JP2009070621A - Display device - Google Patents

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Kazuki Kitamura
一樹 北村
Tetsuo Ishida
哲夫 石田
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Japan Display Central Inc
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Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a display device capable of improving the luminescent lifetime. <P>SOLUTION: The display device comprises: a display area 102 constituted by a plurality of pixels PX; a first electrode 60 disposed at the respective pixels PX on a substrate; an organic active layer 62 disposed on the first electrode 60; and a second electrode 64 formed by a mixture containing at least sliver and magnesium and disposed on the organic active layer 62. The second electrode 64 includes: a first region 641; and a second region 642 which is disposed on the side closer to the organic active layer 62 than the first region 641 and which has a silver concentration higher than that of the first region 641. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は、表示装置に係り、特に、自発光素子を含んで構成される表示装置に関する。   The present invention relates to a display device, and more particularly to a display device including self-luminous elements.

近年、平面表示装置として、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置が注目されている。この有機EL表示装置は、自発光素子である有機EL素子を備えていることから、視野角が広く、バックライトを必要とせず薄型化が可能であり、消費電力が抑えられ、且つ応答速度が速いといった特徴を有している。   In recent years, organic electroluminescence (EL) display devices have attracted attention as flat display devices. Since this organic EL display device includes an organic EL element that is a self-luminous element, the viewing angle is wide, the backlight can be thinned, the power consumption can be reduced, and the response speed can be reduced. It has the feature of being fast.

これらの特徴から、有機EL表示装置は、液晶表示装置に代わる、次世代平面表示装置の有力候補として注目を集めている。このような有機EL表示装置は、第1電極(陽極)と第2電極(陰極)との間に発光機能を有する有機化合物を含む有機活性層を保持した有機EL素子をマトリクス状に配置することにより構成されたアレイ基板を備えている。   Because of these features, organic EL display devices are attracting attention as potential candidates for next-generation flat display devices that replace liquid crystal display devices. In such an organic EL display device, organic EL elements each holding an organic active layer containing an organic compound having a light emitting function are arranged in a matrix between a first electrode (anode) and a second electrode (cathode). The array substrate is provided.

有機EL表示装置に電圧が印加されると、第1電極から有機活性層に正孔が注入され、第2電極から有機活性層に電子が注入される。これらの電子と正孔とが再結合し、電子−正孔対は、励起状態となる。電子−正孔対が励起状態から基底状態へ遷移する際に発光する。   When a voltage is applied to the organic EL display device, holes are injected from the first electrode into the organic active layer, and electrons are injected from the second electrode into the organic active layer. These electrons and holes are recombined, and the electron-hole pair is excited. Light is emitted when the electron-hole pair transitions from the excited state to the ground state.

第2電極は、電子注入機能を有する金属材料によって形成される。例えば、第2電極を銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との混合物によって形成した構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−103303号公報
The second electrode is formed of a metal material having an electron injection function. For example, the structure which formed the 2nd electrode with the mixture of silver (Ag) and magnesium (Mg) is proposed (for example, refer patent document 1).
JP 2007-103303 A

マグネシウムは、イオン化傾向が比較的大きい金属である。このため、第2電極を銀とマグネシウムとの混合物によって形成した構成においては、マグネシウムが酸化されやすい。第2電極の有機活性層との界面において、マグネシウムが酸化されてしまうと、電子注入効率が低下し、表示装置の発光寿命の低下を招いてしまうことがある。   Magnesium is a metal with a relatively large ionization tendency. For this reason, in the structure which formed the 2nd electrode with the mixture of silver and magnesium, magnesium is easy to be oxidized. If magnesium is oxidized at the interface of the second electrode with the organic active layer, the electron injection efficiency may be reduced, leading to a reduction in the light emission lifetime of the display device.

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、発光寿命を向上させることが可能な表示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a display device capable of improving the light emission lifetime.

この発明の態様による表示装置は、
複数の画素によって構成された表示エリアを備えた表示装置であって、
基板上において、各画素に配置された第1電極と、
前記第1電極上に配置された有機活性層と、
少なくとも銀及びマグネシウムを含む混合物によって形成され、前記有機活性層上に配置された第2電極と、を備え、
前記第2電極は、第1領域と、前記第1領域より前記有機活性層側に配置され前記第1領域よりも銀濃度が高い第2領域と、を有することを特徴とする。
A display device according to an aspect of the present invention includes:
A display device having a display area composed of a plurality of pixels,
A first electrode disposed in each pixel on the substrate;
An organic active layer disposed on the first electrode;
A second electrode formed by a mixture containing at least silver and magnesium and disposed on the organic active layer,
The second electrode includes a first region and a second region that is disposed closer to the organic active layer than the first region and has a silver concentration higher than that of the first region.

この発明によれば、発光寿命を向上させることが可能な表示装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a display device capable of improving the light emission lifetime.

以下、この発明の一実施の形態に係る表示装置について図面を参照して説明する。なお、この実施の形態では、表示装置として、自己発光型表示装置、例えば、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置を例にして説明する。   A display device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, a self-luminous display device, for example, an organic EL (electroluminescence) display device will be described as an example of the display device.

