JP2011018468A

JP2011018468A - Organic el display device

Info

Publication number: JP2011018468A
Application number: JP2009160825A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sugimoto; 宏杉本; Toru Sonoda; 通園田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2011-01-27

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve viewing angle characteristics and reduce a cost by controlling deterioration of color purity and luminance when viewed obliquely in an organic EL display device having a micro-cavity structure.SOLUTION: In the organic EL display device having a micro-cavity structure, a convex curvature shape portion 15 is formed swelling at an organic EL element 3 forming part of an interlayer insulating film 14 so as to correspond to a pixel aperture. An organic layer 20 of the organic EL element 3 is formed on the convex curvature shape portion 15 in uniform thickness so that it may be along the lines of the surface shape of the convex curvature shape portion 15.

Description

この発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置に関し、特にマイクロキャビティ（微小光共振器）構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置の改良に関するものである。 The present invention relates to an organic EL (Electro Luminescence) display device, and more particularly to an improvement of an organic EL display device incorporating a microcavity (micro optical resonator) structure.

近年、携帯電話のメインディスプレイやポータブルメディアプレーヤー等の中小型表示端末においては、色再現性の良さや広視野角等の特徴を活かして、有機ＥＬ表示装置が活発に用いられている。それらに使用されている有機ＥＬ表示装置はアクティブマトリクス型とパッシブマトリクス型とがある。そのうち、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ表示装置においては、ガラス基板等に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）がマトリクス状に形成されており、さらにその上に個々の薄膜トランジスタに対して有機ＥＬ素子が形成されている。薄膜トランジスタと有機ＥＬ素子との間には、平坦化膜及び絶縁膜として層間絶縁膜が形成されており、また、有機ＥＬ素子内には、電極端での短絡を防止するためのエッジカバーが形成されているのが一般的である。これら層間絶縁膜及びエッジカバーには、誘電率や膜厚、平坦化のし易さ、パターン形成の簡便さ、パターン端部が下地となす傾斜角（テーパ角）等を鑑み、通常は感光性有機樹脂膜が使用されている。感光性有機樹脂としては、ノボラック系、アクリル系、ポリイミド系等の樹脂が用いられる。 2. Description of the Related Art In recent years, organic EL display devices have been actively used in medium and small-sized display terminals such as a mobile phone main display and a portable media player taking advantage of features such as good color reproducibility and a wide viewing angle. Organic EL display devices used for these include an active matrix type and a passive matrix type. Among them, in an active matrix organic EL display device, thin film transistors (TFTs) are formed in a matrix on a glass substrate or the like, and further, organic EL elements are formed on the individual thin film transistors thereon. ing. An interlayer insulating film is formed as a planarizing film and an insulating film between the thin film transistor and the organic EL element, and an edge cover for preventing a short circuit at the electrode end is formed in the organic EL element. It is common that These interlayer insulating films and edge covers are usually photosensitive in view of the dielectric constant, film thickness, ease of flattening, ease of pattern formation, and the angle of inclination (taper angle) with which the pattern edge is the base. An organic resin film is used. As the photosensitive organic resin, a novolac resin, an acrylic resin, a polyimide resin, or the like is used.

さらに、有機ＥＬ素子においては、発光の色度や発光効率を向上するために、マイクロキャビティ構造を利用することが行われる。マイクロキャビティとは、発光した光が陽極と陰極との間で多重反射し、共振することで発光スペクトルが急峻になり、また、ピーク波長の発光強度が増大する現象である。陽極や陰極の反射率及び膜厚、有機層の膜厚等を最適に設計することで、所望の効果を得ることができる。例えば、トップエミッション型の有機ＥＬ素子の場合、反射率の高いアルミニウムとインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）との積層膜を陽極側に形成し、有機層を適宜積層した後、薄膜で半透明状態の銀を陰極として用いることでマイクロキャビティ構造が形成される。そのため、有機層から発光され、銀電極を通して出射された光のスペクトルは、同構造がない場合よりも急峻になり、また正面への出射強度が大きく増大する。 Furthermore, in an organic EL element, a microcavity structure is used in order to improve chromaticity of light emission and light emission efficiency. A microcavity is a phenomenon in which emitted light undergoes multiple reflections between an anode and a cathode and resonates, resulting in a steep emission spectrum and an increase in emission intensity at a peak wavelength. Desired effects can be obtained by optimally designing the reflectance and film thickness of the anode and cathode, the film thickness of the organic layer, and the like. For example, in the case of a top emission type organic EL element, a laminated film of aluminum and indium zinc oxide (IZO) having high reflectivity is formed on the anode side, an organic layer is appropriately laminated, and then a thin film is semitransparent. A microcavity structure is formed by using silver as the cathode. Therefore, the spectrum of the light emitted from the organic layer and emitted through the silver electrode becomes steeper than in the case where there is no such structure, and the emission intensity to the front is greatly increased.

このように、マイクロキャビティ構造を取り入れると、好適な効果を得ることができるが、一方で、光学特性に視角依存性が現れるという問題が発生する。すなわち、本来、マイクロキャビティの現象が発生していない場合には、有機ＥＬ素子からの発光は等方的な傾向があり、また視角に対して色度の変化は生じないが、マイクロキャビティ構造を取り入れると、視角によって輝度が急激に低下したり、色度が著しく変化する。したがって、斜め方向から見た場合に画面が暗くなったり、本来表示したい色とは別の色に見えることになる。 As described above, when the microcavity structure is adopted, a suitable effect can be obtained, but on the other hand, there arises a problem that the viewing angle dependency appears in the optical characteristics. That is, when the microcavity phenomenon does not occur, the light emission from the organic EL element tends to be isotropic, and the chromaticity does not change with respect to the viewing angle. When incorporated, the luminance decreases rapidly or the chromaticity changes remarkably depending on the viewing angle. Therefore, when viewed from an oblique direction, the screen becomes dark or looks different from the color originally intended to be displayed.

また、マイクロキャビティ構造は、有機層の膜厚が変わる（すなわち、最適な条件からずれる）ことにより、その効果が変化する。したがって、上記で述べた問題の対策として、マイクロキャビティの最適な条件から有機層の総膜厚をずらし、上記の問題を緩和する方法が考えられるが、同時にマイクロキャビティ構造による色純度の向上や発光効率の向上の効果が低減してしまうことになる。 In addition, the effect of the microcavity structure changes as the thickness of the organic layer changes (that is, deviates from the optimum condition). Therefore, as a countermeasure against the above-mentioned problems, a method of mitigating the above problem by shifting the total film thickness of the organic layer from the optimum conditions of the microcavity can be considered. The effect of improving the efficiency will be reduced.

そこで、特許文献１では、段差形成層を画素内の一部に形成し、さらにその上に距離調整層を形成することによって、画素内の部分でそれらの光学距離が各々異なるようにしている。これによれば、画素内に光学距離の異なる領域が存在することで、取り出される光のスペクトルのピーク波長が光学的距離に応じて異なり、それらを合成したスペクトルの半値幅が広くなって視野角特性が向上するとされている。 Therefore, in Patent Document 1, a step forming layer is formed in a part of a pixel, and a distance adjusting layer is further formed on the step forming layer so that the optical distances are different in the part of the pixel. According to this, since there are regions having different optical distances in the pixel, the peak wavelength of the spectrum of the extracted light differs depending on the optical distance, and the half-value width of the spectrum obtained by combining them is widened so that the viewing angle is increased. It is said that the characteristics will be improved.

一方、特許文献２では、凹凸形成層を画素内に設けることによって、画素内で発光層の膜厚を異ならせている。これによれば、各膜厚毎の発光スペクトルが合成されて出射されるため、発光層等の膜厚が最適条件からずれた場合においても、出射光の波長がシフトすることを最小限に抑えることができるとしている。 On the other hand, in Patent Document 2, the thickness of the light-emitting layer is varied in the pixel by providing the unevenness forming layer in the pixel. According to this, since the emission spectrum for each film thickness is synthesized and emitted, even when the film thickness of the light emitting layer or the like deviates from the optimum condition, the shift of the wavelength of the emitted light is minimized. You can do that.

