formed between the common electrode and the common electrode wiring, the contact resistance between the common electrode and the common electrode wiring is increased, or the common electrode is shared with the common electrode. Sufficient electrical characteristics may not be obtained due to changes in the interface characteristics with the electrode wiring. In addition, since the standard electrode potential of ITO, which is a protective film, is large, if a metal such as Al (aluminum) with a small standard electrode potential is used as a common electrode, electrolytic corrosion occurs at the contact portion between ITO and the metal, and contact occurs. In some cases, problems such as an increase in resistance or disconnection occur.
この問題を解決する手段として、特許文献1では、共通電極用配線を腐食しない特殊なエッチング液を用いてITO保護膜を除去する方法が提案されている。しかしながら、この方法では、共通電極用配線を腐食させないエッチング液と腐食しにくい配線材料との組み合わせが必要になり、プロセス上或いは配線設計上の制約が大きいという問題がある。また、エッチング液に対して耐食性の低い配線材料を使用できるように、エッチング液に対して耐食性の高い別の保護膜を形成する方法も提案されているが、この場合、保護膜を形成するための新たな工程が必要となるため、望ましい方法とはいえない。
As means for solving this problem,
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、共通電極と共通電極用配線との間のコンタクト抵抗を低減し、高輝度化、高効率化を達成することのできるエレクトロルミネッセンス装置を提供することを目的とする。また、このような構造をプロセス上若しくは配線設計上の制約を伴わずに実現することのできるエレクトロルミネッセンス装置の製造方法を提供することを目的とする。さらに、このようなエレクトロルミネッセンス装置を備えることにより、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an electroluminescence device capable of reducing contact resistance between a common electrode and a common electrode wiring and achieving high luminance and high efficiency. The purpose is to provide. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing an electroluminescent device capable of realizing such a structure without any restrictions in process or wiring design. Furthermore, an object of the present invention is to provide an electronic device having high reliability and excellent light emission characteristics by including such an electroluminescence device.
上記の課題を解決するため、本発明のエレクトロルミネッセンス装置は、発光層を含む少なくとも1層以上の層からなる機能層と、前記機能層を挟持する画素電極及び共通電極からなる一対の電極とを備えたエレクトロルミネッセンス装置であって、前記共通電極と電気的に接続された共通電極用配線と、前記共通電極用配線と前記共通電極とを絶縁する絶縁膜とを備え、前記共通電極と前記共通電極用配線とが前記絶縁膜に設けられた開口部を介して直接接触していることを特徴とする。この構成によれば、共通電極と共通電極用配線とが直接接触しているので、コンタクト抵抗の上昇や界面特性の変化等の問題は発生しない。したがって、電気的特性が高く、高輝度化、高効率化に適したエレクトロルミネッセンス装置が提供できる。 In order to solve the above-described problems, an electroluminescence device of the present invention includes a functional layer including at least one layer including a light emitting layer, and a pair of electrodes including a pixel electrode and a common electrode that sandwich the functional layer. An electroluminescence device comprising: a common electrode wiring electrically connected to the common electrode; an insulating film that insulates the common electrode wiring and the common electrode; and the common electrode and the common electrode The electrode wiring is in direct contact with each other through an opening provided in the insulating film. According to this configuration, since the common electrode and the common electrode wiring are in direct contact, problems such as an increase in contact resistance and a change in interface characteristics do not occur. Therefore, an electroluminescence device having high electrical characteristics and suitable for high luminance and high efficiency can be provided.
本発明においては、前記共通電極用配線の前記共通電極と接触する部分は、前記画素電極よりも標準電極電位が前記共通電極と近い材料によって形成されていることが望ましい。例えば、前記共通電極の前記共通電極用配線と接触する部分は、Al、Mo、Ti、W、Cr、Ta、Mgから選択されるいずれかの金属により形成され、前記共通電極用配線の前記共通電極と接触する部分は、Al、Mo、Ti、W、Cr、Taから選択されるいずれかの金属により形成されていることが望ましい。この構成によれば、共通電極と共通電極用配線との接触部分で電蝕が発生し、コンタクト抵抗の上昇や断線等を生じるといった問題を回避することができる。 In the present invention, the portion of the common electrode wiring that contacts the common electrode is preferably formed of a material having a standard electrode potential closer to that of the common electrode than the pixel electrode. For example, a portion of the common electrode that contacts the common electrode wiring is formed of any metal selected from Al, Mo, Ti, W, Cr, Ta, and Mg, and the common electrode wiring common The portion that contacts the electrode is desirably formed of any metal selected from Al, Mo, Ti, W, Cr, and Ta. According to this configuration, it is possible to avoid the problem that electrolytic corrosion occurs at the contact portion between the common electrode and the common electrode wiring, resulting in an increase in contact resistance or disconnection.
