JP2009301934A - Method of manufacturing organic electroluminescent display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an organic EL display device.
有機ＥＬ表示装置は、自発光性で視認性が高く、液晶表示素子に比べて薄型軽量化が可能であるため、近年盛んに開発が進められている。有機ＥＬ表示装置は、第一の電極と発光層を含む有機ＥＬ層と第二の電極との積層構造をなす有機ＥＬ素子の集合体で構成され、それぞれの電極は外部回路と接続するための取出電極部と導通がとられている。 Organic EL display devices are self-luminous, have high visibility, and can be made thinner and lighter than liquid crystal display elements, and thus have been actively developed in recent years. The organic EL display device is composed of an assembly of organic EL elements having a laminated structure of an organic EL layer including a first electrode, a light emitting layer, and a second electrode, and each electrode is connected to an external circuit. The extraction electrode part is electrically connected.
このような有機ＥＬ表示装置の例として、互いに直交する陽極線と陰極線との交点位置に有機ＥＬ素子をマトリクス状に配置したパッシブマトリックス式表示装置が提案されている。また他の例として、マトリクス状に配置した有機ＥＬ素子のそれぞれにＴＦＴを付加して制御するアクティブマトリックス式表示装置が提案されている。 As an example of such an organic EL display device, a passive matrix display device has been proposed in which organic EL elements are arranged in a matrix at intersections between mutually orthogonal anode lines and cathode lines. As another example, an active matrix display device has been proposed in which TFTs are added to and controlled by each of organic EL elements arranged in a matrix.
有機ＥＬ表示装置は、第一の電極と第二の電極のショートが原因となって、当該画素に駆動電流が流れなくなり、非点灯画素となる欠陥を生じることが知られている。 It is known that the organic EL display device has a defect that becomes a non-lighted pixel due to a short circuit between the first electrode and the second electrode, so that the driving current does not flow to the pixel.
このような不都合に対処するため、ショート箇所を分断し欠陥防止を行おうとする提案がある（特許文献１参照）。また、完成された一対の電極間に電圧を印加するエージング処理を行って、ショート欠陥をオープン破壊させて欠陥防止を行おうとする提案がある（特許文献２参照）。 In order to deal with such an inconvenience, there is a proposal to prevent a defect by dividing a short portion (see Patent Document 1). In addition, there is a proposal to prevent defects by performing an aging process in which a voltage is applied between a pair of completed electrodes to open-break a short defect (see Patent Document 2).
上述した第一の電極と第二の電極のショートの原因としては次の三つの形態が考えられる。まず初めに、第一の電極の表面粗度異常がある。第一の電極形成時の異常による電極表面の凹凸形状と想定される。この種の異常は、電極形成後の検査で除外されることが多く、実際の有機ＥＬ表示装置の製造工程ではほとんど見られない。 The following three forms can be considered as the cause of the short circuit between the first electrode and the second electrode. First, there is an abnormality in the surface roughness of the first electrode. It is assumed that the surface of the electrode is uneven due to an abnormality in forming the first electrode. This type of abnormality is often excluded by inspection after electrode formation, and is rarely seen in the actual manufacturing process of an organic EL display device.
次に、有機ＥＬ層のピンホールによるものがある。有機ＥＬ層の蒸着時の異常によるものと想定され、蒸着材料と第一の電極間の界面密着不良、または異物が介在するも密着が弱く有機材料の一部を伴って脱落したものなどが考えられる。実際には、有機ＥＬ層は複数の機能層の積層構造体であるため、第一の電極が露出するほどのピンホールを生じることは稀である。 Next, there are those due to pinholes in the organic EL layer. It is assumed that this is due to an abnormality in the evaporation of the organic EL layer, and the interface adhesion failure between the evaporation material and the first electrode, or a foreign material intervening but the adhesion is weak and dropped with some organic material is considered. It is done. Actually, since the organic EL layer is a laminated structure of a plurality of functional layers, it is rare that a pinhole is formed so that the first electrode is exposed.