特開２００７−２３４５８１号公報（段落００３４欄、図５）JP 2007-234581 (paragraph 0034 column, FIG. 5) 特開２００６−２６９２５１号公報（段落００２２欄〜段落００２５欄、図２）JP 2006-269251 A (paragraph 0022 column to paragraph 0025 column, FIG. 2)

しかしながら、特許文献１の構造を用いた場合、スペクトルの半値幅が広くなることで視野角特性の向上を期待できる反面、スペクトルの半値幅が広くなると斜めから見たときの色純度が低下する。しかも、光学距離が画素内で異なるということは、すなわち、有機層の膜厚が画素内で異なることを意味する。したがって、同一の電圧が電極間に加えられても、光学距離の短い（有機層の膜厚が薄い）部分に電流が集中してしまうことになる。そのため、有機層の膜厚が小さい部分の発光スペクトルが優勢になるだけでなく、流れる電流の大きさの差異に従って輝度劣化も異なってくることになり、画素内で劣化度合いの異なる部分が形成されて、合成された発光スペクトルの形状が変化するため、結果的に経時的な色度の変化が発生してしまうことになる。さらに、段差形成層及び距離調整層を形成しなければならず、コストの増大を招いてしまう。 However, when the structure of Patent Document 1 is used, an improvement in viewing angle characteristics can be expected by widening the half-width of the spectrum. However, when the half-width of the spectrum is widened, the color purity when viewed obliquely decreases. Moreover, the fact that the optical distance is different within the pixel means that the film thickness of the organic layer is different within the pixel. Therefore, even if the same voltage is applied between the electrodes, the current is concentrated on the portion where the optical distance is short (the organic layer is thin). For this reason, not only does the emission spectrum of the organic layer with a small film thickness become dominant, but the luminance degradation also varies according to the difference in the magnitude of the flowing current, resulting in the formation of different degrees of degradation within the pixel. As a result, the shape of the synthesized emission spectrum changes, resulting in a change in chromaticity over time. Furthermore, a step forming layer and a distance adjusting layer must be formed, resulting in an increase in cost.

一方、特許文献２の構造を用いた場合においても、上記特許文献１と同様の問題が発生する。すなわち、各膜厚毎の発光スペクトルが合成されて出射されることに起因する色純度の低下、発光層（有機層）の膜厚が画素内で異なることに起因する経時的な色度の変化、及び凹凸形成層の形成によるコスト増大を招く。 On the other hand, even when the structure of Patent Document 2 is used, the same problem as in Patent Document 1 occurs. That is, a decrease in color purity caused by the combined emission spectrum of each film thickness and emission, and a change in chromaticity over time caused by the difference in film thickness of the light emitting layer (organic layer) within the pixel And an increase in cost due to the formation of the unevenness forming layer.

この発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マイクロキャビティ構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置において、斜めから見たときの色純度及び輝度の低下を抑制して視野角特性を向上させるとともに、コスト低減を図ることである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to suppress a decrease in color purity and luminance when viewed obliquely in an organic EL display device incorporating a microcavity structure. It is to improve the corner characteristics and reduce the cost.

上記の目的を達成するため、この発明は、有機ＥＬ素子形成箇所に対応する基板上の層間絶縁膜を凸状湾曲形状に形成したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that an interlayer insulating film on a substrate corresponding to an organic EL element forming portion is formed in a convex curved shape.

具体的には、この発明は、下部電極、有機層及び上部電極からなる有機ＥＬ素子が基板上に層間絶縁膜を介して形成され、上記有機層から射出される光を所定の光学長の範囲内で繰り返し反射させることで特定の波長の光を増強選択するマイクロキャビティ構造を備えた有機ＥＬ表示装置を対象とし、次のような解決手段を講じた。 Specifically, in the present invention, an organic EL element comprising a lower electrode, an organic layer and an upper electrode is formed on a substrate via an interlayer insulating film, and light emitted from the organic layer is within a predetermined optical length range. The following solution was taken for an organic EL display device having a microcavity structure that selects and reinforces light of a specific wavelength by being repeatedly reflected.

すなわち、第１の発明は、上記層間絶縁膜の有機ＥＬ素子形成箇所には、凸状湾曲形状部が画素開口部に対応するように膨出形成され、上記有機ＥＬ素子の有機層は、上記凸状湾曲形状部の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部上に均一な膜厚に形成されていることを特徴とする。 That is, in the first invention, the organic EL element forming portion of the interlayer insulating film is formed to bulge so that the convex curved shape portion corresponds to the pixel opening, and the organic layer of the organic EL element is A uniform film thickness is formed on the convex curved shape portion so as to follow the surface shape of the convex curved shape portion.

第２の発明は、第１の発明において、上記凸状湾曲形状部は、１つの画素開口部内に１つ収められていることを特徴とする。 The second invention is characterized in that, in the first invention, one convex curved portion is housed in one pixel opening.

第３の発明は、第１の発明において、上記凸状湾曲形状部は、１つの画素開口部内に複数収められていることを特徴とする。 A third invention is characterized in that, in the first invention, a plurality of the convex curved portions are accommodated in one pixel opening.

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で真円形状でかつ球面形状の一部で構成されていることを特徴とする。 According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the convex curved shape portion is formed in a perfect circle shape and a part of a spherical shape in a plan view. .

第５の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で楕円形状でかつ二軸方向に凸状に湾曲していることを特徴とする。 A fifth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the convex curved shape portion is elliptical in a plan view and curved in a convex shape in a biaxial direction. .

第６の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で楕円形状でかつ短軸方向には凸状に湾曲し、長軸方向には湾曲せずに直線形状をしていることを特徴とする。 According to a sixth invention, in any one of the first to third inventions, the convex curved shape portion is elliptical in a plan view and curved convexly in the minor axis direction, and in the major axis direction. It is characterized by having a straight shape without being curved.

第７の発明は、第１〜第３のいずれか１つの発明において、上記凸状湾曲形状部は、平面視で矩形であることを特徴とする。 According to a seventh invention, in any one of the first to third inventions, the convex curved shape portion is rectangular in a plan view.

第１〜第７の発明によれば、画素の発光面を凸状湾曲形状にしているので、斜めの視角でも色度が大きく変化するのを抑制することができ、輝度の急激な低下をも抑制することができる。したがって、正面方向でも斜め方向でも、マイクロキャビティ構造による好適な効果が得られる高品位な有機ＥＬ表示装置を実現することができる。 According to the first to seventh inventions, since the light emitting surface of the pixel has a convex curved shape, the chromaticity can be prevented from greatly changing even at an oblique viewing angle, and the brightness can be drastically reduced. Can be suppressed. Therefore, it is possible to realize a high-quality organic EL display device capable of obtaining a suitable effect due to the microcavity structure both in the front direction and in the oblique direction.

さらに、有機層は、層間絶縁膜の凸状湾曲形状部に倣って形成されて、その膜厚が画素内の各領域で変化せずに均一であるので、画素内の一部に電流が集中してその部分の輝度劣化が他の部分よりも加速されることによる経時的な色度変化をなくすことができる。 Furthermore, since the organic layer is formed following the convex curved shape portion of the interlayer insulating film and the film thickness is uniform without changing in each region in the pixel, the current is concentrated on a part in the pixel. As a result, it is possible to eliminate a change in chromaticity over time due to the fact that the luminance deterioration of that portion is accelerated more than other portions.

また、特許文献１における段差形成層及び距離調整層や、特許文献２における凹凸形成層を形成せずに済むので、その分だけコストを低減することができる。 Further, since the step forming layer and the distance adjusting layer in Patent Document 1 and the unevenness forming layer in Patent Document 2 are not required to be formed, the cost can be reduced accordingly.