図1に示すように、有機EL表示装置1は、画像を表示する表示エリア102を有するアレイ基板100を備えている。表示エリア102は、マトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。また、図1では、カラー表示タイプの有機EL表示装置1を例に示しており、表示エリア102は、複数種類の色画素、例えば3原色に対応した赤色画素PXR、緑色画素PXG、及び、青色画素PXBによって構成されている。   As shown in FIG. 1, the organic EL display device 1 includes an array substrate 100 having a display area 102 for displaying an image. The display area 102 includes a plurality of pixels PX arranged in a matrix. Further, FIG. 1 illustrates a color display type organic EL display device 1 as an example, and a display area 102 includes a plurality of types of color pixels, for example, a red pixel PXR, a green pixel PXG, and a blue color corresponding to three primary colors. A pixel PXB is used.

各画素PX(R、G、B)は、画素回路10及びこの画素回路10によって駆動制御される表示素子40を備えている。図1に示した画素回路10は、一例であって、他の構成の画素回路を適用しても良いことは言うまでもない。図1に示した例では、画素回路10は、駆動トランジスタDRT、スイッチ(第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、第3スイッチSW3)、蓄積容量素子Csなどを備えて構成されている。駆動トランジスタDRTは、表示素子40に供給する電流量を制御する機能を有している。第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2は、サンプル・ホールドスイッチとして機能する。第3スイッチ素子SW3は、駆動トランジスタDRTから表示素子40への駆動電流の供給、つまり表示素子40のオン/オフを制御する機能を有している。蓄積容量素子Csは、駆動トランジスタDRTのゲートーソース間の電位を保持する機能を有している。   Each pixel PX (R, G, B) includes a pixel circuit 10 and a display element 40 that is driven and controlled by the pixel circuit 10. The pixel circuit 10 shown in FIG. 1 is an example, and it goes without saying that a pixel circuit having another configuration may be applied. In the example shown in FIG. 1, the pixel circuit 10 includes a drive transistor DRT, switches (first switch SW1, second switch SW2, third switch SW3), a storage capacitor element Cs, and the like. The drive transistor DRT has a function of controlling the amount of current supplied to the display element 40. The first switch SW1 and the second switch SW2 function as a sample / hold switch. The third switch element SW3 has a function of controlling driving current supply from the driving transistor DRT to the display element 40, that is, on / off of the display element 40. The storage capacitor element Cs has a function of holding the gate-source potential of the drive transistor DRT.

駆動トランジスタDRTは、高電位電源線P1と第3スイッチSW3との間に接続されている。表示素子40は、第3スイッチSW3と低電位電源線P2との間に接続されている。第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2のゲート電極は、第1ゲート線GL1に接続されている。第3スイッチSW3のゲート電極は、第2ゲート線GL2に接続されている。第1スイッチSW1のソース電極は、映像信号線SLに接続されている。これらの駆動トランジスタDRT、第1スイッチSW1、第2スイッチSW2、及び、第3スイッチ素子SW3は、例えば薄膜トランジスタによって構成され、その半導体層は、ここではポリシリコンによって形成されている。   The drive transistor DRT is connected between the high potential power supply line P1 and the third switch SW3. The display element 40 is connected between the third switch SW3 and the low potential power line P2. The gate electrodes of the first switch SW1 and the second switch SW2 are connected to the first gate line GL1. The gate electrode of the third switch SW3 is connected to the second gate line GL2. The source electrode of the first switch SW1 is connected to the video signal line SL. The drive transistor DRT, the first switch SW1, the second switch SW2, and the third switch element SW3 are configured by, for example, thin film transistors, and the semiconductor layer is formed of polysilicon here.

このような回路構成の場合、第1ゲート線GL1からオン信号が供給されたのに基づいて第1スイッチSW1及び第2スイッチSW2がオンとなり、映像信号線SLを流れる電流量に応じて高電位電源線P1から駆動トランジスタDRTに電流が流れ、また、駆動トランジスタDRTを流れる電流に応じて蓄積容量素子Csが充電される。これにより、駆動トランジスタDRTは、映像信号線SLから供給された電流量と同一の電流量を、高電位電源線P1から表示素子40に供給可能となる。   In the case of such a circuit configuration, the first switch SW1 and the second switch SW2 are turned on based on the ON signal supplied from the first gate line GL1, and the high potential is set according to the amount of current flowing through the video signal line SL. A current flows from the power supply line P1 to the driving transistor DRT, and the storage capacitor element Cs is charged according to the current flowing through the driving transistor DRT. As a result, the drive transistor DRT can supply the same amount of current as that supplied from the video signal line SL to the display element 40 from the high potential power supply line P1.

そして、第2ゲート線GL2からオン信号が供給されたのに基づいて第3スイッチSW3がオンとなり、蓄積容量素子CSで保持した容量に応じて、駆動トランジスタDRTは、高電位電源線P1から第3スイッチSW3を介して表示素子40に所定輝度に対応した所定量の電流を供給する。これにより、表示素子40は、所定の輝度に発光する。   Then, the third switch SW3 is turned on based on the ON signal supplied from the second gate line GL2, and the driving transistor DRT is connected to the first potential from the high potential power supply line P1 according to the capacitance held in the storage capacitor element CS. A predetermined amount of current corresponding to a predetermined luminance is supplied to the display element 40 via the three switch SW3. Thereby, the display element 40 emits light with a predetermined luminance.