本発明においては、基板上に前記画素電極又は前記共通電極と電気的に接続された端子が設けられ、前記端子上に前記画素電極と同じ材料で形成された保護膜が設けられていることが望ましい。この構成によれば、端子部の機械的強度を向上させた上で、端子と半導体チップ、FPC等との間でコンタクト抵抗の小さい電気的接続を実現することができる。端子部においては、共通電極と共通電極用配線との接続部のように保護膜による電気的特性の低下は問題となっておらず、保護膜は専ら端子の腐食を防止するものとして機能するからである。 In the present invention, a terminal electrically connected to the pixel electrode or the common electrode is provided on the substrate, and a protective film formed of the same material as the pixel electrode is provided on the terminal. desirable. According to this configuration, electrical connection with low contact resistance can be realized between the terminal and the semiconductor chip, FPC, or the like while improving the mechanical strength of the terminal portion. In the terminal part, the deterioration of the electrical characteristics due to the protective film is not a problem as in the connection part between the common electrode and the common electrode wiring, and the protective film functions exclusively to prevent corrosion of the terminal. It is.
本発明のエレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、発光層を含む少なくとも1層以上の層からなる機能層と、前記機能層を挟持する画素電極及び共通電極からなる一対の電極とを備えたエレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、基板上に前記共通電極と電気的に接続される共通電極用配線を形成する工程と、前記基板上に前記共通電極用配線を覆う第1絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜上に前記画素電極を形成する工程と、前記第1絶縁膜に前記共通電極用配線に達する第1開口部を形成する工程と、前記第1開口部を介して前記共通電極用配線の表面に前記共通電極を形成する工程とを備えることを特徴とする。この方法によれば、共通電極と共通電極用配線とが直接接触しているので、コンタクト抵抗の上昇や界面特性の変化等の問題は発生しない。したがって、電気的特性が高く、高輝度化、高効率化に適したエレクトロルミネッセンス装置が提供できる。また、第1開口部の形成工程が画素電極のパターニングの後に行なわれるため、共通電極用配線の腐食を考慮せずに画素電極のパターニングを行うことができる。したがって、素子構造設計や加工プロセス等の自由度が大きく、電気的特性及び信頼性に優れたエレクトロルミネッセンス装置が提供できる。 An electroluminescence device manufacturing method according to the present invention includes a functional layer including at least one layer including a light emitting layer, and a pair of electrodes including a pixel electrode and a common electrode sandwiching the functional layer. A method of forming a common electrode wiring electrically connected to the common electrode on a substrate, and a step of forming a first insulating film covering the common electrode wiring on the substrate. Forming the pixel electrode on the first insulating film, forming a first opening reaching the common electrode wiring in the first insulating film, and the common through the first opening. Forming the common electrode on the surface of the electrode wiring. According to this method, since the common electrode and the common electrode wiring are in direct contact with each other, problems such as an increase in contact resistance and a change in interface characteristics do not occur. Therefore, an electroluminescence device having high electrical characteristics and suitable for high luminance and high efficiency can be provided. In addition, since the step of forming the first opening is performed after the patterning of the pixel electrode, the pixel electrode can be patterned without considering the corrosion of the common electrode wiring. Therefore, it is possible to provide an electroluminescence device having a high degree of freedom in element structure design, processing process, etc., and having excellent electrical characteristics and reliability.
本発明においては、前記第1開口部を形成する工程は、前記画素電極を形成した後、前記機能層を形成する前に行われることが望ましい。この方法によれば、機能層を形成する前に第1絶縁膜のパターニングを行うため、フォト・エッチングプロセスによる機能層のダメージが生じない。 In the present invention, it is preferable that the step of forming the first opening is performed after the pixel electrode is formed and before the functional layer is formed. According to this method, since the first insulating film is patterned before the functional layer is formed, the functional layer is not damaged by the photo-etching process.