実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の模式図である。It is a schematic diagram of the organic EL display device according to the embodiment. 実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を構成する各画素となる有機ＥＬ素子の平面図であり、便宜上、電源供給線、データ線及び走査線を実線で表し、エッジカバーから上層部分を省略している。It is a top view of the organic EL element used as each pixel which comprises the organic EL display apparatus which concerns on embodiment, For convenience, a power supply line, a data line, and a scanning line are represented as a continuous line, and the upper layer part is abbreviate | omitted from the edge cover . 図２のIII −III 線に相当する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to line III-III in FIG. 2. 図２のIV−IV線に相当する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to line IV-IV in FIG. 2. 二重露光の手法により層間絶縁膜に凸状湾曲形状部を形成するパターニング工程図である。It is a patterning process figure which forms a convex curve shape part in an interlayer insulation film by the method of double exposure. 凸状湾曲形状部を１５等分した際の各々の領域において凸状湾曲形状部表面がＴＦＴ基板となす角度（θ１〜θ６）を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the angle ((theta) 1- (theta) 6) which a convex curved shape part surface and a TFT substrate form in each area | region when dividing a convex curved shape part into 15 equal parts. 凸状湾曲形状部表面がＴＦＴ基板となす角度（θ１〜θ６）の条件を変えた表である。It is the table | surface which changed the conditions of the angle ((theta) 1- (theta) 6) which a convex curved shape part surface and a TFT substrate make. 図７の条件において、視角を変化させた場合の色度ｘ、色度ｙ及び輝度の変化を示すグラフである。8 is a graph showing changes in chromaticity x, chromaticity y, and luminance when the viewing angle is changed under the conditions of FIG. 7. 図８に基づき視覚を０°から８０°まで変化させたときの色度の最大変化量（最大値−最小値）と正面輝度とを示す表である。It is a table | surface which shows the maximum variation | change_quantity (maximum value-minimum value) of chromaticity when a vision is changed from 0 degree to 80 degrees based on FIG. 8, and front luminance. 凸状湾曲形状部の各種形状を示す図である。It is a figure which shows the various shapes of a convex curve shape part. 従来例の図４相当図である。It is a figure equivalent to FIG. 4 of a prior art example.

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１はこの発明の実施形態に係る有機ＥＬ表示装置１の模式図であり、本例ではＲＧＢフルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１を例示する。図１中、２は、ここでは図示しないが薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板であり、該ＴＦＴ基板２上には有機ＥＬ素子３が形成されている。該有機ＥＬ素子３は、上記ＴＦＴ基板２に対向配置された封止基板４と、有機ＥＬ素子３を取り囲むように配置された樹脂製シール材５とで密封され、封止基板４とシール材５との間に形成された空間に不活性ガス６が充填され、これにより、外部から酸素や水分が有機ＥＬ素子３に浸入するのを防止している。 FIG. 1 is a schematic diagram of an organic EL display device 1 according to an embodiment of the present invention. In this example, an organic EL display device 1 for RGB full-color display is illustrated. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes a TFT substrate in which thin film transistors (TFTs) (not shown) are formed in a matrix, and an organic EL element 3 is formed on the TFT substrate 2. The organic EL element 3 is sealed with a sealing substrate 4 disposed opposite to the TFT substrate 2 and a resin sealing material 5 disposed so as to surround the organic EL element 3, and the sealing substrate 4 and the sealing material are sealed. 5 is filled with an inert gas 6, thereby preventing oxygen and moisture from entering the organic EL element 3 from the outside.

上記ＴＦＴ基板２としては、例えば厚さが０．７〜１．１ｍｍ、縦長さが４００〜５００ｍｍ、及び横長さが３００〜４００ｍｍのガラス基板７（図３及び図４参照）をベース板として用いている。封止基板４としては、例えば厚さが０．４〜１．１ｍｍのガラス基板である。また、縦長さ及び横長さは有機ＥＬ表示装置１のサイズにより適宜調整されるか、あるいはＴＦＴ基板２と略同一サイズのガラス基板を用い、封止後に有機ＥＬ表示装置１のサイズに従い分断される。 As the TFT substrate 2, for example, a glass substrate 7 (see FIGS. 3 and 4) having a thickness of 0.7 to 1.1 mm, a longitudinal length of 400 to 500 mm, and a lateral length of 300 to 400 mm is used as a base plate. ing. For example, the sealing substrate 4 is a glass substrate having a thickness of 0.4 to 1.1 mm. Further, the vertical length and the horizontal length are appropriately adjusted according to the size of the organic EL display device 1 or are divided according to the size of the organic EL display device 1 after sealing using a glass substrate having substantially the same size as the TFT substrate 2. .

なお、本例では、ＴＦＴ基板２のベース板及び封止基板４としてガラス基板を用いているが、プラスチック基板等の他の材料を用いることもできる。また、封止基板４とシール材５との間に形成された空間に樹脂を充填したり、あるいはシール材５の代わりにガラスフリットを用いてＴＦＴ基板２と封止基板４とを融着させるような構成を採ってもよい。 In this example, a glass substrate is used as the base plate of the TFT substrate 2 and the sealing substrate 4, but other materials such as a plastic substrate can also be used. Further, the space formed between the sealing substrate 4 and the sealing material 5 is filled with resin, or the TFT substrate 2 and the sealing substrate 4 are fused using a glass frit instead of the sealing material 5. You may take such a structure.

図２は上記有機ＥＬ表示装置１を構成する各画素となる有機ＥＬ素子３の平面図を、図３は図２のIII −III 線に相当する断面図を、図４は図２のIV−IV線に相当する断面図をそれぞれ示す。 2 is a plan view of the organic EL element 3 serving as each pixel constituting the organic EL display device 1, FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to the line III-III in FIG. 2, and FIG. Sectional views corresponding to line IV are shown.

図２〜図４において、８は電流供給線、９はデータ線であり、これらはストライプ状に配列され、これら電流供給線８及びデータ線９に対して走査線１０が直交する方向に配列されている。上記データ線９と走査線１０との交点には、薄膜トランジスタ１１がマトリクス状に形成され、データ線９と走査線１０とで画素１２が区画形成されている。上記有機ＥＬ素子３は各画素１２に形成されており、後述するエッジカバー１９が真円形状に除去されている画素開口部１３が各画素１２の発光領域となっている。なお、図２では、便宜上、電源供給線８、データ線９及び走査線１０を実線で表し、エッジカバー１９から上層部分を省略している。 2 to 4, reference numeral 8 denotes current supply lines, and 9 denotes data lines, which are arranged in a stripe shape, and the scanning lines 10 are arranged in a direction perpendicular to the current supply lines 8 and the data lines 9. ing. Thin film transistors 11 are formed in a matrix at intersections of the data lines 9 and the scanning lines 10, and pixels 12 are partitioned by the data lines 9 and the scanning lines 10. The organic EL element 3 is formed in each pixel 12, and a pixel opening 13 from which an edge cover 19 described later is removed in a perfect circle shape serves as a light emitting region of each pixel 12. In FIG. 2, for convenience, the power supply line 8, the data line 9, and the scanning line 10 are represented by solid lines, and the upper layer portion from the edge cover 19 is omitted.

上記ガラス基板７上には、層間絶縁膜１４が上記薄膜トランジスタ１１、電流供給線８、データ線９及び走査線１０を覆うように形成され、これにより、ＴＦＴ基板２が構成されている。上記層間絶縁膜１４の有機ＥＬ素子３形成領域には、この発明の最大の特徴の１つとして、凸状湾曲形状部１５が上記画素開口部１３に対応するように凸レンズ状に膨出形成され、該凸状湾曲形状部１５は、平面視で真円形状でかつ球面形状の一部で構成されている。つまり、各画素１２の発光面は、球面形状の一部を呈している。この実施形態では、画素開口部１３が有機層２０の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の発光層２３に対応して３つ形成され、凸状湾曲形状部１５が１つの画素開口部１３内に１つ収められている。 On the glass substrate 7, an interlayer insulating film 14 is formed so as to cover the thin film transistor 11, the current supply line 8, the data line 9 and the scanning line 10, thereby constituting the TFT substrate 2. In the organic EL element 3 formation region of the interlayer insulating film 14, as one of the greatest features of the present invention, a convex curved portion 15 is bulged and formed in a convex lens shape so as to correspond to the pixel opening 13. The convex curved shape portion 15 is formed into a perfect circle shape and a part of a spherical shape in plan view. That is, the light emitting surface of each pixel 12 has a part of a spherical shape. In this embodiment, three pixel openings 13 are formed corresponding to the red (R), green (G), and blue (B) light emitting layers 23 of the organic layer 20, and one convex curved portion 15 is formed. One is stored in the pixel opening 13.