表示素子40は、自発光性の表示素子である有機EL素子40(R、G、B)によって構成されている。すなわち、赤色画素PXRは、主に赤色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Rを備えている。緑色画素PXGは、主に緑色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Gを備えている。青色画素PXBは、主に青色波長に対応した光を出射する有機EL素子40Bを備えている。   The display element 40 includes an organic EL element 40 (R, G, B) that is a self-luminous display element. That is, the red pixel PXR includes an organic EL element 40R that mainly emits light corresponding to the red wavelength. The green pixel PXG includes an organic EL element 40G that mainly emits light corresponding to the green wavelength. The blue pixel PXB includes an organic EL element 40B that mainly emits light corresponding to the blue wavelength.

各種有機EL素子40(R、G、B)の構成は、基本的に同一である。すなわち、図2に示すように、アレイ基板100は、配線基板120の上に配置された複数の有機EL素子40を備えている。なお、配線基板120は、ガラス基板やプラスチックシートなどの絶縁性の支持基板上に、スイッチSW、駆動トランジスタDRT、蓄積容量素子Cs、各種配線(ゲート線GL、映像信号線SL、電源線P等)などを備えて構成されたものとする。   The configurations of the various organic EL elements 40 (R, G, B) are basically the same. That is, as shown in FIG. 2, the array substrate 100 includes a plurality of organic EL elements 40 disposed on the wiring substrate 120. Note that the wiring substrate 120 is formed on an insulating support substrate such as a glass substrate or a plastic sheet, a switch SW, a driving transistor DRT, a storage capacitor element Cs, various wirings (gate line GL, video signal line SL, power supply line P, etc. ) And the like.

有機EL素子40は、マトリクス状に配置され色画素PX毎に孤立島状に配置された第1電極60と、第1電極60に対向して配置され複数の色画素PXに共通に配置された第2電極64と、これらの第1電極60と第2電極64との間に保持された有機活性層62と、によって構成されている。   The organic EL element 40 is arranged in a matrix and is arranged in an isolated island shape for each color pixel PX, and is opposed to the first electrode 60 and is arranged in common to the plurality of color pixels PX. The second electrode 64 and the organic active layer 62 held between the first electrode 60 and the second electrode 64 are configured.

有機EL素子40を構成する第1電極60は、配線基板120表面に配置されている。第1電極60は、陽極として機能する。この第1電極60は、画素回路10を構成する第3スイッチSW3のドレイン電極にコンタクトしている。このような第1電極60は、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)などの光透過性を有する導電材料によって形成された透過層と、アルミニウム(Al)などの光反射性を有する導電材料によって形成された反射層とを積層した積層体によって構成しても良いし、透過層単層、または、反射層単層で構成しても良い。   The first electrode 60 constituting the organic EL element 40 is disposed on the surface of the wiring board 120. The first electrode 60 functions as an anode. The first electrode 60 is in contact with the drain electrode of the third switch SW3 constituting the pixel circuit 10. The first electrode 60 is formed of a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide (ITO) and a light-reflective conductive material such as aluminum (Al). Further, it may be constituted by a laminated body in which a reflective layer is laminated, or may be constituted by a single transmissive layer or a single reflective layer.

有機活性層62は、第1電極60上に配置され、少なくとも発光層62Aを含んでいる。この有機活性層62は、発光層62A以外の機能層を含むことができ、例えば、ホール注入層、ホール輸送層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層、バッファ層などの機能層を含むことができる。この有機活性層62は、複数の機能層を複合した単層で構成されても良いし、各機能層を積層した多層構造であっても良い。有機活性層62においては、発光層62Aが有機系材料であればよく、発光層62A以外の層は、無機系材料でも有機系材料でも構わない。   The organic active layer 62 is disposed on the first electrode 60 and includes at least the light emitting layer 62A. The organic active layer 62 can include functional layers other than the light emitting layer 62A, and includes, for example, functional layers such as a hole injection layer, a hole transport layer, a blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a buffer layer. Can do. The organic active layer 62 may be composed of a single layer in which a plurality of functional layers are combined, or may have a multilayer structure in which the functional layers are stacked. In the organic active layer 62, the light emitting layer 62A may be an organic material, and layers other than the light emitting layer 62A may be an inorganic material or an organic material.

有機活性層62において、発光層62A以外の機能層は共通層であっても良く、図2に示した例では、発光層62Aの第1電極60側に配置されたホール側共有層62Hは、ホール注入層及びホール輸送層を含み、また、発光層62Aの第2電極64側に配置された電子側共通層62Eは、ブロッキング層、電子輸送層及び電子注入層を含んでいる。発光層62Aは、これらのホール側共通層62Hと電子側共通層62Eとの間に配置されている。発光層62Aは、赤、緑、または青に発光する発光機能を有した有機化合物によって形成されている。   In the organic active layer 62, the functional layer other than the light emitting layer 62A may be a common layer. In the example shown in FIG. 2, the hole side shared layer 62H disposed on the first electrode 60 side of the light emitting layer 62A is The electron side common layer 62E that includes the hole injection layer and the hole transport layer and is disposed on the second electrode 64 side of the light emitting layer 62A includes a blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. The light emitting layer 62A is disposed between the hole side common layer 62H and the electron side common layer 62E. The light emitting layer 62A is formed of an organic compound having a light emitting function that emits red, green, or blue light.