本発明においては、前記第1絶縁膜上に隔壁層を形成する工程を備え、前記隔壁層を形成する工程は、前記第1絶縁膜上に前記画素電極を覆う第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜に前記画素電極に達する第2開口部を形成する工程と、前記第2絶縁膜に前記第1開口部と連通する第3開口部を形成する工程とを含むことが望ましい。この方法によれば、隔壁層によって個々の発光領域を規定することができる。また、機能層をインクジェット法等の液滴吐出法を用いて形成する場合、隔壁層は液体材料の配置領域を規定する仕切り壁として機能するため、液体材料を所望の領域に効率的に配置することができる。また、第3開口部が第1開口部と連通して設けられるため、コンタクト部の面積を低減でき、画素の高開口率化及びパネルの狭額縁化に寄与することができる。 In the present invention, the method includes a step of forming a partition layer on the first insulating film, and the step of forming the partition layer includes a step of forming a second insulating film that covers the pixel electrode on the first insulating film. And forming a second opening reaching the pixel electrode in the second insulating film, and forming a third opening communicating with the first opening in the second insulating film. desirable. According to this method, each light emitting region can be defined by the partition layer. In addition, when the functional layer is formed using a droplet discharge method such as an ink jet method, the partition layer functions as a partition wall that defines a region where the liquid material is disposed, and thus the liquid material is efficiently disposed in a desired region. be able to. In addition, since the third opening portion is provided in communication with the first opening portion, the area of the contact portion can be reduced, which can contribute to an increase in the aperture ratio of the pixel and a narrow frame of the panel.
本発明においては、前記第3開口部と前記第1開口部とは共通のエッチング工程により同時に形成されることが望ましい。この方法によれば、第1開口部と第3開口部とを別々のマスク材を用いて形成する場合に比べて、製造工程の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる。 In the present invention, it is preferable that the third opening and the first opening are simultaneously formed by a common etching process. According to this method, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the first opening and the third opening are formed using different mask materials.
本発明においては、前記第1開口部、前記第2開口部及び前記第3開口部は共通のエッチング工程により同時に形成されることが望ましい。この方法によれば、第1開口部、第2開口部及び第3開口部を別々のマスク材を用いて形成する場合に比べて、製造工程の簡略化及び製造コストの低減を図ることができる。 In the present invention, it is preferable that the first opening, the second opening, and the third opening are simultaneously formed by a common etching process. According to this method, the manufacturing process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced as compared with the case where the first opening, the second opening, and the third opening are formed using different mask materials. .
本発明の電子機器は、前述した本発明のエレクトロルミネッセンス装置又は前述した本発明のエレクトロルミネッセンス装置の製造方法により製造されてなるエレクトロルミネッセンス装置を備えることを特徴とする。この構成によれば、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器を提供することができる。 The electronic apparatus of the present invention includes the electroluminescence device of the present invention described above or the electroluminescence device manufactured by the method of manufacturing the electroluminescence device of the present invention described above. According to this configuration, it is possible to provide an electronic device with high reliability and excellent light emission characteristics.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment shows one aspect of the present invention, and does not limit the present invention, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. Moreover, in the following drawings, in order to make each structure easy to understand, an actual structure and a scale, a number, and the like in each structure are different.