層間絶縁膜１４の材料としては、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の感光性樹脂をスピンコートし、フォトリソグラフィ技術によって露光、現像することでパターニングすることができる。アクリル樹脂としては例えば、ＪＳＲ社製のオプトマーシリーズ等が使え、ポリイミド樹脂としては、東レ社製のフォトニースシリーズ等を使うことができるが、材料はこれに限らず、任意の感光性樹脂を用いることができる。その際、二重露光の手法を用いることで、表面が凸状に本局した凸状湾曲形状部１５を有する層間絶縁膜１４を得ることができる。 The interlayer insulating film 14 can be patterned by spin-coating a photosensitive resin such as an acrylic resin or a polyimide resin, and exposing and developing with a photolithography technique. As an acrylic resin, for example, an optomer series manufactured by JSR can be used, and as a polyimide resin, a photo nice series manufactured by Toray Industries, Inc. can be used, but the material is not limited to this, and any photosensitive resin can be used. Can be used. At this time, by using a double exposure technique, the interlayer insulating film 14 having the convex curved shape portion 15 whose surface is locally convex can be obtained.

図５は、例えばポジ型の感光性樹脂Ｒを用いてＴＦＴ基板２上に層間絶縁膜１４を形成する手順を示したものである。まず、ＴＦＴ基板２上にスピンコートした感光性樹脂Ｐに対し、図５（ａ）のように、フォトマスク１６を用いて初めに除去したい領域ｐ１（白抜きで示す）のみに対して除去に必要な量の露光を矢印のように行う。次に、図５（ｂ）のように凹部としたい領域ｐ２（白抜きで示す）には、フォトマスク１７を用いて初めよりも低く、除去には足りない量の露光を矢印のように行う。その後、現像することで、図５（ｃ）のように、表面に凹凸を有する膜１４′が得られ、適宜焼成することで、図５（ｄ）のように、所望の凸状湾曲形状部１５を有する層間絶縁膜１４を得ることができる。 FIG. 5 shows a procedure for forming the interlayer insulating film 14 on the TFT substrate 2 using, for example, a positive type photosensitive resin R. First, as shown in FIG. 5A, the photosensitive resin P spin-coated on the TFT substrate 2 is removed only for the region p1 (shown in white) to be removed first using the photomask 16. The required amount of exposure is performed as shown by the arrows. Next, as shown in FIG. 5B, a photomask 17 is used to expose a region p2 (shown in white) that is desired to be a recess, which is lower than the beginning and is insufficient for removal as indicated by an arrow. . Thereafter, development is performed to obtain a film 14 ′ having irregularities on the surface as shown in FIG. 5C, and baking is performed as appropriate, as shown in FIG. 5D. The interlayer insulating film 14 having 15 can be obtained.

上記層間絶縁膜１４上には、下部電極１８、エッジカバー１９、有機層２０及び上部電極２１が順次積層され、上記有機層２０は、正孔輸送層２２、発光層２３及び電子輸送層２４が下部電極１８側から上部電極２１側に順に積層されて構成されている。これらにより有機ＥＬ素子３が構成され、該有機ＥＬ素子３がガラス基板７上に層間絶縁膜１４を介して形成されている。 A lower electrode 18, an edge cover 19, an organic layer 20 and an upper electrode 21 are sequentially stacked on the interlayer insulating film 14, and the organic layer 20 includes a hole transport layer 22, a light emitting layer 23, and an electron transport layer 24. The layers are laminated in order from the lower electrode 18 side to the upper electrode 21 side. Thus, the organic EL element 3 is configured, and the organic EL element 3 is formed on the glass substrate 7 via the interlayer insulating film 14.

上記下部電極１８は、有機層２０に正孔を注入する機能を有するものであり、上記上部電極２１は、有機層２０に電子を注入する機能を有するものであり、上記下部電極１８は、層間絶縁膜１４に穿設されたコンタクトホール２５を介して薄膜トランジスタ１１と電気的に接続されている。 The lower electrode 18 has a function of injecting holes into the organic layer 20, the upper electrode 21 has a function of injecting electrons into the organic layer 20, and the lower electrode 18 has an interlayer The thin film transistor 11 is electrically connected through a contact hole 25 formed in the insulating film 14.

上記下部電極１８は、フォトリソグラフィ技術により露光、現像を行い、エッチング法を用いてパターンニングして形成される。下部電極１８は、発光素子の陽極であり、材料としては、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｔや透明性導電膜であるＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ_２Ｏ_３−ＺｎＯ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いることができ、成膜法としては既知の方法が利用できる（例えばスパッタ法や蒸着法）。さらに、下地膜としてＡｌやＡｇを用い、反射性を付与することもできる。下部電極１８の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。 The lower electrode 18 is formed by performing exposure and development using a photolithography technique and patterning using an etching method. The lower electrode 18 is an anode of the light emitting element, and materials thereof are Au, Ni, Pt, transparent conductive film ITO (indium tin oxide alloy), indium zinc oxide alloy (In ₂ O ₃ —ZnO). Or zinc oxide (ZnO) or the like can be used, and a known method can be used as a film forming method (for example, sputtering or vapor deposition). Furthermore, Al or Ag can be used for the base film to provide reflectivity. The film thickness of the lower electrode 18 is, for example, 10 to 100 nm.

上記エッジカバー１９は、下部電極１８のパターン端部を被覆し、パターン端部による電極間短絡を防止するための層であり、層間絶縁膜１４と同様の材料、プロセスにて形成される。また、無機膜等を成膜し、パターニングを行って、エッジカバー１９を形成することもできる。 The edge cover 19 is a layer for covering the pattern end portion of the lower electrode 18 and preventing a short circuit between electrodes due to the pattern end portion, and is formed by the same material and process as the interlayer insulating film 14. Further, the edge cover 19 can be formed by forming an inorganic film or the like and performing patterning.

上記有機層２０としては、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層が挙げられ、発光層以外は適宜必要に応じて挿入される。また、輸送層と注入層が一層で兼ねられていてもよく、無機膜が用いられてもよい。本例では、上述の如く正孔輸送層２２、発光層２３及び電子輸送層２４の３層構造の有機層２０を例示する。 Examples of the organic layer 20 include a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. The layers other than the light-emitting layer are appropriately inserted as necessary. Moreover, the transport layer and the injection layer may be used as a single layer, or an inorganic film may be used. In this example, the organic layer 20 having a three-layer structure of the hole transport layer 22, the light emitting layer 23, and the electron transport layer 24 is illustrated as described above.

有機層２０の作製方法は既知のプロセスにより形成される。本例では、シャドウマスクを用いた真空蒸着法にてパターン形成を行っているが、これに限らず、スプレー法やインクジェット法、印刷法やレーザ転写法等を用いることもできる。 The manufacturing method of the organic layer 20 is formed by a known process. In this example, the pattern is formed by a vacuum vapor deposition method using a shadow mask, but not limited to this, a spray method, an ink jet method, a printing method, a laser transfer method, or the like can also be used.