第2電極64は、各色画素PXの有機活性層62上に共通に配置される。この第2電極64は、陰極として機能する。第2電極64は、電子注入機能を有する金属材料によって形成される。ここでは、第2電極64は、少なくとも銀とマグネシウムとを含む混合物によって形成された半透過層を有している。また、第2電極64は、ITOなどの光透過性を有する導電材料を用いて形成された透過層を含んでいても良い。   The second electrode 64 is disposed in common on the organic active layer 62 of each color pixel PX. The second electrode 64 functions as a cathode. The second electrode 64 is formed of a metal material having an electron injection function. Here, the second electrode 64 has a semi-transmissive layer formed of a mixture containing at least silver and magnesium. The second electrode 64 may include a transmission layer formed using a light-transmitting conductive material such as ITO.

また、アレイ基板100は、表示エリア102において、少なくとも隣接する色毎に色画素PX(R、G、B)間を分離する隔壁70を備えている。隔壁70は、例えば各第1電極60の周縁に沿って格子状またはストライプ状に配置されている。この隔壁70は、例えば、樹脂材料をパターニングすることによって形成される。また、隔壁70は、有機活性層62とともに、第2電極64によって覆われている。   In addition, the array substrate 100 includes a partition wall 70 that separates the color pixels PX (R, G, B) at least for each adjacent color in the display area 102. The partition walls 70 are arranged in a lattice shape or a stripe shape along the periphery of each first electrode 60, for example. For example, the partition wall 70 is formed by patterning a resin material. The partition wall 70 is covered with the second electrode 64 together with the organic active layer 62.

さらに、アレイ基板100の表示エリア102は、図示しない保護膜によって覆っても良い。この場合、各有機EL素子40の第2電極64が保護膜によって覆われる。このような保護膜は、例えば窒化シリコン膜や酸化シリコン膜などの無機系材料によって形成された薄膜を含んでいる。また、この保護膜は、有機系材料によって形成された薄膜を含んでもいても良い。   Further, the display area 102 of the array substrate 100 may be covered with a protective film (not shown). In this case, the second electrode 64 of each organic EL element 40 is covered with the protective film. Such a protective film includes a thin film formed of an inorganic material such as a silicon nitride film or a silicon oxide film. Further, this protective film may include a thin film formed of an organic material.

このような構成のアレイ基板100において、少なくとも表示エリア102は、封止基板200によって封止されている。すなわち、封止基板200は、アレイ基板100の有機EL素子40側に対向するように配置されている。そして、これらのアレイ基板100と封止基板200とは、表示エリア102を囲むように枠状に配置されたシール材300により貼り合わせられている。シール材300は、感光性樹脂(例えば紫外線硬化型樹脂)であっても良いし、フリットであっても良い。   In the array substrate 100 having such a configuration, at least the display area 102 is sealed by the sealing substrate 200. That is, the sealing substrate 200 is disposed so as to face the organic EL element 40 side of the array substrate 100. The array substrate 100 and the sealing substrate 200 are bonded together by a sealing material 300 arranged in a frame shape so as to surround the display area 102. The sealing material 300 may be a photosensitive resin (for example, an ultraviolet curable resin) or a frit.

ここで、第2電極64の構成について詳しく説明する。   Here, the configuration of the second electrode 64 will be described in detail.

上述したように、第2電極64の半透過層は、銀とマグネシウムとを含む混合物を用いて形成されている。図3に示すように、本実施の形態において、銀とマグネシウムとの組成比は、第2電極64の全領域で均一ではない。すなわち、銀とマグネシウムとの組成比は、第2電極64の有機活性層62との界面64A側と第2電極64の表面64B側(すなわち対向基板200と対向する側、あるいは、表示エリアが保護膜によって覆われている構成では保護膜との界面側)とでは異なる。   As described above, the semi-transmissive layer of the second electrode 64 is formed using a mixture containing silver and magnesium. As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the composition ratio of silver and magnesium is not uniform in the entire region of the second electrode 64. That is, the composition ratio of silver and magnesium is such that the interface 64A side of the second electrode 64 with the organic active layer 62 and the surface 64B side of the second electrode 64 (that is, the side facing the counter substrate 200 or the display area are protected). The structure covered with the film is different from the interface side with the protective film.

本実施の形態において、第2電極64は、その銀濃度が表面64B側の第1領域641より界面64A側の第2領域642の方が高くなるように形成されている。ここで、濃度とは、単位体積当たりに占める銀原子の割合(%)のことである。第2電極64は、銀とマグネシウムとの2成分によって形成されている場合、銀の濃度が高くなると、マグネシウムの濃度が低くなる。すなわち、第2電極64において、マグネシウムの濃度は、表面64B側の第1領域641より界面64A側の第2領域642の方が低い。つまり、銀とマグネシウムとの組成比については、マグネシウムの割合は、第2領域642より第1領域641の方が高く、また、銀の割合は、第1領域641より第2領域642の方が高い。   In the present embodiment, the second electrode 64 is formed such that its silver concentration is higher in the second region 642 on the interface 64A side than in the first region 641 on the surface 64B side. Here, the concentration is the ratio (%) of silver atoms per unit volume. When the second electrode 64 is formed of two components of silver and magnesium, the concentration of magnesium decreases as the concentration of silver increases. That is, in the second electrode 64, the concentration of magnesium is lower in the second region 642 on the interface 64A side than in the first region 641 on the surface 64B side. That is, regarding the composition ratio between silver and magnesium, the proportion of magnesium is higher in the first region 641 than in the second region 642, and the proportion of silver is in the second region 642 than in the first region 641. high.