また、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、XYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、水平面内における所定方向をX軸方向、水平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれに直交する方向(すなわち鉛直方向)をZ軸方向とする。 In the following description, an XYZ orthogonal coordinate system is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to the XYZ orthogonal coordinate system. At this time, the predetermined direction in the horizontal plane is the X-axis direction, the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction, and the direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction (that is, the vertical direction) is the Z-axis direction. And
[有機EL装置の構成]
図1は本発明のEL装置の一実施形態である有機EL装置1の等価回路図である。有機EL装置1は、X軸方向に延びる複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向(Y軸方向)に延びる複数の信号線102と、信号線102と平行に延びる複数の発光用電源配線103とを備えている。走査線101と信号線102との交点付近には、画素領域Aが設けられている。
[Configuration of organic EL device]
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が電気的に接続されている。また、各信号線102には、薄膜トランジスタを備える検査回路106が電気的に接続されている。さらに、走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路105が電気的に接続されている。
A data
画素領域Aの各々には、スイッチング用TFT112、保持容量Cap、駆動用TFT123、画素電極(第1電極)111、機能層110、及び共通電極(第2電極)12により構成される画素回路が設けられている。本実施形態の場合、画素電極111は陽極であり、共通電極12は陰極であるが、画素電極111を陰極、共通電極12を陽極としても良い。スイッチング用TFT112のゲート電極には、走査線101が電気的に接続されている。スイッチング用TFT112は走査線101から供給される走査信号に応じてオン状態又はオフ状態となり、スイッチング用TFT112を介して信号線102から供給される画像信号が保持容量Capによって保持されるようになっている。
Each pixel region A is provided with a pixel circuit including a switching
駆動用TFT123のゲート電極はスイッチング用TFT112及び保持容量Capに電気的に接続されており、保持容量Capによって保持された画像信号がゲート電極に供給されるようになっている。画素電極111は駆動用TFT123に電気的に接続されており、駆動用TFT123を介して発光用電源配線103から駆動電流が供給されるようになっている。機能層110は発光層を含む少なくとも1層以上の層からなり、画素電極111と共通電極12との間に挟持されている。発光素子である有機EL素子は、画素電極111、機能層110及び共通電極12を含んで構成されている。
The gate electrode of the driving
機能層110としては、赤色に発光する赤色機能層110Rと、緑色に発光する緑色機能層110Gと、青色に発光する青色機能層110Bとの3種の機能層が用いられている。機能層110R,110G,110BはそれぞれY軸方向に沿ってストライプ状に配置されており、各機能層が、赤色機能層110R、緑色機能層110G、青色機能層110Bの順にX軸方向に互いに交互に配置されている。機能層110R,110G,110Bはそれぞれ駆動用TFT123を介して発光用電源配線103R,103G,103Bに電気的に接続されており、発光用電源配線103R,103G,103Bは発光用電源回路132にそれぞれ電気的に接続されている。
As the
共通電極12と発光用電源配線103R,103G,103Bとの間には第1静電容量C1が設けられている。第1静電容量C1には電荷が蓄積されるようになっており、有機EL装置1の駆動中に各発光用電源配線103を流れる駆動電流の電位が変動した場合に、第1静電容量C1に蓄積された電荷が各発光用電源配線103に放電され、駆動電流の電位変動を抑制するようになっている。
A first capacitance C1 is provided between the
上記構成の有機EL装置1においては、走査線101から走査信号が供給されてスイッチング用TFT112がオン状態になると、そのときの信号線102の電位が保持容量Capに保持され、保持容量Capに保持された電位に応じて駆動用TFT123のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用TFT123のチャネルを介して、発光用電源配線103R,103G,103Bから画素電極111に駆動電流が流れ、更に機能層110R,110G,110Bを介して共通電極12に電流が流れる。このとき、機能層110を流れた電流量に応じた量の発光が機能層110から得られる。
In the
次に、図2を用いて有機EL装置1の平面構造について説明する。有機EL装置1は、ガラス、石英、プラスチック等の透光性基板を基体としてなり、基板2の中央部には発光用電源配線103(103R,103G,103B)と表示画素部3(図中一点鎖線の枠内)とが設けられている。表示画素部3の中央部には、複数の画素Aを含む平面視略矩形状の実表示領域4(図中二点鎖線の枠内)が設けられており、実表示領域4の外周に沿って走査線駆動回路105,105及び検査回路106が設けられている。基板2のX軸に平行な1辺には、複数の端子104が形成された端子部2Aが設けられている。そして、この1辺に隣接する2辺に沿ってそれぞれ走査線駆動回路105,105が設けられ、残る1辺に検査回路106が設けられている。走査線駆動回路105の外側には、走査線駆動回路105と電気的に接続される走査線駆動回路用制御信号配線105aと走査線駆動回路用電源配線105bとが設けられている。