最後に、第一の電極上への異物等の付着によるものがある。蒸着堆積膜には異方性があるため、異物周りの側面及び異物に遮られた第一の電極上には蒸着層の断層が形成され、第一の電極の一部が露出することがある。この部分に第二の電極が堆積形成されると、ショート欠陥となる。実際の有機ＥＬ表示装置の製造工程では、この種の異常が大半を占める。 Finally, there is a thing due to adhesion of foreign matter or the like on the first electrode. Since the vapor deposition film has anisotropy, a fault of the vapor deposition layer may be formed on the side surface around the foreign material and on the first electrode blocked by the foreign material, and a part of the first electrode may be exposed. . When the second electrode is deposited and formed on this portion, a short defect is caused. In the actual manufacturing process of an organic EL display device, this kind of abnormality occupies most.
一般に、有機ＥＬ層は、全体でも膜厚が数１００ｎｍ以下であるため、電極間に異物が介在することでショートが発生しやすい。しかも、第一の電極上においてサブミクロンオーダーの異物付着を防止するのは非常に困難であるため、非点灯画素欠陥の防止対策の大きな問題となっている。 In general, the organic EL layer has a film thickness of several hundred nm or less as a whole, and therefore a short circuit is likely to occur due to the presence of foreign matter between the electrodes. In addition, it is very difficult to prevent the adhesion of foreign matter on the submicron order on the first electrode, which is a big problem for preventing non-lighting pixel defects.
これらの問題に対処するために、上述した特許文献１に記載された技術のように、ショート箇所を分断し欠陥防止を行おうとする提案がある。特許文献１に記載された方法は、全面点灯させた有機ＥＬ表示装置の非点灯画素を光学顕微鏡で捉えて位置を求める。そして、求められた位置に基づき、非点灯画素を赤外線温度画像検出顕微鏡で捉えて、発熱したショート箇所の位置を求める。さらに、求められた位置に基づき、ショート箇所を光学顕微鏡で捉えるとともに、光学顕微鏡と同一の光軸でレーザを照射して、発熱箇所であるショート箇所を分断するものである。 In order to deal with these problems, there is a proposal to prevent a defect by dividing a short portion as in the technique described in Patent Document 1 described above. The method described in Patent Document 1 obtains a position by capturing non-lighting pixels of an organic EL display device that is entirely lit with an optical microscope. Then, based on the obtained position, the non-lighted pixels are captured by the infrared temperature image detection microscope, and the position of the shorted portion where heat is generated is obtained. Furthermore, based on the obtained position, the short-circuited portion is captured by an optical microscope, and the laser is irradiated with the same optical axis as that of the optical microscope to divide the short-circuited portion that is a heat generating portion.
しかし、このような提案によると、非点灯画素欠陥を防止するために多大な時間と工程が必要となり、ひいてはパネルの製造コストを押し上げることになる。 However, according to such a proposal, a great amount of time and processes are required to prevent non-lighting pixel defects, which in turn increases the manufacturing cost of the panel.
一方で、上述した特許文献２に記載された技術のように、完成された一対の電極間に電圧を印加するエージング処理を行って、ショート欠陥をオープン破壊させ欠陥防止を行おうとする提案もある。オープン破壊とは、ショート欠陥を不導体化させることである。オープン破壊は、エージングの際に生じるジュール熱によって、当該膜欠陥部に対応する電極を破壊してオープン状態（絶縁状態）としたり、酸化して不導体化したりする等の現象により発生すると考えられる。 On the other hand, as in the technique described in Patent Document 2 described above, there is also a proposal for performing defect prevention by performing an aging process in which a voltage is applied between a pair of completed electrodes to open break a short defect. . Open breakdown is to make a short defect non-conductive. The open breakdown is considered to occur due to a phenomenon such as the Joule heat generated during aging destroys the electrode corresponding to the film defect portion into an open state (insulated state) or oxidizes to become a non-conductor. .