このような第2電極64によれば、界面64A近傍の領域でのマグネシウムの濃度は、低くなる。このため、たとえマグネシウムが酸化したとしても、界面64Aでの電子注入効率の低下を防ぐことが可能となる。これにより、有機EL素子の発光寿命を向上することが可能となる。   According to such a second electrode 64, the magnesium concentration in the region near the interface 64A is low. For this reason, even if magnesium is oxidized, it is possible to prevent a decrease in electron injection efficiency at the interface 64A. Thereby, the light emission lifetime of the organic EL element can be improved.

この実施の形態においては、特に第2電極64を構成する銀及びマグネシウムを含む半透過層において、有機活性層62との界面64A側に位置する第2領域642の銀濃度がこの第2領域642よりも表面64B側に位置する第1領域641よりも高い(つまり、第2領域642のマグネシウム濃度が第1領域641よりも低い)関係を有することが特徴である。つまり、第2電極64は、第2領域642の上に第1領域641を積層した2層構造でもよいが、上述した関係を有する3層以上の積層構造でもよく、その厚み方向において有機活性層62との界面64Aに向かうにしたがって次第に銀濃度が高くなるように(つまり、連続的に銀濃度が変化するように)形成された構造であってもよい。   In this embodiment, particularly in the semi-transmissive layer containing silver and magnesium constituting the second electrode 64, the silver concentration of the second region 642 located on the interface 64A side with the organic active layer 62 is the second region 642. It is characterized by having a relationship higher than that of the first region 641 located on the surface 64B side (that is, the magnesium concentration of the second region 642 is lower than that of the first region 641). That is, the second electrode 64 may have a two-layer structure in which the first region 641 is stacked on the second region 642, or may have a stacked structure of three or more layers having the above-described relationship, and the organic active layer in the thickness direction thereof. It may be a structure formed so that the silver concentration gradually increases toward the interface 64A with 62 (that is, the silver concentration continuously changes).

ここで、図4に示すような第2電極64の半透過層において、有機活性層62との界面64Aに接する領域(つまり第2電極64の中で最も銀濃度が高い領域)Wの銀濃度と発光寿命との関係を調べた。ここでは、領域Wにおける銀濃度がそれぞれ90%、80%、70%、及び60%となるような有機EL素子のサンプルを同数個用意し、それぞれのサンプルの発光寿命を測定した。   Here, in the semi-transmissive layer of the second electrode 64 as shown in FIG. 4, the silver concentration of the region W (that is, the region having the highest silver concentration in the second electrode 64) in contact with the interface 64 </ b> A with the organic active layer 62. The relationship between the emission lifetime and the emission lifetime was investigated. Here, the same number of samples of the organic EL elements in which the silver concentration in the region W is 90%, 80%, 70%, and 60%, respectively, were prepared, and the light emission lifetime of each sample was measured.

この測定結果を図5に示す。図5においては、領域Wの銀濃度が90%のサンプルについて得られた最大の発光寿命を1としたときの他のサンプルの発光寿命を相対値で示している。   The measurement results are shown in FIG. In FIG. 5, the light emission lifetimes of other samples are shown as relative values when the maximum light emission lifetime obtained for a sample having a silver concentration of 90% in the region W is 1.

図5に示した測定結果から、領域Wにおいては、銀濃度を80%以上とする(つまりマグネシウム濃度は20%未満とする)ことにより、十分に長い発光寿命を得られることが確認できた。因みに、領域Wの銀濃度が60%のサンプルの発光寿命は、銀濃度が90%のサンプルの発光寿命の約半分しか得られなかった。   From the measurement results shown in FIG. 5, it was confirmed that in the region W, a sufficiently long light emission lifetime can be obtained by setting the silver concentration to 80% or more (that is, the magnesium concentration is less than 20%). Incidentally, the light emission lifetime of the sample having a silver concentration of 60% in the region W was only about half that of the sample having a silver concentration of 90%.

以上説明したように、第2電極64の界面64Aに接する領域Wにおいては、銀濃度が高いほどマグネシウム濃度が低くなるため、発光寿命を向上することが可能となる。特に、領域Wにおいて、銀濃度を80%以上とすることにより、有機EL素子の発光寿命を十分に延ばすことが可能となる。   As described above, in the region W in contact with the interface 64A of the second electrode 64, the higher the silver concentration, the lower the magnesium concentration, so that the light emission lifetime can be improved. In particular, in the region W, by setting the silver concentration to 80% or more, the light emission lifetime of the organic EL element can be sufficiently extended.