Next, the planar structure of the
表示画素部3は、中央部の実表示領域4と、実表示領域4の周囲に配置されたダミー領域5(一点鎖線及び二点鎖線の間の領域)とを備えている。実表示領域4には、複数の画素Aがマトリクス状に配置されており、該複数の画素Aによって発光領域である実表示領域4が構成されている。走査線駆動回路105、検査回路106、走査線駆動回路用制御信号配線105a及び走査線駆動回路用電源配線105bはダミー領域5に設けられており、発光用電源配線103(103R,103G,103B)はダミー領域5の周囲(すなわち表示画素部3の周囲)に設けられている。
The
発光用電源配線103は、走査線駆動回路用制御信号配線105b及び検査回路106の外側に沿って平面視L字状に設けられている。赤色画素(R)に接続される発光用電源配線103Rは、図示左側の走査線駆動回路用制御信号配線105bに沿ってY軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線105bが途切れた位置から図示右側に屈曲して検査回路106の外側に沿ってX軸方向に延在している。緑色画素(G)又は青色画素(B)に接続される発光用電源配線103G又は103Bは、図示右側の走査線駆動回路用制御信号配線105bに沿ってY軸方向に延在し、走査線駆動回路用電源配線105bが途切れた位置から図示左側に屈曲して検査回路106の外側に沿ってX軸方向に延在している。発光用電源配線103R,10RG,103Bは、表示画素部3の3つの辺を囲むように配置されており、図示略の配線によって画素Aと電気的に接続されている。
The light-emitting
発光用電源配線103R,103G,103Bの外側には共通電極用配線12aが設けられている。共通電極用配線12aは、基板2のフレキシブル配線基板130が設けられた辺以外の3辺に沿って平面視コ字状に設けられており、発光用電源配線103R,103G,103Bの外側を囲むように配置されている。共通電極12は実表示領域4及び共通電極用配線12aが設けられた領域を含む基板2の略全面に設けられており、共通電極12と共通電極用配線12aとが重なる部分において共通電極12と共通電極用配線12aとが電気的に接続されている。
A
基板2の端子部2Aには配線基板130が電気的に接続されている。配線基板130は可撓性を有するプラスチック製の基材を基体としてなり、該基材の基板2側の辺端部に複数の端子132aが設けられている。端子132aには配線132が接続されており、配線132上に、図1に示したデータ側駆動回路104、共通電極用電源回路131及び発光用電源回路132を含む制御用IC131が実装されている。なお、端子104上には、画素電極111と同じ材料によって形成された保護膜が設けられており、端子104と端子132aとは、この保護膜を介して電気的に接続されている。
A
次に、図3を用いて有機EL装置1の断面構造について説明する。同図において、(a)は1画素Aの断面図であり、(b)は共通電極12と共通電極用配線12aとの接続部Kの断面図である。
Next, the cross-sectional structure of the
まず、図3(a)に示すように、駆動用TFT123は、半導体膜210に形成されたソース領域123a、ドレイン領域123b、及びチャネル領域123cと、半導体膜表面に形成されたゲート絶縁膜220を介してチャネル領域123cに対向するゲート電極123Aとを主体として構成されている。
First, as shown in FIG. 3A, the driving
基板2上には、半導体膜210及びゲート絶縁膜220を覆う第1層間絶縁膜230が形成されている。第1層間絶縁膜130上には、ドレイン電極236及びソース電極238が形成されており、第1層間絶縁膜230を貫通して半導体膜210に達するコンタクトホール232,234内に、それぞれドレイン電極236、ソース電極238が埋設されている。各々の電極236,238は、ドレイン領域123b、ソース領域123aにそれぞれ導電接続されている。
A first
第1層間絶縁膜230上には第2層間絶縁膜240が形成されており、第2層間絶縁膜240上に画素電極111が形成されている。画素電極111の一部は、第2層間絶縁膜240に貫設されたコンタクトホールに埋設され、該コンタクトホールを介して画素電極111とドレイン電極236(すなわち駆動用TFT123)とが導電接続されている。第2層間絶縁膜240上には、画素電極111の周縁部に一部乗り上げるようにして無機絶縁材料からなる第1隔壁層149が形成されている。第1隔壁層149上には、有機材料からなる第2隔壁層150が積層され、この有機EL装置における隔壁部材を成している。
A second
有機EL素子200は、画素電極111上に、正孔注入層(電荷輸送層)110A、発光層110B及び共通電極12を積層することにより構成されている。共通電極12は、発光層110Bと第2隔壁層150とを覆うように形成されており、各画素に共通の共通電極として機能する。
The
基板2としては、いわゆるトップエミッション型の有機EL装置の場合、有機EL素子200が配設された側から光を取り出す構成であるので、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板も用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム(プラスチックフィルム)などが挙げられる。
In the case of a so-called top emission type organic EL device, the
画素電極111は、基板2を介して光を取り出すボトムエミッション型の場合には、ITO(インジウム錫酸化物)等の透光性導電材料により形成されるが、トップエミッション型の場合には透光性である必要はなく、金属材料等の適宜な導電材料によって形成できる。
The
共通電極12は、発光層110Bと第2隔壁層150の上面、さらには第2隔壁層150の側面部を形成する壁面を覆った状態で基板2上に形成される。共通電極12を形成するための材料としては、トップエミッション型の場合、透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはITOが好適であるが、他の透光性導電材料であっても構わない。
The
共通電極12の上層側には、保護層を形成してもよい。保護層は、無機化合物、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物により形成することができる。共通電極12を無機化合物からなる保護層で覆うことにより、無機酸化物からなる共通電極12への酸素等の侵入を良好に防止することができる。
A protective layer may be formed on the upper layer side of the
次に、図3(b)の断面構造を見ると、第1層間絶縁膜230上に共通電極用配線12aが形成されている。共通電極用配線12aは、例えばソース電極238及びドレイン電極236と共通の工程で形成されている。第1層間絶縁膜230上には、共通電極用配線12aを覆って第2層間絶縁膜240が形成されており、第2層間絶縁膜240上に、第1隔壁層149を構成する無機絶縁材料が形成されている。さらに無機絶縁材料149上には共通電極12が形成されており、無機絶縁材料149及び第2層間絶縁膜240に貫設されたコンタクトホールを介して共通電極12と共通電極用配線12aとが接触し、これにより共通電極12と共通電極用配線12aとが電気的に接続されている。