しかし、このような提案によると、一旦形成されたショート欠陥をオープン破壊するにはかなりの困難を伴う。パッシブマトリックス表示装置であれば、ショート欠陥を切ったと同時に素子が破損され、あるいは熱劣化してしまうことがある。アクティブマトリックス表示装置であれば、ＴＦＴの許容電流以下ではショート欠陥を破壊できる可能性が低くなる。 However, according to such a proposal, it is very difficult to open-break a short defect once formed. In the case of a passive matrix display device, an element may be damaged or thermally deteriorated as soon as a short defect is cut. In the case of an active matrix display device, the possibility of destroying a short-circuit defect is reduced below the allowable current of the TFT.
本発明は、上述した問題に鑑み提案されたもので、有機ＥＬ表示装置のショート欠陥をオープン破壊するにあたって、有機ＥＬ表示装置の欠陥や機能の低下を来すことなく、生産性が高い有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described problems. When an organic EL display device is short-circuited, an organic EL display device having high productivity without causing a defect or a reduction in function of the organic EL display device. It is an object to provide a method for manufacturing a display device.
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、上述した目的を達成するため、以下の特徴点を備えている。すなわち、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、第一の電極を有する基板上に、有機ＥＬ層と、第二の電極とを形成した有機ＥＬ表示装置の製造方法に関するものである。そして、前記第一の電極と前記第二の電極との間に、それぞれの取出電極部を介して電圧を印加しながら前記第二の電極を形成して、成膜時に発生する欠陥をオープン破壊することを特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, the method for manufacturing an organic EL display device of the present invention has the following features. That is, the method for producing an organic EL display device of the present invention relates to a method for producing an organic EL display device in which an organic EL layer and a second electrode are formed on a substrate having a first electrode. Then, between the first electrode and the second electrode, the second electrode is formed while applying a voltage via the respective extraction electrode portions, and the defects generated during the film formation are open broken. It is characterized by doing.
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、第一の電極と第二の電極との間にショート欠陥が形成される初期の段階で、ショート欠陥をオープン破壊することが可能となる。第二の電極形成初期の時点において、ショート欠陥は未だ分子レベルの微小なサイズにあることから、有機ＥＬ層の耐圧未満の電圧とわずかな電流で本操作は可能となる。そして、発生するジュール熱はわずかに抑えられ、周辺部への熱劣化の影響や画素ならびに配線の断線はほとんど見られない。また、これら一連の初期のショート欠陥のオープン破壊のための工程は、第二の電極形成工程と並行して行うことができるので、新たな工程時間を省略することができる。 According to the method for manufacturing an organic EL display device of the present invention, it is possible to open break the short defect at an early stage when the short defect is formed between the first electrode and the second electrode. Since the short defect is still in a very small size at the molecular level at the initial stage of the second electrode formation, this operation can be performed with a voltage lower than the withstand voltage of the organic EL layer and a slight current. The generated Joule heat is slightly suppressed, and the influence of thermal deterioration on the peripheral portion and disconnection of pixels and wirings are hardly seen. In addition, the series of steps for the open breakdown of the initial short defect can be performed in parallel with the second electrode forming step, so that a new process time can be omitted.
したがって、非点灯画素欠陥のない有機ＥＬ表示装置を、生産性良く製造することが可能となる。 Therefore, it becomes possible to manufacture an organic EL display device free from non-lighting pixel defects with high productivity.
