JP2011210614A - Organic el element and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表示装置の技術に関し、特に有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a display device technique, and more particularly to an organic EL element (organic electroluminescence element) and a method for manufacturing the same.
有機EL素子は、導電性の発光媒体層に電圧を印加することにより、発光媒体層中の有機発光層において注入された電子と正孔が再結合する。有機発光層中の有機発光分子は、再結合エネルギーによりいったん励起状態となり、その後、励起状態から基底状態に戻る。この際に放出されるエネルギーを光として取り出すことにより有機EL素子は発光する。有機発光媒体層に電圧を印加するために上記発光媒体層の両側には画素電極と対向電極が設けられており、発光層からの光を外部へ取り出すために少なくとも一方の電極は透光性を有する。このような有機EL素子の構造の一例としては、透光性基板上に、透光性の画素電極、発光媒体層、対向電極を順次積層したものが挙げられる。ここで、基板上に形成される画素電極を陽極とし、発光媒体層上に形成される対向電極を陰極として利用する態様が挙げられる。 In the organic EL element, by applying a voltage to the conductive light emitting medium layer, electrons and holes injected in the organic light emitting layer in the light emitting medium layer are recombined. The organic light emitting molecules in the organic light emitting layer are once excited by the recombination energy, and then return from the excited state to the ground state. The organic EL element emits light by taking out the energy released at this time as light. In order to apply a voltage to the organic light emitting medium layer, a pixel electrode and a counter electrode are provided on both sides of the light emitting medium layer, and at least one of the electrodes has a light transmitting property in order to extract light from the light emitting layer to the outside. Have. As an example of the structure of such an organic EL element, a light-transmitting pixel electrode, a light emitting medium layer, and a counter electrode are sequentially stacked on a light-transmitting substrate. Here, there is an embodiment in which the pixel electrode formed on the substrate is used as an anode, and the counter electrode formed on the light emitting medium layer is used as a cathode.
さらに発光効率を増大させる等の目的から、有機EL素子として、陽極と有機発光層との間に設けられる正孔輸送層、正孔注入層に加え、有機発光層と陰極との間に電子輸送層、電子注入層が適宜選択して設けられることが多い。これら正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層は、キャリア輸送層と呼ばれている。これらキャリア輸送層と有機発光層、さらには正孔ブロック層や電子ブロック層、絶縁層等を合わせて発光媒体層と呼ぶ。 In addition to increasing the luminous efficiency, as an organic EL element, in addition to the hole transport layer and hole injection layer provided between the anode and the organic light emitting layer, electron transport between the organic light emitting layer and the cathode. In many cases, a layer and an electron injection layer are appropriately selected and provided. These hole transport layer, hole injection layer, electron transport layer, and electron injection layer are called carrier transport layers. The carrier transport layer, the organic light emitting layer, the hole blocking layer, the electron blocking layer, the insulating layer, and the like are collectively referred to as a light emitting medium layer.
上述のように発光媒体層を構成し、各機能を発揮する物質(発光媒体材料と呼ぶ)がいずれも低分子化合物の場合には、各層は抵抗加熱方式などの真空蒸着法などによって積層される。 When the light emitting medium layer is configured as described above and each of the substances (referred to as a light emitting medium material) exhibiting each function is a low molecular compound, each layer is laminated by a vacuum evaporation method such as a resistance heating method. .
これに対し、有機発光層として高分子系材料を用いる有機EL素子(以後、高分子有機EL素子という)がある。高分子系材料を溶媒に溶解または分散させることで、塗布法や印刷法と言った湿式法により発光層を製膜することができる。そのため、前述の低分子材料を用いた有機EL素子と比較して、大気圧下での製膜が可能であり、設備コストが安いという利点がある。 On the other hand, there is an organic EL element (hereinafter referred to as a polymer organic EL element) using a polymer material as the organic light emitting layer. By dissolving or dispersing the polymer material in a solvent, the light emitting layer can be formed by a wet method such as a coating method or a printing method. Therefore, compared with the organic EL element using the above-mentioned low molecular weight material, there is an advantage that film formation under atmospheric pressure is possible and equipment cost is low.
画像表示装置を作製する場合は、縦横に並べられている多数の画素によって、画像を表示する。そのためには発光材料や正孔注入材料などを画素電極上に選択的に配し、各画素に独立した有機EL素子を形成する必要がある。その際、材料を各画素に均一に配し、均一に発光させる為、予め各画素を区画する隔壁を設ける手法が一般的に用いられている。 When manufacturing an image display device, an image is displayed by a large number of pixels arranged vertically and horizontally. For this purpose, it is necessary to selectively dispose a light emitting material, a hole injection material, or the like on the pixel electrode and form an independent organic EL element for each pixel. At that time, in order to uniformly distribute the material to each pixel and to uniformly emit light, a method of providing partition walls that partition each pixel in advance is generally used.