Next, referring to the cross-sectional structure of FIG. 3B, the
以上説明したように、本実施形態の有機EL装置1においては、共通電極12と共通電極用配線12aとが直接接触しているため、従来のように共通電極12と共通電極用配線12aとを保護膜を介して接続する場合に比べて、良好な電気的接続を行うことができる。また、共通電極12と共通電極用配線12aとが標準電極電位の近い材料によって形成されているため、共通電極12と共通電極用配線12aとの接触部で電蝕が発生することを防止でき、信頼性の高い有機EL装置を提供することができる。
As described above, in the
また、端子104上に画素電極111と同じ材料で形成された保護膜が設けられているので、端子104の機械的強度を向上させることができ、なおかつ端子104と端子132aとの間ではコンタクト抵抗の小さい電気的接続を実現することができる。端子部2Aの接続部においては、共通電極12と共通電極用配線12aとの接続部のように保護膜による電気的特性の低下は問題となっておらず、保護膜は端子104の機械的強度向上と腐食を防止するものとして機能するからである。
In addition, since the protective film formed of the same material as the
[有機EL装置の製造方法]
次に、図4及び図5を用いて有機EL装置1の製造方法を説明する。なお、図4及び図5においては、左側が画素領域Aを示しており、右側が共通電極12と共通電極用配線12aとの接続部Kを示している。
[Method for Manufacturing Organic EL Device]
Next, a method for manufacturing the
まず、図4(a)に示すように、基板2上に駆動用TFT123を形成する。そして、駆動用TFTを覆って、酸化シリコン等の無機絶縁材料からなる第1層間絶縁膜230を形成し、第1層間絶縁膜230に、ソース領域123b及びドレイン領域123aに達するコンタクトホール234及び232を形成する。
First, as shown in FIG. 4A, the driving
次に、第1層間絶縁膜230上に、コンタクトホール234及び232を介してソース領域123b及びドレイン領域123aとそれぞれ電気的に接続されるソース電極238及びドレイン電極236を形成する。また、これと同時に、第1層間絶縁膜230上に共通電極用配線12aを形成する。共通電極用配線12aは、共通電極12と標準電極電位が近い材料によって形成される。具体的には、Al、Mo、Ti、W、Cr、Taから選択されるいずれかの金属により形成される。或いは、Al上にこれらの金属のキャップ層を有する構成としても良い。本実施形態では、共通電極用配線12aをソース電極238及びドレイン電極236と同一層内に同時に形成するものとするが、これらは必ずしも同時に形成される必要はない。
Next, a
次に、第1層間絶縁膜230上に、ソース電極238、ドレイン電極236及び共通電極用配線12aを覆う第2層間絶縁膜(第1絶縁膜)240を形成する。第2層間絶縁膜240は、酸化シリコンや酸窒化シリコン等の無機絶縁材料により形成される。続いて、第2層間絶縁膜240に、ソース電極238に達するコンタクトホール240aを形成する。
Next, a second interlayer insulating film (first insulating film) 240 is formed on the first
次に、図4(b)に示すように、第2層間絶縁膜240上に、コンタクトホール240aを介してドレイン電極236と電気的に接続される画素電極111を形成する。画素電極111は、例えばITOを第2層間絶縁膜240の全面に形成し、これを王水等の強酸性のエッチング液でエッチングすることにより形成される。
Next, as illustrated in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示すように、画素電極111の周囲に第1隔壁層149を形成する。第1隔壁層149は、例えば第2層間絶縁膜240上に酸化シリコン等の無機絶縁材料(第2絶縁膜)を形成し、画素電極111上の無機絶縁材料を選択的除去することにより形成される。第1隔壁層149の開口部(第2開口部)149aは画素電極111よりも小さく形成し、第1隔壁層149が画素電極111の周縁部と一部平面的に重なるようにする。
Next, as shown in FIG. 4C, a
次に、図4(d)に示すように、共通電極用配線12a上に第2層間絶縁膜240及び無機絶縁材料149を貫通するコンタクトホールを形成する。このコンタクトホールは、第2層間絶縁膜240に形成された開口部(第1開口部)240bと、無機絶縁材料149に形成された開口部(第3開口部)149bとを含む。開口部240b及び開口部149bは、共通の工程によって同時に形成される。なお、開口部240b,149bと開口部149aとは共通のエッチング工程により同時に形成することもできる。この場合、エッチングの条件を適切に設計することが必要となるが、これらの開口部240b,149b,149aを同時に形成できれば、製造工程が簡略化できる。
Next, as shown in FIG. 4D, a contact hole penetrating the second
次に、図4(e)に示すように、第1隔壁層149上に、アクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる第2隔壁層150を形成する。第2隔壁層150の高さは、例えば1〜2μm程度に設定され、基板2上で有機EL素子の仕切部材として機能する。第2隔壁層150を形成するに際しては、第2隔壁層150の開口部151の壁面を、第1隔壁層149の開口部149bから若干外側へ後退させて形成するのがよい。このように第2隔壁層150の開口部151内に第1隔壁層149を一部露出させておくことで、第2隔壁層150内での液体材料の濡れ広がりを良好なものとすることができる。
Next, as shown in FIG. 4E, a
次に、図5(a)に示すように、正孔注入層形成材料を含む液体材料114aを液滴吐出ヘッド20により第2隔壁層150に囲まれた塗布位置に選択的に塗布する。正孔注入層を形成するための液体材料114aは、正孔注入層形成材料及び溶媒を含む。なお、液体材料114aを吐出する前に、必要に応じて第2隔壁層150の表面に撥液処理を施すことが望ましい。撥液処理としては、第2隔壁層150の表面をCF4、SF6、CHF3等のフッ素系化合物で表面処理する方法を採用できる。この処理により、第2隔壁層150の表面に液体材料114aに対して選択的に非親和性を発現させることができる。
Next, as shown in FIG. 5A, the