以下、図面を参照して、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法の実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a method for manufacturing an organic EL display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明するもので、（ａ）は初期のショート欠陥を有する有機ＥＬ表示装置の模式図、（ｂ）はショート欠陥をオープン破壊した後の有機ＥＬ表示装置の模式図である。なお、図１において、１０１は基板、１０２は画素バンク、１０３は第一の電極、１０４は有機ＥＬ層、１０５は第二の電極（取出電極部を含む）、１０６は電源、１０７は異物、１０８は初期のショート欠陥をそれぞれ示す。
1A and 1B illustrate a method for manufacturing an organic EL display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic diagram of an organic EL display device having an initial short defect, and FIG. It is a schematic diagram of the organic EL display device after destruction. In FIG. 1, 101 is a substrate, 102 is a pixel bank, 103 is a first electrode, 104 is an organic EL layer, 105 is a second electrode (including the extraction electrode portion), 106 is a power source, 107 is a foreign object,
本発明の実施形態に係る製造方法で製造される有機ＥＬ表示装置は、第一の電極１０３を有する基板１０１上に、有機ＥＬ層１０４と、第二の電極１０５とが形成されている。そして、第一の電極１０３と第二の電極１０５との間に、それぞれの取出電極部を介して電源１０６から電圧を印加しながら第二の電極１０５を形成して、成膜時に発生するショート欠陥をオープン破壊するようになっている。
In the organic EL display device manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, the
ショート欠陥は、一旦形成されてしまうとオープン破壊することが困難になる。例えば、図１（ａ）に示すように、異物１０７によって、初期のショート欠陥１０８が発生することがある。そこで、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法では、図１（ａ）に示すように、第二の電極１０５を形成する工程中に、有機ＥＬ層１０４を形成する有機材料の耐圧以下の微小な電圧を第一の電極１０３と第二の電極１０５の間に印加しておく。そして、第二の電極１０５が第一の電極１０３と分子レベルの接触をしたときには、微小なジュール熱の効果によってオープン破壊がなされ、図１（ｂ）に示すように、非点灯画素欠陥を回避しながら第二の電極１０５が形成される。
Once the short defect is formed, it becomes difficult to open break. For example, as shown in FIG. 1A, the initial
次に、有機ＥＬ表示装置の表示形式に応じた駆動方法について説明する。 Next, a driving method according to the display format of the organic EL display device will be described.
図２は、パッシブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置において、画素に初期のショート欠陥が付随した状態を示す画素回路図である。図２において、２０１は画素、２０２は初期のショート欠陥、２０３は陽極、２０４は陰極をそれぞれ示す。 FIG. 2 is a pixel circuit diagram showing a state in which an initial short defect is attached to a pixel in a passive matrix type organic EL display device. In FIG. 2, 201 indicates a pixel, 202 indicates an initial short defect, 203 indicates an anode, and 204 indicates a cathode.
図２に示すように、画素回路の陽極２０３及び陰極２０４は、それぞれ複数の画素２０１を取りまとめて、それぞれ基板上の任意の位置に配置された取出電極部（不図示）に接続されている。画素２０１と初期のショート欠陥２０２には、その取出電極部を介して複数の画素２０１をまとめて電圧が印加されている。陽極２０３と陰極２０４との間において初期のショート欠陥２０２が形成される過程で、ショート欠陥２０２が細いうちにオープン破壊が行われ、ショート欠陥２０２が途切れる。このときの電圧は、有機材料の耐圧以下であれば漸増、漸減させてもよく、また、第二の電極（陰極２０４）の形成開始から断続的に印加してもよい。
As shown in FIG. 2, the
図３は、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置において、画素に初期のショート欠陥が付随した状態を示す画素回路図である。なお、図３において、３０１は陽極、３０２はパルス信号、３０３はビデオ電流信号、３０４は画素、３０５は初期のショート欠陥、３０６は陰極をそれぞれ示す。 FIG. 3 is a pixel circuit diagram showing a state in which an initial short defect is attached to a pixel in an active matrix type organic EL display device. In FIG. 3, 301 denotes an anode, 302 denotes a pulse signal, 303 denotes a video current signal, 304 denotes a pixel, 305 denotes an initial short defect, and 306 denotes a cathode.