現在、上記隔壁構造の形状を工夫することで有機膜の膜厚分布等を改善する手法が盛んに検討されている。例えば、二段隔壁構造(特許文献1)(特許文献3)や逆テーパー構造(特許文献2)、工字型構造(特許文献3)などがある。これらは、陽極上に形成される正孔輸送層の膜厚が厚くなることで発生する膜厚分布による発光ムラを抑制することが目的である。 Currently, methods for improving the film thickness distribution of the organic film by devising the shape of the partition structure are being actively studied. For example, there are a two-stage partition structure (Patent Document 1) (Patent Document 3), a reverse taper structure (Patent Document 2), and a kanji structure (Patent Document 3). The purpose of these is to suppress light emission unevenness due to the film thickness distribution that occurs when the film thickness of the hole transport layer formed on the anode is increased.
しかしながら、膜厚制御を行った場合でも、導電率の高い正孔輸送層を用いた場合、発光現象に寄与しない電流(以下、リーク電流と称する)が隔壁方向に流れ、有機EL素子の性能が低下してしまうという懸念がある。そして、このような有機EL素子によって構成された画像表示装置において、互いに隣接する画素間にリーク電流が流れると、所望の表示を制御することが困難であるという問題がある。 However, even when the film thickness is controlled, when a hole transport layer having high conductivity is used, a current that does not contribute to the light emission phenomenon (hereinafter referred to as a leakage current) flows in the direction of the partition wall, and the performance of the organic EL element is reduced. There is concern that it will decline. And in an image display device constituted by such an organic EL element, there is a problem that it is difficult to control a desired display when a leak current flows between adjacent pixels.
このような問題に対し、特許文献4に記載のように、二段構造にした隔壁構造によって、正孔輸送層を物理的に断線させ、リーク電流を抑制する手法が検討されている。
しかし、この方法では、第1隔壁部の切り立ったエッジにより陰極も同時に断線してしまうおそれがあるという問題がある。断線を防ぐためには、その分陰極を厚く積層する必要があり、このことは、蒸着等の成膜プロセスによるダメージによる特性劣化や、タクトダウン、コストアップなどの原因となる。
In order to solve such a problem, as described in Patent Document 4, a technique for suppressing leakage current by physically disconnecting the hole transport layer by a partition structure having a two-stage structure has been studied.
However, this method has a problem that the cathode may be disconnected at the same time due to the sharp edge of the first partition wall. In order to prevent disconnection, it is necessary to stack the cathode thicker by that amount, which causes deterioration of characteristics due to damage caused by a film forming process such as vapor deposition, tact down, and cost increase.
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、画素を区画する隔壁の形状を工夫することで、リーク電流を抑制し、且つ有機膜上に形成する電極の断線を抑制することができる有機EL表示及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made paying attention to the above points, and by devising the shape of the partition wall that partitions the pixel, the leakage current is suppressed and the disconnection of the electrode formed on the organic film is suppressed. An object of the present invention is to provide an organic EL display and a method for manufacturing the same.
上記の課題を解決するために、本発明のうち請求項1に記載の発明は、基板上に、正孔輸送層及び有機発光層を含む有機発光媒体層を挟んで、画素電極と対向電極とが対向配置して形成された有機EL素子であって、
上記基板上に、上記画素電極を区画し且つ絶縁性を有する隔壁を形成し、上記隔壁は、基板に近い方から、少なくとも第1隔壁部と、その上に形成された第2隔壁部との2つの層を有し、
上記第1隔壁部の壁面は、基板表面と成す角度が90度、若しくは90度未満の角度となっており、
上記第2隔壁部の基板側である底部の幅は、第1隔壁部上部の幅と同一若しくは略同一となっていることを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, the invention according to claim 1 of the present invention includes a pixel electrode, a counter electrode, and an organic light-emitting medium layer including a hole transport layer and an organic light-emitting layer on a substrate. Is an organic EL element formed so as to face each other,
On the substrate, partition walls having an insulating property are formed to partition the pixel electrode, and the partition wall includes at least a first partition wall portion and a second partition wall portion formed on the partition wall from the side closer to the substrate. Has two layers,
The wall surface of the first partition wall has an angle of 90 degrees or less than 90 degrees with the substrate surface,
The width of the bottom portion on the substrate side of the second partition wall portion is the same as or substantially the same as the width of the upper portion of the first partition wall portion.