一方で、第2電極64の半透過層に含まれる銀濃度には上限がある。すなわち、銀のみ(銀濃度が100%)で半透過層を形成した場合、銀を成膜するときの基板温度の影響を受けやすい。このため、上述した実施の形態のように、半透過層は、銀にマグネシウムを混合した混合物によって形成されている。   On the other hand, the silver concentration contained in the semi-transmissive layer of the second electrode 64 has an upper limit. That is, when the semi-transmissive layer is formed only with silver (silver concentration is 100%), it is easily affected by the substrate temperature when silver is formed. For this reason, as in the embodiment described above, the semi-transmissive layer is formed of a mixture of silver and magnesium.

ここで、銀とマグネシウムとの組成比をパラメータとして、成膜時の基板温度(℃)に対する電極のシート抵抗値(Ω/□)を測定した。基板上に銀の単層の電極を形成した場合、基板上に銀とマグネシウムとの組成比が銀:マグネシウム=8:2の電極を形成した場合、及び、基板上に銀とマグネシウムとの組成比が銀:マグネシウム=6:4の電極を形成した場合のそれぞれのサンプルにおいて、成膜時の基板温度におけるシート抵抗値を測定した。その測定結果を図6に示す。   Here, using the composition ratio of silver and magnesium as a parameter, the sheet resistance value (Ω / □) of the electrode with respect to the substrate temperature (° C.) during film formation was measured. When an electrode having a single silver layer is formed on a substrate, an electrode having a silver: magnesium composition ratio of 8: 2 is formed on the substrate, and a composition of silver and magnesium is formed on the substrate. The sheet resistance value at the substrate temperature at the time of film formation was measured for each sample when an electrode having a ratio of silver: magnesium = 6: 4 was formed. The measurement results are shown in FIG.

この測定結果から、第2電極64を銀の単層によって電極を形成したサンプルについては、最も基板温度の影響を受けることが分かる。基板温度が45℃を越えると、電極のシート抵抗値が急激に増加する。つまり、シート抵抗値の増加が抑制できる基板温度のマージンが狭い。   From this measurement result, it can be seen that the sample in which the second electrode 64 is formed of a single silver layer is most affected by the substrate temperature. When the substrate temperature exceeds 45 ° C., the sheet resistance value of the electrode increases rapidly. That is, the margin of the substrate temperature that can suppress the increase in the sheet resistance value is narrow.

一方、銀とマグネシウムとの混合物によって電極を形成したサンプルについては、いずれも基板温度の影響を受けにくく、安定したシート抵抗値が得られることが確認できた。   On the other hand, it was confirmed that all the samples in which the electrodes were formed by a mixture of silver and magnesium were less affected by the substrate temperature and a stable sheet resistance value was obtained.

このように、第2電極64の銀とマグネシウムとの組成比において、銀の割合が大きくなると、基板温度の影響を受けることが分かる。すなわち、マグネシウムの割合が大きくなるほど、基板温度の影響を受けにくくなることが分かる。つまり、基板温度の大幅な増加に対してもシート抵抗値の増加を抑制するためには、銀にマグネシウムを混合した電極構成を適用することが有効である。   Thus, it can be seen that when the ratio of silver increases in the composition ratio of silver and magnesium of the second electrode 64, the second electrode 64 is affected by the substrate temperature. That is, it can be seen that the greater the proportion of magnesium, the less affected by the substrate temperature. That is, it is effective to apply an electrode configuration in which magnesium is mixed with silver in order to suppress an increase in sheet resistance value even when the substrate temperature is significantly increased.

本実施の形態では、第2電極64は、マグネシウムと銀との混合物によって形成され、しかも、その界面64A近傍の領域において、マグネシウムの濃度が低く、銀の濃度が高くなるように形成されている。そのため、第2電極64の界面近傍領域において、酸化が抑制され、発光寿命を向上することができるとともに、第2電極64を成膜する過程での基板温度の影響を受けにくく、形成された第2電極64のシート抵抗値の増加を抑制することが可能となる。   In the present embodiment, the second electrode 64 is formed of a mixture of magnesium and silver, and is formed so that the concentration of magnesium is low and the concentration of silver is high in the region near the interface 64A. . Therefore, in the region near the interface of the second electrode 64, oxidation can be suppressed and the light emission lifetime can be improved, and the second electrode 64 formed is not easily affected by the substrate temperature in the process of forming the second electrode 64. An increase in the sheet resistance value of the two electrodes 64 can be suppressed.

次に、本実施の形態において、有機EL素子の具体的な製造方法の一例について説明する。   Next, in the present embodiment, an example of a specific method for manufacturing an organic EL element will be described.

まず、配線基板120上の表示エリア102において、複数種類の色画素PX(R、G、B)毎に独立島状の第1電極60を形成する。すなわち、配線基板120の一主面側において陽極として機能する金属膜をパターン化し、第1電極60を形成する。この第1電極60については、一般的はフォトリソグラフィプロセスで形成しても良いし、色画素PX(R、G、B)に対応したパターン(すなわち各色画素PXの第1電極60の形状に対応した開口パターン)を有する蒸着マスクを介して金属材料源を蒸着する蒸着法によって形成しても良い。   First, in the display area 102 on the wiring substrate 120, the independent island-shaped first electrode 60 is formed for each of a plurality of types of color pixels PX (R, G, B). That is, the first electrode 60 is formed by patterning a metal film functioning as an anode on one main surface side of the wiring board 120. The first electrode 60 may be generally formed by a photolithography process, or may correspond to a pattern corresponding to the color pixel PX (R, G, B) (that is, corresponding to the shape of the first electrode 60 of each color pixel PX). May be formed by a vapor deposition method in which a metal material source is vapor-deposited through a vapor deposition mask having an opening pattern.