図３に示すように、画素回路の陽極３０１及び陰極３０６は、それぞれ複数の画素３０４を取りまとめて、それぞれ基板上の任意の位置に配置された取出電極部（不図示）に接続されている。また、パルス信号３０２及びビデオ電流信号３０３を与え、画素３０４と初期のショート欠陥３０５に電圧が印加される。陽極３０１と陰極３０６との間において初期のショート欠陥３０５が形成される過程で、ショート欠陥３０５が細いうちにオープン破壊が行われ、ショート欠陥３０５が途切れる。このときの電圧は、有機材料の耐圧以下であれば漸増、漸減させてもよく、また、第二の電極（陰極３０６）の形成開始から断続的に印加してもよい。
As shown in FIG. 3, the
第二の電極の形成工程は、真空成膜装置によるマスク成膜で行われる。この際、有機ＥＬ表示装置の取出電極部は、マスクで遮蔽された領域に存在する。この取出電極部のマスクにプローブを配備して、不要部分は絶縁化処理を講じることにより、成膜中の電圧印加が可能となる。 The step of forming the second electrode is performed by mask film formation using a vacuum film formation apparatus. At this time, the extraction electrode portion of the organic EL display device exists in an area shielded by the mask. By applying a probe to the mask of the extraction electrode portion and applying an insulating process to the unnecessary portion, it is possible to apply a voltage during film formation.
図４は、アクティブマトリックス方式の有機ＥＬ表示装置におけるマスク成膜を示す模式図である。なお、図４において、４０１は基板、４０２は第二の電極成膜領域、４０３は取出電極部、４０４はマスクをそれぞれ示す。 FIG. 4 is a schematic diagram showing mask film formation in an active matrix type organic EL display device. In FIG. 4, 401 denotes a substrate, 402 denotes a second electrode film formation region, 403 denotes an extraction electrode portion, and 404 denotes a mask.
図４に示すように、マスク４０４の取出電極部４０３に独立して必要な電力及び信号を与えることで、初期のショート欠陥のオープン破壊が可能となる。複数枚の有機ＥＬ表示装置を配置したアレイ基板においては、複数枚分の取出電極部４０３を集約してから、電力及び信号を供給してもかまわない。
As shown in FIG. 4, by providing necessary power and signals independently to the
次に、具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples will be described.
［実施例１］
実施例１として、２インチ角のＴＦＴ基板の上に、以下に示す公知の材料を用いて有機ＥＬ表示装置を作製した。すなわち、第一の電極としてＣｒを配設したＴＦＴ基板に、ＵＶ／オゾン洗浄処理を施した上に、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる有機発光層を、それぞれ以下に示す材料によって真空蒸着法で形成した。
[Example 1]
As Example 1, an organic EL display device was manufactured on a 2-inch square TFT substrate using the following known materials. That is, a TFT substrate on which Cr is disposed as a first electrode is subjected to UV / ozone cleaning treatment, and then an organic light emitting layer composed of a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer, It formed by the vacuum evaporation method with the material shown below.
正孔輸送層として、αＮＰＤを５０ｎｍの膜厚で成膜した。 As the hole transport layer, αNPD was formed to a thickness of 50 nm.
発光層として、アルミキレート錯体（Ａｌｑ3）とクマリン６を１００：６の重量比率で共蒸着し５０ｎｍの膜厚で形成した。 As the light emitting layer, an aluminum chelate complex (Alq 3 ) and coumarin 6 were co-evaporated at a weight ratio of 100: 6 to form a film thickness of 50 nm.
電子輸送層として、フェナントロリン化合物を１０ｎｍの膜厚で形成した。 As the electron transport layer, a phenanthroline compound was formed with a thickness of 10 nm.
さらに、電子注入層として、上記のフェナントロリン化合物と炭酸セシウムＣｓ2ＣＯ3を１００：１の重量比で共蒸着し４０ｎｍの膜厚で形成した。 Further, as the electron injection layer, the above phenanthroline compound and cesium carbonate Cs 2 CO 3 were co-evaporated at a weight ratio of 100: 1 to form a film thickness of 40 nm.