正孔注入層及び正孔輸送層２２は、それぞれ陽極から発光層への正孔注入効率及び正孔輸送効率を高める機能を有する層である。正孔注入層及び正孔輸送層２２の材料としては、例えば、ベンジン、スチリルアミン、トリフェニルアミン、ポルフィリン、トリアゾール、イミダゾール、オキサジアゾール、ポリアリールアルカン、フェニレンジアミン、アリールアミン、オキザゾール、アントラセン、フルオレノン、ヒドラゾン、スチルベン、トリフェニレン、アザトリフェニレン、あるいはこれらの誘導体、又は、ポリシラン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物或いはアニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマー或いはポリマー等が挙げられる。正孔注入層と正孔輸送層２２は一体化していてもよく、独立した層として形成されていてもよく、各々の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。 The hole injection layer and the hole transport layer 22 are layers having a function of increasing the hole injection efficiency and the hole transport efficiency from the anode to the light emitting layer, respectively. Examples of the material for the hole injection layer and the hole transport layer 22 include benzine, styrylamine, triphenylamine, porphyrin, triazole, imidazole, oxadiazole, polyarylalkane, phenylenediamine, arylamine, oxazole, anthracene, Examples include fluorenone, hydrazone, stilbene, triphenylene, azatriphenylene, or derivatives thereof, or heterocyclic conjugated monomers such as polysilane compounds, vinylcarbazole compounds, thiophene compounds, or aniline compounds, oligomers, or polymers. It is done. The hole injection layer and the hole transport layer 22 may be integrated or may be formed as independent layers, and each film thickness is, for example, 10 to 100 nm.

発光層２３は、陽極側から注入された正孔と陰極側から注入された電子とを再結合させ、エネルギーを失括する際に光を出射する機能を有する層である。発光層２３は、低分子蛍光色素、蛍光性の高分子、金属錯体等の発光効率が高い材料で形成されている。発光層２３の材料としては、例えば、アントラセン、ナフタレン、インデン、フェナントレン、ピレン、ナフタセン、トリフェニレン、アントラセン、ペリレン、ピセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ペンタフェン、ペンタセン、コロネン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、或いはこれらの誘導体、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体、ビス（ベンゾキノリノラト）ベリリウム錯体、トリ（ジベンゾイルメチル）フェナントロリンユーロピウム錯体、ジトルイルビニルビフェニル等が挙げられる。発光層２３の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。 The light emitting layer 23 is a layer having a function of emitting light when the holes injected from the anode side and the electrons injected from the cathode side are recombined to lose energy. The light emitting layer 23 is formed of a material having high light emission efficiency such as a low molecular fluorescent dye, a fluorescent polymer, and a metal complex. Examples of the material of the light emitting layer 23 include anthracene, naphthalene, indene, phenanthrene, pyrene, naphthacene, triphenylene, anthracene, perylene, picene, fluoranthene, acephenanthrylene, pentaphen, pentacene, coronene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene. Or derivatives thereof, tris (8-quinolinolato) aluminum complex, bis (benzoquinolinolato) beryllium complex, tri (dibenzoylmethyl) phenanthroline europium complex, ditoluylvinylbiphenyl and the like. The film thickness of the light emitting layer 23 is, for example, 10 to 100 nm.

電子輸送層２４及び電子注入層は、それぞれ、陰極から発光層２３への電子輸送効率及び電子注入効率を高める機能を有する。電子輸送層２４及び電子注入層の材料としては、例えば、キノリン、ペリレン、フェナントロリン、ビススチリル、ピラジン、トリアゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、フルオレノン、又はこれらの誘導体や金属錯体が挙げられる。具体的には、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、アントラセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、１，１０−フェナントロリン又はこれらの誘導体や金属錯体等が挙げられる。電子輸送層２４と電子注入層は一体化していてもよく、独立した層として形成されていてもよく、各々の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍである。 The electron transport layer 24 and the electron injection layer have a function of increasing the electron transport efficiency and the electron injection efficiency from the cathode to the light emitting layer 23, respectively. Examples of the material for the electron transport layer 24 and the electron injection layer include quinoline, perylene, phenanthroline, bisstyryl, pyrazine, triazole, oxazole, oxadiazole, fluorenone, and derivatives and metal complexes thereof. Specific examples include tris (8-hydroxyquinoline) aluminum, anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, anthracene, perylene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene, 1,10-phenanthroline, and derivatives and metal complexes thereof. . The electron transport layer 24 and the electron injection layer may be integrated or may be formed as independent layers, and each film thickness is, for example, 10 to 100 nm.

上部電極２１は、有機層２０に電子を注入する機能を有しており、仕事関数の小さい金属等が好適に用いられ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ等）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等）、金属カルシウム等が挙げられる。または、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の積層により形成されていてもよい。上部電極２１の膜厚としては、例えば１０〜１００ｎｍであるが、半透明性等の特性を得るために適宜調整される。 The upper electrode 21 has a function of injecting electrons into the organic layer 20, and a metal having a small work function is preferably used. For example, Ag, Al, magnesium alloy (MgAg, etc.), aluminum alloy (AlLi, AlCa, AlMg, etc.), metallic calcium and the like. Or you may form by lamination | stacking, such as lithium fluoride (LiF) / calcium (Ca) / aluminum (Al). The film thickness of the upper electrode 21 is, for example, 10 to 100 nm, and is appropriately adjusted in order to obtain characteristics such as translucency.

上記有機ＥＬ素子３の有機層２０は、上記凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部１５上に均一な膜厚に形成されている。下部電極１８及び上部電極２１も同様に、上記凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣うように該凸状湾曲形状部１５上に均一な膜厚に形成されている。すなわち、ガラス基板７と層間絶縁膜１４の凸状湾曲形状部１５表面とのなす角度がいくらあったとしても、有機層２０の膜厚は同一である。換言すれば、各画素１２内で有機層２０の膜厚が変わることはない。 The organic layer 20 of the organic EL element 3 is formed in a uniform film thickness on the convex curved portion 15 so as to follow the surface shape of the convex curved portion 15. Similarly, the lower electrode 18 and the upper electrode 21 are formed to have a uniform film thickness on the convex curved portion 15 so as to follow the surface shape of the convex curved portion 15. That is, the film thickness of the organic layer 20 is the same regardless of the angle between the glass substrate 7 and the surface of the convex curved portion 15 of the interlayer insulating film 14. In other words, the film thickness of the organic layer 20 does not change in each pixel 12.

本例の有機ＥＬ表示装置１は、マイクロキャビティ構造を取り入れており、封止基板４側から発光を取り出すトップエミッション型を例示するが、これに限らず、マイクロキャビティ構造が適用されているのであれば、ＴＦＴ基板２側から発光を取り出すボトムエミッション型であってもよい。また、ボトムエミッション型では、ＴＦＴ基板２と封止基板４との間の空間に乾燥剤を封入し、外部からの水分や酸素の浸入に対してさらに耐性を向上させるようにしてもよい。 The organic EL display device 1 of this example incorporates a microcavity structure and illustrates a top emission type that extracts light emission from the sealing substrate 4 side. However, the present invention is not limited to this, and a microcavity structure is applied. For example, a bottom emission type in which light emission is extracted from the TFT substrate 2 side may be used. In the bottom emission type, a desiccant may be sealed in a space between the TFT substrate 2 and the sealing substrate 4 to further improve resistance to moisture and oxygen from entering from the outside.

マイクロキャビティ構造は、下部電極１８と上部電極２１との間での光の共振効果を利用しており、有機層２０の発光層２３の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の光の波長はそれぞれ異なるため、各色の発光スペクトルピーク波長に下部電極１８と上部電極２１との間の光路長を合わせるべく、発光層２３の膜厚を赤（Ｒ）が一番厚く、青（Ｂ）が一番薄く、緑（Ｇ）がその中間の厚みにそれぞれ設定することで、各色から最も強い光を取り出すようにしている（図３参照）。これにより、有機層２０から出射される光は、上部電極２１と下部電極１８との間で所定の光学長の範囲内で反射を繰り返し、光路長の合った特定の波長の光を共振させて増強選択する一方、光路長のずれた波長の光を弱め、外部に取り出される発光スペクトルが急峻でかつ高強度になり、輝度及び色純度が向上するようになっている。 The microcavity structure utilizes the resonance effect of light between the lower electrode 18 and the upper electrode 21, and the red (R), green (G), and blue (B) of the light emitting layer 23 of the organic layer 20. Since the wavelengths of light of each color are different, red (R) is the thickest layer of the light emitting layer 23 in order to match the optical path length between the lower electrode 18 and the upper electrode 21 to the emission spectrum peak wavelength of each color. By setting blue (B) to the thinnest and green (G) to an intermediate thickness, the strongest light is extracted from each color (see FIG. 3). As a result, the light emitted from the organic layer 20 is repeatedly reflected between the upper electrode 21 and the lower electrode 18 within a predetermined optical length, and resonates light having a specific wavelength that matches the optical path length. While the enhancement is selected, the light having a wavelength shifted from the optical path length is weakened, the emission spectrum taken out to the outside becomes steep and high intensity, and the luminance and the color purity are improved.