続いて、各色画素PX(R、G、B)を分離する隔壁70を形成する。すなわち、第1電極60上を含む配線基板120の一主面側全体に感光性樹脂材料、例えば、アクリルタイプのポジティブトーンのレジストを成膜した後に、フォトリソグラフィプロセスなどでパターニングした後に、焼成処理を行う。これにより、各色画素PX(R、G、B)を囲むように第1電極60の縁に沿った格子状の隔壁70が形成される。   Subsequently, a partition wall 70 that separates the color pixels PX (R, G, B) is formed. That is, after a photosensitive resin material, for example, an acrylic positive tone resist is formed on the entire main surface of the wiring substrate 120 including the first electrode 60, a baking process is performed after patterning by a photolithography process or the like. I do. Thereby, a grid-like partition wall 70 is formed along the edge of the first electrode 60 so as to surround each color pixel PX (R, G, B).

続いて、各色画素PX(R、G、B)内における第1電極60上に有機活性層62を形成する。ここでは、有機活性層62は、複数の薄膜、すなわちホール注入層、ホール輸送層、発光層62A、ブロッキング層、電子輸送層を積層して構成されている。   Subsequently, an organic active layer 62 is formed on the first electrode 60 in each color pixel PX (R, G, B). Here, the organic active layer 62 is formed by laminating a plurality of thin films, that is, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer 62A, a blocking layer, and an electron transport layer.

まず、蒸着法などにより複数種類の色画素PX(R、G、B)に共通のホール注入層及びホール輸送層を連続して成膜し、ホール側共通層62Hを形成する。ここでは、ホール注入層として、CuPc(銅フタロシアニン)を成膜した。ホール輸送層として、α−NPD(芳香族ジアミン)を成膜した。   First, a hole injection layer and a hole transport layer that are common to a plurality of types of color pixels PX (R, G, B) are continuously formed by vapor deposition or the like to form a hole-side common layer 62H. Here, CuPc (copper phthalocyanine) was formed as the hole injection layer. As the hole transport layer, α-NPD (aromatic diamine) was formed.

その後、マスク蒸着法などにより色画素PX(R、G、B)のそれぞれに個別の発光層62A(R、G、B)を形成する。ここでは、赤色画素PXRに配置される発光層62Aとして、ホスト材料にAlq(アルミニウムキリノール錯体)、ドーパント材料にDCM色素を成膜した。また、緑色画素PXGに配置される発光層62Aとして、ホスト材料にAlq(アルミニウムキリノール錯体)、ドーパント材料にクマリン誘電体を成膜した。また、青色画素PXBに配置される発光層62Aとして、ホスト材料にAlq(アルミニウムキリノール錯体)、ドーパント材料にペリレンを成膜した。 Thereafter, individual light emitting layers 62A (R, G, B) are formed on the color pixels PX (R, G, B) by a mask vapor deposition method or the like. Here, as the light-emitting layer 62A disposed in the red pixel PXR, Alq 3 (aluminum kilinol complex) is formed as a host material, and a DCM dye is formed as a dopant material. Further, as the light emitting layer 62A disposed in the green pixel PXG, Alq 3 (aluminum kilinol complex) was formed as a host material, and a coumarin dielectric was formed as a dopant material. In addition, as the light emitting layer 62A disposed in the blue pixel PXB, Alq 3 (aluminum kilinol complex) was formed as a host material, and perylene was formed as a dopant material.

その後、蒸着法などにより複数種類の色画素PX(R、G、B)に共通のブロッキング層、及び、電子輸送層を連続して成膜し、電子側共通層62Eを形成する。ここでは、ブロッキング層として、BAlq(キリノール系錯体誘電体)を成膜した。さらに、電子輸送層として、Alq(アルミニウムキリノール錯体)を成膜した。 Thereafter, a common blocking layer and an electron transport layer are successively formed on a plurality of types of color pixels PX (R, G, B) by vapor deposition or the like, thereby forming an electron side common layer 62E. Here, as a blocking layer, BAlq (kyrinol complex dielectric) was formed. Furthermore, Alq 3 (aluminum kilinol complex) was formed as an electron transport layer.

続いて、有機活性層62上に複数種類の色画素PX(R、G、B)に共通の第2電極64を形成する。すなわち、第2電極64は、有機活性層62を配置した配線基板120の一主面側に陰極として機能する金属材源をドライプロセス、例えば所定の開口パターンを有する蒸着マスクを介して蒸着するマスク蒸着法によって形成可能である。   Subsequently, a second electrode 64 common to a plurality of types of color pixels PX (R, G, B) is formed on the organic active layer 62. That is, the second electrode 64 is a mask for depositing a metal material functioning as a cathode on one main surface side of the wiring substrate 120 on which the organic active layer 62 is disposed through a dry process, for example, a deposition mask having a predetermined opening pattern. It can be formed by vapor deposition.