正孔注入層形成材料としては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1,1−ビス−(4−N,N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム、ポリスチレンスルフォン酸、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物(PEDOT/PSS)等を例示することができる。また、溶媒としては、イソプロピルアルコール、N−メチルピロリドン、1,3−ジメチル−イミダゾリノン等の極性溶媒を例示することができる。 As the hole injection layer forming material, polyphenylene vinylene whose polymer precursor is polytetrahydrothiophenylphenylene, 1,1-bis- (4-N, N-ditolylaminophenyl) cyclohexane, tris (8-hydroxyquinolinol) Examples thereof include aluminum, polystyrene sulfonic acid, a mixture of polyethylene dioxythiophene and polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), and the like. Examples of the solvent include polar solvents such as isopropyl alcohol, N-methylpyrrolidone, and 1,3-dimethyl-imidazolinone.
次に、図8(b)に示すように、加熱、光照射等により液体材料114aの溶媒を蒸発させ、画素電極111上に固形の正孔注入層110Aを形成する。続いて、同様の液滴吐出ヘッドにより、発光層形成材料と溶媒とを含む液体材料114bを第2隔壁層150内の正孔注入層110A上に選択的に塗布する。
Next, as illustrated in FIG. 8B, the solvent of the
発光層形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。 As the light emitting layer forming material, a known light emitting material capable of emitting fluorescence or phosphorescence can be used. Specifically, (poly) fluorene derivative (PF), (poly) paraphenylene vinylene derivative (PPV), polyphenylene derivative (PP), polyparaphenylene derivative (PPP), polyvinyl carbazole (PVK), polythiophene derivative, polymethyl Polysilanes such as phenylsilane (PMPS) are preferably used. In addition, these polymer materials include polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, and quinacridone. It can also be used by doping a low molecular weight material such as.
次に、図8(c)に示すように、加熱、光照射等により液体材料114bの溶媒を蒸発させ、正孔注入層110A上に固形の発光層110Bを形成する。これにより画素電極111上に、正孔注入層110Aと発光層110Bとを含む機能層110が形成される。
Next, as shown in FIG. 8C, the solvent of the
その後、基板全体に、第2隔壁層150、第1隔壁層149、機能層110及び共通電極用配線12aを覆う共通電極12を形成する。共通電極12は、共通電極用配線12aと標準電極電位が近い材料によって形成される。具体的には、Al、Mo、Ti、W、Cr、Ta、Mgから選択されるいずれかの金属により形成される。共通電極12は、共通電極用配線12a上に直接積層され、共通電極用配線12と重なる部分で共通電極用配線12aと電気的に接続される。共通電極12は、複数の層を積層することにより形成することもできる。この場合、少なくとも共通電極用配線12aと直接接触する面が上記金属により形成される。
Thereafter, the
以上により有機EL素子200が完成したら、必要に応じて共通電極12上に保護膜を形成する。そして、基板2の表面を封止缶或いは封止基板によって封止し、有機EL装置1を完成する。
When the
以上説明したように、本実施形態の有機EL装置1の製造方法においては、開口部149b及び240bの形成工程が画素電極111のパターニング後に行なわれるため、共通電極用配線12aの腐食を考慮せずに共通電極用配線12a上の画素電極111を除去することができる。したがって、配線設計の自由度等が大きくなり、電気的特性及び信頼性に優れた有機EL装置を提供できる。
As described above, in the method of manufacturing the
また、開口部149bと開口部240bとを同一のエッチング工程により同時に形成しているため、これらを別々に形成する場合に比べて製造工程を簡略化できる。特に、開口部149bと開口部240bとは同一平面領域内に連通して設けられるため、コンタクト部の面積を低減でき、パネルの狭額縁化に寄与することができる。
Moreover, since the
また、機能層110を形成する前に無機絶縁材料149及び第2層間絶縁膜240のパターニングを行うため、エッチングプロセスによる機能層110のダメージが生じない。例えば、有機EL素子200の内部に光共振器構造(マイクロキャビティ構造)を形成する場合など画素電極111の構成が複雑化した場合には、本方法は特に有効となる。
Further, since the inorganic insulating
[電子機器]
次に、図6を用いて、本発明のEL装置を備えた電子機器の実施形態について説明する。図6は、本発明のEL装置の一例である図1の有機EL装置を携帯電話の表示部に適用した例についての概略構成図である。同図に示す携帯電話1300は、上記実施形態の有機EL装置を小サイズの表示部1301として備え、複数の操作ボタン1302、受話口1303、及び送話口1304を備えて構成されている。上記各実施の形態の有機EL装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、信頼性が高く、発光特性に優れた電子機器を提供できる。また、本発明は、上述のような表示装置だけでなく、発光デバイス、例えばLED照明やLED光源等に適用することもできる。
[Electronics]
Next, an embodiment of an electronic apparatus provided with the EL device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example in which the organic EL device of FIG. 1 which is an example of the EL device of the present invention is applied to a display unit of a mobile phone. A