次に、図３及び図４を参照しつつ有機ＥＬ表示装置１の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the organic EL display device 1 will be described with reference to FIGS.

まず、基板サイズが３２０×４００ｍｍで、厚さが０．７ｍｍのガラス基板７に有機ＥＬ素子３を駆動するための薄膜トランジスタ１１を既知のプロセスにて所定の間隔で多数形成した。 First, a large number of thin film transistors 11 for driving the organic EL elements 3 were formed at predetermined intervals on a glass substrate 7 having a substrate size of 320 × 400 mm and a thickness of 0.7 mm by a known process.

その後、薄膜トランジスタ１１の上にポジ型の感光性アクリル樹脂を４μｍの膜厚でスピンコート塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いて現像、露光し、焼成を行って、パターニングを行った。その際、層間絶縁膜１４の画素１２に当たる領域が凸状となるようにし、凸部頂点の膜厚を４μｍ、平坦部の膜厚を２μｍとした。また、ガラス基板７と層間絶縁膜１４表面の凸部のなす角度が凸部断面を７等分した際に、均等に略３０°、２０°、１０°、０°、−１０°、−２０°、−３０°となるようにした。具体的な作製プロセスとして、二重露光の手法を用い、コンタクトホール２５や層間絶縁膜１４が不要な領域には、１回目露光として３６０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光を実施した。次に、層間絶縁膜１４表面の凹部としたい領域に対して、２回目の露光として８０ｍＪ／ｃｍ^２の露光量で露光を実施した。その後、アルカリ現像液で現像を行った後、５０℃／ｍｉｎで２５℃から２２０℃まで昇温し、２２０℃で保持したまま、大気中で１時間の焼成を行った。この作製プロセスにより、上記のような膜厚と角度を有する層間絶縁膜１４表面、つまり、平面視で真円形状の凸状湾曲形状部１５が凸レンズ状に膨出形成されて球面形状に一部で構成された層間絶縁膜１４を得ることができた。 After that, a positive photosensitive acrylic resin was spin-coated on the thin film transistor 11 with a film thickness of 4 μm, developed using a photolithography technique, exposed, baked, and patterned. At that time, the region corresponding to the pixel 12 of the interlayer insulating film 14 was made to be convex, the film thickness at the top of the convex part was 4 μm, and the film thickness at the flat part was 2 μm. Further, when the angle formed by the convex portions on the surface of the glass substrate 7 and the interlayer insulating film 14 divides the cross section of the convex portion into seven equal parts, approximately 30 °, 20 °, 10 °, 0 °, −10 °, −20 It was set to be -30 °. As a specific manufacturing process, a double exposure technique was used, and an area where the contact hole 25 and the interlayer insulating film 14 were unnecessary was exposed with an exposure amount of 360 mJ / cm ² as the first exposure. Next, the region desired to be a recess on the surface of the interlayer insulating film 14 was exposed with an exposure amount of 80 mJ / cm ^{2 as} the ^second exposure. Then, after developing with an alkali developing solution, the temperature was raised from 25 ° C. to 220 ° C. at 50 ° C./min, and baked in the atmosphere for 1 hour while being kept at 220 ° C. By this manufacturing process, the surface of the interlayer insulating film 14 having the film thickness and the angle as described above, that is, the convex curved shape portion 15 having a perfect circle shape in a plan view is bulged and formed in a convex lens shape and partially in a spherical shape. Thus, an interlayer insulating film 14 composed of

次に、下部電極１８として、スパッタ法によりＡｇ膜を１００ｎｍ、ＩＴＯ膜を１０ｎｍ成膜し、フォトリソグラフィ技術により露光、現像を行い、エッチング法を用いてパターンニングして下部電極１８を形成した。 Next, as the lower electrode 18, an Ag film having a thickness of 100 nm and an ITO film having a thickness of 10 nm were formed by a sputtering method, exposed and developed by a photolithography technique, and patterned by an etching method to form the lower electrode 18.

その後、２２０℃で１時間の焼成を行った後、感光性アクリル樹脂をスピンコートにて塗布し露光、現像を行い、パターンニングして、下部電極１８の端部を覆うようにエッジカバー１９を形成した。この時の膜厚は１μｍ程度とした。また、エッジカバー１９の開口部（画素１２の発光部（画素開口部１３））の領域は、直径２８μｍの真円形状とした。これにより、画素開口部１３において凸状湾曲形状部１５が凸レンズ状に膨出形成し、該凸状湾曲形状部１５の表面は、つまり各画素１２の発光面は、球面形状の一部を呈している。 Then, after baking at 220 ° C. for 1 hour, a photosensitive acrylic resin is applied by spin coating, exposed and developed, patterned, and an edge cover 19 is formed so as to cover the end of the lower electrode 18. Formed. The film thickness at this time was about 1 μm. The area of the opening of the edge cover 19 (the light emitting part of the pixel 12 (pixel opening 13)) was a perfect circle having a diameter of 28 μm. As a result, the convex curved shape portion 15 bulges into a convex lens shape at the pixel opening 13, and the surface of the convex curved shape portion 15, that is, the light emitting surface of each pixel 12 exhibits a part of a spherical shape. ing.

しかる後、正孔輸送層２２、発光層２３、電子輸送層２４、上部電極２１を真空蒸着法にてそれぞれ形成した。正孔輸送層２２として、α−ＮＰＤ（Ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−N−ｐｈｅｎｙｌ］ｂｅｎｚｉｄｉｎｅ)、発光層２３として、緑色系のユーロピウム錯体、電子輸送層２４として、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム、上部電極２１として、ＡｌとＡｇの積層電極とした。膜厚はそれぞれ、正孔輸送層２２が１３０ｎｍ、発光層２３が３０ｎｍ、電子輸送層２４が４０ｎｍ、上部電極２１としてのＡｌが３ｎｍ、Ａｇが２５ｎｍとした。上部電極２１は半透明になっており、トップエミッション構造となっている。 Thereafter, the hole transport layer 22, the light emitting layer 23, the electron transport layer 24, and the upper electrode 21 were formed by vacuum deposition. The hole transport layer 22 is α-NPD (Bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl] benzidine), the light-emitting layer 23 is a green europium complex, and the electron transport layer 24 is tris (8-hydroxy). As quinoline) aluminum and upper electrode 21, a laminated electrode of Al and Ag was used. The film thicknesses were 130 nm for the hole transport layer 22, 30 nm for the light emitting layer 23, 40 nm for the electron transport layer 24, 3 nm for Al as the upper electrode 21, and 25 nm for Ag. The upper electrode 21 is translucent and has a top emission structure.

このようにして形成された下部電極１８、有機層２０及び上部電極２１は、層間絶縁膜１４の凸状湾曲形状部１５においては、該凸状湾曲形状部１５の表面形状に倣って凸状に湾曲形成されている。すなわち、ガラス基板７と凸状湾曲形状部１５の表面とのなす角度がいくらあったとしても、有機層２０の膜厚は均等で、画素１２内で有機層２０の膜厚が変わることはない。 The lower electrode 18, the organic layer 20, and the upper electrode 21 formed in this manner are convex in the convex curved shape portion 15 of the interlayer insulating film 14 following the surface shape of the convex curved shape portion 15. It is curved. That is, the film thickness of the organic layer 20 is uniform and the film thickness of the organic layer 20 does not change within the pixel 12 regardless of the angle between the glass substrate 7 and the surface of the convex curved portion 15. .