ここでは、第2電極64は、マグネシウム及び銀の混合物によって形成される。このとき、銀の蒸着レートを0.8オングストローム/sから0.4オングストローム/sまでに徐々に変化させる一方で、マグネシウムの蒸着レートを0.2オングストローム/sから0.6オングストローム/sまで徐々に変化させマグネシウムを同時に蒸着する。これにより、界面64A側の銀の濃度は高く(マグネシウムの濃度は低く)、表面64B側のマグネシウムの濃度は高い(銀の濃度は低い)第2電極64が形成される。   Here, the second electrode 64 is formed of a mixture of magnesium and silver. At this time, the deposition rate of silver is gradually changed from 0.8 angstrom / s to 0.4 angstrom / s, while the magnesium deposition rate is gradually changed from 0.2 angstrom / s to 0.6 angstrom / s. Magnesium is deposited at the same time. As a result, the second electrode 64 having a high silver concentration on the interface 64A side (low magnesium concentration) and a high magnesium concentration on the surface 64B side (low silver concentration) is formed.

このような工程により、有機EL素子40が形成される。   By such a process, the organic EL element 40 is formed.

このようにして形成した有機EL素子40によれば、第2電極64は、その厚み方向において有機活性層62との界面64Aに向かうにしたがって次第に銀濃度が高くなるように形成されており、特に、界面64Aに接する領域においては銀濃度が最も高く、また、マグネシウム濃度が最も低い分布となっていた。そして、この有機EL素子によれば、十分に長い発光寿命が得られることが確認できた。   According to the organic EL element 40 thus formed, the second electrode 64 is formed such that the silver concentration gradually increases toward the interface 64A with the organic active layer 62 in the thickness direction thereof. In the region in contact with the interface 64A, the silver concentration was highest and the magnesium concentration was lowest. And according to this organic EL element, it has confirmed that a sufficiently long light emission lifetime was obtained.

なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment itself, In the stage of implementation, it can change and implement a component within the range which does not deviate from the summary. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

図1は、この発明の一実施の形態に係る有機EL表示装置の構成を概略的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an organic EL display device according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示した有機EL表示装置の1画素分の構造を概略的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of one pixel of the organic EL display device shown in FIG. 図3は、図2に示した有機EL表示装置の第2電極の構成を概略的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the second electrode of the organic EL display device shown in FIG. 図4は、図3に示した第2電極の界面近傍領域を示す図である。FIG. 4 is a view showing a region near the interface of the second electrode shown in FIG. 図5は、第2電極の界面近傍領域の銀濃度と発光寿命の関係を示した図である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between the silver concentration in the vicinity of the interface of the second electrode and the light emission lifetime. 図6は、基板温度と電極のシート抵抗値との関係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the substrate temperature and the sheet resistance value of the electrode.

符号の説明Explanation of symbols

1…有機EL表示装置 PX(R、G、B)…色画素
10…画素回路 DRT…駆動トランジスタ
SW1…第1スイッチ SW2…第2スイッチ
SW3…第3スイッチ Cs…蓄積容量素子
40…有機EL素子 60…第1電極
62…有機活性層 64…第2電極
64A…界面 64B…表面
W…界面近傍領域
70…隔壁
100…アレイ基板 102…表示エリア
200…封止基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL display device PX (R, G, B) ... Color pixel 10 ... Pixel circuit DRT ... Drive transistor SW1 ... 1st switch SW2 ... 2nd switch SW3 ... 3rd switch Cs ... Storage capacitor element 40 ... Organic EL element DESCRIPTION OF SYMBOLS 60 ... 1st electrode 62 ... Organic active layer 64 ... 2nd electrode 64A ... Interface 64B ... Surface W ... Interface vicinity area 70 ... Partition 100 ... Array substrate 102 ... Display area 200 ... Sealing substrate

Claims (3)

複数の画素によって構成された表示エリアを備えた表示装置であって、
基板上において、各画素に配置された第1電極と、
前記第1電極上に配置された有機活性層と、
少なくとも銀及びマグネシウムを含む混合物によって形成され、前記有機活性層上に配置された第2電極と、を備え、
前記第2電極は、第1領域と、前記第1領域より前記有機活性層側に配置され前記第1領域よりも銀濃度が高い第2領域と、を有することを特徴とする表示装置。
A display device having a display area composed of a plurality of pixels,
A first electrode disposed in each pixel on the substrate;
An organic active layer disposed on the first electrode;
A second electrode formed by a mixture containing at least silver and magnesium and disposed on the organic active layer,
The display device, wherein the second electrode includes a first region and a second region that is disposed closer to the organic active layer than the first region and has a silver concentration higher than that of the first region.
前記第2領域は、前記有機活性層との界面に接する領域であって、その銀濃度は80%以上であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the second region is a region in contact with an interface with the organic active layer, and a silver concentration thereof is 80% or more. 前記第2電極は、その厚み方向において、前記有機活性層との界面に向かうにしたがって次第に銀濃度が高くなるように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。   The display device according to claim 1, wherein the second electrode is formed such that a silver concentration gradually increases in a thickness direction toward an interface with the organic active layer.
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