1…有機EL装置(エレクトロルミネッセンス装置)、2…基板、12…共通電極、12a…共通電極用配線、104…端子、110…機能層、110B…発光層、111…画素電極、149…第1隔壁層(第2絶縁膜)、149a…開口部(第2開口部)、149b…開口部(第3開口部)、240…第2層間絶縁膜(第1絶縁膜)、240b…開口部(第1開口部)、1300…携帯電話(電子機器)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記共通電極と電気的に接続された共通電極用配線と、
前記共通電極用配線と前記共通電極とを絶縁する絶縁膜とを備え、
前記共通電極と前記共通電極用配線とが前記絶縁膜に設けられた開口部を介して直接接触していることを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置。 An electroluminescence device comprising a functional layer composed of at least one layer including a light emitting layer, and a pair of electrodes composed of a pixel electrode and a common electrode sandwiching the functional layer,
A common electrode wiring electrically connected to the common electrode;
An insulating film that insulates the common electrode wiring and the common electrode;
The electroluminescent device, wherein the common electrode and the common electrode wiring are in direct contact with each other through an opening provided in the insulating film.
前記端子上に前記画素電極と同じ材料で形成された保護膜が設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかの項に記載のエレクトロルミネッセンス装置。 A terminal electrically connected to the pixel electrode or the common electrode is provided on a substrate,
The electroluminescent device according to claim 1, wherein a protective film made of the same material as the pixel electrode is provided on the terminal.
基板上に前記共通電極と電気的に接続される共通電極用配線を形成する工程と、
前記基板上に前記共通電極用配線を覆う第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上に前記画素電極を形成する工程と、
前記第1絶縁膜に前記共通電極用配線に達する第1開口部を形成する工程と、
前記第1開口部を介して前記共通電極用配線の表面に前記共通電極を形成する工程とを備えることを特徴とするエレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 A method for manufacturing an electroluminescent device comprising a functional layer comprising at least one layer including a light emitting layer, and a pair of electrodes comprising a pixel electrode and a common electrode sandwiching the functional layer,
Forming a common electrode wiring electrically connected to the common electrode on a substrate;
Forming a first insulating film covering the common electrode wiring on the substrate;
Forming the pixel electrode on the first insulating film;
Forming a first opening reaching the common electrode wiring in the first insulating film;
And a step of forming the common electrode on the surface of the common electrode wiring through the first opening.
前記隔壁層を形成する工程は、
前記第1絶縁膜上に前記画素電極を覆う第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜に前記画素電極に達する第2開口部を形成する工程と、
前記第2絶縁膜に前記第1開口部と連通する第3開口部を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項6に記載のエレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 Forming a partition layer on the first insulating film;
The step of forming the partition layer includes
Forming a second insulating film covering the pixel electrode on the first insulating film;
Forming a second opening reaching the pixel electrode in the second insulating film;
The method of manufacturing an electroluminescent device according to claim 6, further comprising: forming a third opening that communicates with the first opening in the second insulating film.
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2006
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