最後に、掘り込みガラスからなる封止基板４と樹脂製のシール材５とを用いて、有機ＥＬ素子３を密封し、ＴＦＴ基板２と封止基板４との間に形成された空間に不活性ガス６を充填し、有機ＥＬ表示装置１を得た（図１参照）。 Finally, the organic EL element 3 is sealed using a sealing substrate 4 made of digging glass and a resin sealing material 5, and the space formed between the TFT substrate 2 and the sealing substrate 4 is not filled. The active gas 6 was filled to obtain the organic EL display device 1 (see FIG. 1).

図１１は従来例の図４相当図であり、層間絶縁膜１４の画素開口部１３に対応する箇所が平坦になっているほかは、実施形態と同様に構成されているので、同一の構成箇所に同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。 FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 4 of the conventional example, and is the same as the embodiment except that the portion corresponding to the pixel opening 13 of the interlayer insulating film 14 is flat. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

上記のようにして製造された有機ＥＬ表示装置１によれば、図１１の従来の構造においては、斜めの視角において、正面から見た時よりも大きく色度が変化し、表示色に異常が生じていたが、この実施形態の構造を用いることによって、斜めの視角でも色度が大きく変化するのを抑制することができた。また、それだけでなく、図１１の従来の構造においては、輝度についても斜めの視角で急激に低下する問題が発生していたが、この実施形態の構造を用いれば、輝度の急激な低下も抑制することができた。結果として、高品位な有機ＥＬ表示装置１を実現することができた。 According to the organic EL display device 1 manufactured as described above, in the conventional structure of FIG. 11, the chromaticity changes more greatly than when viewed from the front at an oblique viewing angle, and the display color is abnormal. However, by using the structure of this embodiment, it was possible to suppress a large change in chromaticity even at an oblique viewing angle. In addition, in the conventional structure of FIG. 11, there is a problem that the luminance rapidly decreases at an oblique viewing angle. However, if the structure of this embodiment is used, a rapid decrease in luminance is suppressed. We were able to. As a result, a high-quality organic EL display device 1 could be realized.

さらに、この実施形態の構造では、画素１２内に亘って有機層２０（発光層２３）の膜厚が一定であるために、画素１２内の一部に電流が集中してその部分の輝度劣化が他の部分よりも加速されることによる経時的な色度変化が生じない。 Furthermore, in the structure of this embodiment, since the film thickness of the organic layer 20 (light emitting layer 23) is constant throughout the pixel 12, current concentrates in a part of the pixel 12 and luminance degradation of that part occurs. The chromaticity does not change over time due to the acceleration of.

また、この実施形態の構造では、特許文献１における段差形成層及び距離調整層や、特許文献２における凹凸形成層を形成せずに済むので、その分だけコストを低減することができる。 Further, in the structure of this embodiment, it is not necessary to form the step forming layer and the distance adjusting layer in Patent Document 1 and the unevenness forming layer in Patent Document 2, so that the cost can be reduced accordingly.

上記のことを実証するために得たデータを図６〜図９に示す。 The data obtained to demonstrate the above are shown in FIGS.

図６は凸状湾曲形状部１５を１５等分した際の各々の領域において凸状湾曲形状部１５表面がＴＦＴ基板２となす角度（θ１〜θ６）を説明する説明図であり、各領域間は角度が連続的に変化している。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining angles (θ1 to θ6) between the surface of the convex curved portion 15 and the TFT substrate 2 in each region when the convex curved portion 15 is equally divided into 15 regions. The angle changes continuously.

図７は凸状湾曲形状部１５表面がＴＦＴ基板２となす角度（θ１〜θ６）の条件を変えた表であり、条件１、条件２、条件３、条件４，条件「平面」の５つを挙げている。ここで、条件「平面」とは、層間絶縁膜１４に凸状湾曲形状部１５がなく、図１１のような平面な画素のことである。 FIG. 7 is a table in which the conditions of the angles (θ1 to θ6) between the surface of the convex curved shape portion 15 and the TFT substrate 2 are changed. Condition 5, Condition 2, Condition 3, Condition 4, Condition “Plane” Cite. Here, the condition “plane” refers to a flat pixel as shown in FIG. 11 without the convex curved portion 15 in the interlayer insulating film 14.

図８は図７の条件において、視角を変化させた場合の色度ｘ、色度ｙ及び輝度の変化を示すグラフである。ここで視角とは、基板面の鉛直方向に対して視る方向がなす角度である。すなわち、基板面から鉛直方向が視角０°であり、基板面に沿った方向が視角９０°である。 FIG. 8 is a graph showing changes in chromaticity x, chromaticity y, and luminance when the viewing angle is changed under the conditions of FIG. Here, the viewing angle is an angle formed by the viewing direction with respect to the vertical direction of the substrate surface. That is, the vertical direction from the substrate surface is a viewing angle of 0 °, and the direction along the substrate surface is a viewing angle of 90 °.

図９は図８に基づき視覚を０°から８０°まで変化させたときの色度の最大変化量（最大値−最小値）と正面輝度を示す表である。 FIG. 9 is a table showing the maximum amount of change in chromaticity (maximum value-minimum value) and front luminance when the vision is changed from 0 ° to 80 ° based on FIG.

図７〜図９において、条件３が上記の実施形態に相当する。なお、各層の作製プロセス、材料、膜厚条件は、上記の実施形態と同様であるので省略する。但し、凸状湾曲形状部１５の表面形状を実現するために、層間絶縁膜１４の膜厚や露光量は適宜調整している。 7 to 9, Condition 3 corresponds to the above embodiment. Note that the manufacturing process, material, and film thickness conditions of each layer are the same as those in the above embodiment, and thus are omitted. However, in order to realize the surface shape of the convex curved portion 15, the film thickness and the exposure amount of the interlayer insulating film 14 are appropriately adjusted.

図８及び図９から明らかなように、条件「平面」のときが視角に対して最も色度ｘ、色度ｙ、輝度の変化が大きく、条件４、条件３、条件２、条件１の順にそれらの変化が緩和される。視角に対する色度の変化は、斜めから視たときの表示色の悪化をもたらし、輝度の変化は視認性の低下をもたらすため、いずれの視角に対してもマイクロキャビティ構造の最適値にできるだけ近いほうがよい。したがって、条件１がこれらの中で最適となる。 As apparent from FIGS. 8 and 9, when the condition is “plane”, the change in chromaticity x, chromaticity y, and luminance is the largest with respect to the viewing angle, and in order of condition 4, condition 3, condition 2, and condition 1. Those changes are mitigated. The change in chromaticity with respect to the viewing angle leads to deterioration of the display color when viewed from an oblique direction, and the change in luminance leads to a decrease in visibility, so that it should be as close as possible to the optimum value of the microcavity structure for any viewing angle. Good. Therefore, condition 1 is optimal among these.

一方、正面から視た（視角０°）ときの輝度は、条件「平面」を最大として、条件４、条件３、条件２、条件１の順で低下する。したがって、正面輝度を一定量確保しようとする場合には、条件１は他の条件と比べてより画素を発光させる必要があり、結果的に消費電力が高くなる。すなわち、正面輝度を同一とした場合の消費電力比較の観点では、色度変化の時と逆に条件「平面」のときが最適となる。 On the other hand, the luminance when viewed from the front (viewing angle 0 °) decreases in the order of condition 4, condition 3, condition 2, and condition 1, with the condition “plane” being the maximum. Therefore, in order to secure a certain amount of front luminance, it is necessary for condition 1 to cause the pixels to emit light more than other conditions, resulting in higher power consumption. That is, from the viewpoint of power consumption comparison when the front luminance is the same, the condition “plane” is optimal in contrast to the chromaticity change.

実際の製品応用においては、上記のようにトレードオフの関係にある色度変化の問題と正面輝度低下の問題の両方を鑑みて、適宜条件を選択すればよい。例えば、条件２を選択すれば、色度変化を条件「平面」よりも緩和することができ、かつ正面輝度の低下が条件３や条件４に比べて軽減されるため、中間的な特性を得ることができる。 In actual product application, the conditions may be appropriately selected in view of both the problem of chromaticity change and the problem of lowering the front luminance which are in a trade-off relationship as described above. For example, if the condition 2 is selected, the change in chromaticity can be relaxed more than the condition “plane”, and the lowering of the front luminance is reduced compared to the conditions 3 and 4, so that an intermediate characteristic is obtained. be able to.