この上に、第二の電極として、スパッタリング法によるＩＴＯ薄膜を、圧力１．６Ｐａ、電力７００ｗ、Ａｒガス４０ｓｃｃｍ，Ｏ2ガス０．１ｓｃｃｍの条件で形成した。スパッタチャンバーには、基板の取出電極部にプローブを配備して、信号には全面点灯の信号を供給し、電源線には最大１５Ｖを供給しながら成膜を行った。第二の電極は、６０秒間で６０ｎｍの膜厚になるよう成膜した。電圧印加は、成膜１０秒後から０．３Ｖ／秒の勾配で電源電圧を５０秒間昇圧し、成膜後１０秒間は１５Ｖを維持して画素を形成した。 On this, an ITO thin film by sputtering was formed as a second electrode under the conditions of pressure 1.6 Pa, power 700 w, Ar gas 40 sccm, O 2 gas 0.1 sccm. In the sputtering chamber, a probe was provided on the extraction electrode portion of the substrate, and a signal for lighting the entire surface was supplied as a signal, and film formation was performed while supplying a maximum of 15 V to the power line. The second electrode was formed to a film thickness of 60 nm in 60 seconds. In the voltage application, the power supply voltage was increased for 50 seconds at a slope of 0.3 V / second after 10 seconds from the film formation, and the pixel was formed by maintaining 15 V for 10 seconds after the film formation.
その後、封止ガラスで表示画素部を封止して、有機ＥＬ表示装置を完成させた。 Thereafter, the display pixel portion was sealed with sealing glass to complete an organic EL display device.
このようにして作製した有機ＥＬ表示装置を点灯しながら、光学顕微鏡（倍率２００倍）で全面観察し、非点灯画素の計数を行ったところ、３箇所の非点灯画素と１００個以上の発光画素内黒点が計数された。発光画素内の黒点を観察したところ、黒点周りにはオープン破壊で絶縁化された領域が存在することが確認された。 While the organic EL display device thus produced was turned on, the entire surface was observed with an optical microscope (200 × magnification) and the number of non-lighted pixels was counted. As a result, three non-lighted pixels and 100 or more light-emitting pixels were obtained. Inner sunspots were counted. Observation of a black spot in the light emitting pixel confirmed that there was an insulating region around the black spot due to open breakdown.
［比較例１］
比較例１として、基板に対して電圧無印加で第二の電極形成を行うこと以外は、実施例１と同様の方法で、有機ＥＬ表示装置を作製した。このようにして作製した有機ＥＬ表示装置を、実施例１と同様の方法で観察し、非点灯画素の計数を行ったところ、１００個以上の非点灯画素が計数された。このように、比較例１は、実施例１に比べて非点灯画素数が多いことがわかった。
[Comparative Example 1]
As Comparative Example 1, an organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the second electrode was formed with no voltage applied to the substrate. The organic EL display device thus manufactured was observed in the same manner as in Example 1, and the number of non-lighted pixels was counted. As a result, 100 or more non-lighted pixels were counted. Thus, it was found that Comparative Example 1 has a larger number of non-lighted pixels than Example 1.
１０１ 基板
１０２ 画素バンク
１０３ 第一の電極
１０４ 有機ＥＬ層
１０５ 第二の電極（取出電極部を含む）
１０６ 電源
１０７ 異物
１０８ ショート欠陥
２０１ 画素
２０２ ショート欠陥
２０３ 陽極
２０４ 陰極
３０１ 陽極
３０２ パルス信号
３０３ ビデオ電流信号
３０４ 画素
３０５ ショート欠陥
３０６ 陰極
４０１ 基板
４０２ 第二の電極成膜領域
４０３ 取出電極部
４０４ マスク
101
106
Claims (1)
前記第一の電極と前記第二の電極との間に、それぞれの取出電極部を介して電圧を印加しながら前記第二の電極を形成して、成膜時に発生する欠陥をオープン破壊することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 In the manufacturing method of the organic EL display device in which the organic EL layer and the second electrode are formed on the substrate having the first electrode,
Forming the second electrode while applying a voltage between the first electrode and the second electrode through the respective extraction electrode portions, and open-breaking defects generated during film formation A method for producing an organic EL display device characterized by the above.
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- 2008-06-16 JP JP2008156668A patent/JP2009301934A/en not_active Withdrawn
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