なお、上記の実施形態では、真円形状の１つの画素開口部１３に対し球面形状の１つの凸状湾曲形状部１５を形成し、また、凸状湾曲形状部１５表面がガラス基板７となす角度を３０°〜−３０°で７等分されている構造としたが、これに限らず、本発明の効果を得ることができる範囲で、任意の構造を用いることができる。例えば、図１０は凸状湾曲形状部１５の各種形状を示しており、図１０（ａ）は上記の実施形態の球面形状に相当する。図１０（ｂ）は、楕円形状の１つの画素開口部１３に対し二軸方向に凸状に湾曲した１つの凸状湾曲形状部１５を形成した例である。図１０（ｃ）は、楕円形状の１つの画素開口部１３に対し短軸方向には凸状に湾曲し、長軸方向には湾曲せずに直線形状をした１つの凸状湾曲形状部１５を形成した例である。図１０（ｄ）は、画素開口部１３を長辺が直線形状で短辺が半円形状である長孔形状とし、その中に球面形状の３つの凸状湾曲形状部１５を形成した例である。つまり、１つの画素開口部１３に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの有機ＥＬ素子３が収まっている例である。図１０（ｅ）も、図１０（ｄ）と同様に１つの画素開口部１３に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの有機ＥＬ素子３が収まっている例であるが、画素開口部１３が長方形であり、その中に平面視で正方形の３つの凸状湾曲形状部１５が収まっている例である。 In the above-described embodiment, one convex curved shape portion 15 having a spherical shape is formed for one perfect circular pixel opening portion 13, and the surface of the convex curved shape portion 15 forms the glass substrate 7. Although the angle is divided into seven equal parts at 30 ° to −30 °, the structure is not limited to this, and any structure can be used as long as the effects of the present invention can be obtained. For example, FIG. 10 shows various shapes of the convex curved shape portion 15, and FIG. 10 (a) corresponds to the spherical shape of the above embodiment. FIG. 10B shows an example in which one convex curved shape portion 15 that is curved in a biaxial direction is formed with respect to one elliptical pixel opening portion 13. FIG. 10C shows one convex curved shape portion 15 that is curved in a convex shape in the short axis direction and straight in a long axis direction with respect to one elliptical pixel opening portion 13. Is an example of forming. FIG. 10D shows an example in which the pixel opening 13 has a long hole shape with a long side having a linear shape and a short side having a semicircular shape, and three convex curved portions 15 having a spherical shape are formed therein. is there. That is, in this example, three organic EL elements 3 of red (R), green (G), and blue (B) are accommodated in one pixel opening 13. FIG. 10E is also an example in which three organic EL elements 3 of red (R), green (G), and blue (B) are accommodated in one pixel opening 13 as in FIG. This is an example in which the pixel opening 13 is rectangular and three convex curved portions 15 having a square shape in a plan view are accommodated therein.

また、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度も３０°に限らず、５０°や６０°といった高角度や１０°や１５°といった低角度とすることもできる。ただし、図１０（ｃ）のような構造の場合、長軸方向での斜め視角に対しては、曲面構造が形成されていないためこの発明の効果を期待し難いので、例えばテレビ用途等、左右方向に比べて上下方向での斜め視角が発生し難い用途等に対して、斜め視角が比較的不要な方向とこの発明の効果を期待し難い方向とを一致させることが好ましい。 Further, the angle formed by the convex curved shape portion 15 and the TFT substrate 2 is not limited to 30 °, but may be a high angle such as 50 ° or 60 ° or a low angle such as 10 ° or 15 °. However, in the case of the structure as shown in FIG. 10C, since the curved surface structure is not formed for the oblique viewing angle in the major axis direction, it is difficult to expect the effect of the present invention. It is preferable that the direction in which the oblique viewing angle is relatively unnecessary and the direction in which the effect of the present invention is difficult to be expected coincide with each other for applications where the oblique viewing angle is less likely to occur in the vertical direction compared to the direction.

なお、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）のように画素開口部１３内に複数の凸状湾曲形状部１５を形成する場合において、その数が多数となる場合や、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度が高角度な場合、画素開口部１３内の全領域に均一に有機層２０が形成されず、画素開口部１３内の領域で有機層２０の膜厚が異なったり、あるいは、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度が低角度な場合、斜め視角での色度変化の抑制が不十分になることが懸念されることから、画素開口部１３内の凸状湾曲形状部１５を１つとし、それがＴＦＴ基板２となす角度を３０°程度とすることがより望ましい。 In the case where a plurality of convex curved portions 15 are formed in the pixel opening 13 as shown in FIGS. 10D and 10E, the number of the convex curved portions 15 may be large, or the convex curved portions may be formed. When the angle formed between the TFT 15 and the TFT substrate 2 is high, the organic layer 20 is not uniformly formed in the entire region within the pixel opening 13, and the film thickness of the organic layer 20 differs in the region within the pixel opening 13. Alternatively, when the angle formed by the convex curved shape portion 15 and the TFT substrate 2 is low, there is a concern that the suppression of the chromaticity change at the oblique viewing angle may be insufficient, and therefore, in the pixel opening portion 13. It is more desirable that one convex curved portion 15 is formed and the angle between the convex curved portion 15 and the TFT substrate 2 is about 30 °.

なお、凸状湾曲形状部１５がＴＦＴ基板２となす角度は、層間絶縁膜１４に使用する材料の物性、露光量、現像時間、焼成プロセスの昇温条件等によって任意の角度を得ることが可能である。 The angle formed by the convex curved portion 15 and the TFT substrate 2 can be any angle depending on the physical properties of the material used for the interlayer insulating film 14, the exposure amount, the development time, the temperature rise conditions of the baking process, and the like. It is.

この発明は、マイクロキャビティ構造を取り入れた有機ＥＬ表示装置について有用である。 The present invention is useful for an organic EL display device incorporating a microcavity structure.

１有機ＥＬ表示装置
３有機ＥＬ素子
７ガラス基板
１３画素開口部
１４層間絶縁膜
１５凸状湾曲形状部
１８下部電極
２０有機層
２１上部電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic EL display device 3 Organic EL element 7 Glass substrate 13 Pixel opening part 14 Interlayer insulating film 15 Convex-curved shape part 18 Lower electrode 20 Organic layer 21 Upper electrode

Claims

An organic EL element composed of a lower electrode, an organic layer, and an upper electrode is formed on a substrate via an interlayer insulating film, and the light emitted from the organic layer is repeatedly reflected within a predetermined optical length range. An organic EL display device having a microcavity structure for enhancing and selecting light of a wavelength,
In the organic EL element formation portion of the interlayer insulating film, a convex curved shape portion is formed so as to bulge so as to correspond to the pixel opening,
An organic EL display device, wherein the organic layer of the organic EL element is formed with a uniform film thickness on the convex curved shape portion so as to follow the surface shape of the convex curved shape portion.

The organic EL display device according to claim 1,
An organic EL display device, wherein one convex curved portion is housed in one pixel opening.

The organic EL display device according to claim 1,
An organic EL display device, wherein a plurality of the convex curved portions are housed in one pixel opening.

The organic EL display device according to any one of claims 1 to 3,
2. The organic EL display device according to claim 1, wherein the convex curved shape portion is formed in a perfect circle shape and a part of a spherical shape in a plan view.

The organic EL display device according to any one of claims 1 to 3,
The organic EL display device, wherein the convex curved portion is elliptical in a plan view and is curved in a biaxial direction.

The organic EL display device according to any one of claims 1 to 3,
The convex curved shape portion has an elliptical shape in plan view, is curved in a convex shape in the short axis direction, and has a linear shape without being curved in the long axis direction. .

The organic EL display device according to any one of claims 1 to 3,
The organic EL display device, wherein the convex curved shape portion is rectangular in plan view.