次に、請求項2に記載した発明は、請求項1に記載した構成に対し、上記第1隔壁部は、無機絶縁材料であることを特徴とするものである。
次に、請求項3に記載した発明は、請求項1又は請求項2に記載した構成に対し、 上記第1隔壁部の膜厚は、有機発光媒体層の総膜厚と等しいか当該有機発光媒体層の総膜厚よりも厚いことを特徴とするものである。
Next, the invention described in claim 2 is characterized in that, with respect to the configuration described in claim 1, the first partition wall portion is an inorganic insulating material.
Next, the invention described in claim 3 is the structure described in claim 1 or 2, wherein the film thickness of the first partition wall portion is equal to the total film thickness of the organic light emitting medium layer or the organic light emission. It is characterized by being thicker than the total film thickness of the medium layer.
次に、請求項4に記載した発明は、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した構成に対し、上記画素電極が透明電極であり、
上記正孔輸送層は、有機発光層よりも画素電極側に配置されていることを特徴とするものである。
次に、請求項5に記載した発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載した構成に対し、上記対向電極が透明電極であり、
上記正孔輸送層は、有機発光層よりも画素電極側に配置されていることを特徴とするものである。
Next, in the invention described in claim 4, the pixel electrode is a transparent electrode with respect to the configuration described in any one of claims 1 to 3,
The hole transport layer is arranged closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
Next, in the invention described in claim 5, the counter electrode is a transparent electrode with respect to the configuration described in any one of claims 1-4.
The hole transport layer is arranged closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
次に、請求項6に記載した発明は、基板上に、正孔輸送層及び有機発光層を含む有機発光媒体層を挟んで、画素電極と対向電極とが対向配置して形成された有機EL素子の製造方法であって、
上記基板上に上記画素電極を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程に備え、
上記隔壁形成工程は、第1隔壁部を形成する第1の工程と、その第1隔壁部上に第2隔壁部を形成する第2の工程とを備え、
上記第1隔壁部の壁面を、基板表面と成す角度が90度、若しくは90度未満の角度となるように形成し、
上記第2隔壁部の基板側である底部の幅を、第1隔壁部上部の幅と同一若しくは略同一となるように形成することを特徴とするものである。
Next, the invention described in claim 6 is an organic EL device in which a pixel electrode and a counter electrode are arranged to face each other on a substrate with an organic light emitting medium layer including a hole transport layer and an organic light emitting layer interposed therebetween. A method for manufacturing an element, comprising:
In preparation for a partition forming step of forming a partition for partitioning the pixel electrode on the substrate,
The partition wall forming step includes a first step of forming a first partition wall portion and a second step of forming a second partition wall portion on the first partition wall portion,
The wall surface of the first partition wall is formed so that the angle formed with the substrate surface is 90 degrees or less than 90 degrees,
The width of the bottom portion on the substrate side of the second partition wall portion is formed to be the same as or substantially the same as the width of the upper portion of the first partition wall portion.
次に、請求項7に記載した発明は、請求項6に記載した構成に対し、上記第1隔壁部は、無機絶縁材料からなることを特徴とするものである。
次に、請求項8に記載した発明は、請求項6又は請求項7に記載した構成に対し、 上記第1隔壁部の膜厚を、有機発光媒体層の総膜厚と等しいか当該有機発光媒体層の総膜厚よりも厚くなるように形成することを特徴とするものである。
Next, the invention described in claim 7 is characterized in that, in the configuration described in claim 6, the first partition wall portion is made of an inorganic insulating material.
Next, the invention described in claim 8 is directed to the configuration described in claim 6 or claim 7, wherein the film thickness of the first partition wall portion is equal to the total film thickness of the organic light emitting medium layer or the organic light emission. It is formed so as to be thicker than the total film thickness of the medium layer.
次に、請求項9に記載した発明は、請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載した構成に対し、上記画素電極が透明電極であり、
上記正孔輸送層を、上記有機発光層よりも画素電極側に配置することを特徴とするものである。
次に、請求項10に記載した発明は、請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載した構成に対し、上記対向電極が透明電極であり、
上記正孔輸送層を、上記有機発光層よりも画素電極側に配置することを特徴とするものである。
Next, in the invention described in claim 9, the pixel electrode is a transparent electrode with respect to the configuration described in any one of claims 6 to 8,
The hole transport layer is disposed closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
Next, in the invention described in claim 10, the counter electrode is a transparent electrode with respect to the configuration described in any one of claims 6 to 8,
The hole transport layer is disposed closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
本発明によれば、隔壁として、少なくとも第1隔壁部及び第1隔壁部上の第2隔壁部の2つの層を有し、第1隔壁部は、例えば基板に対して垂直か、または逆テーパー形状に設けられる。さらに、上記第2隔壁部は、第1隔壁部上部の幅に対し、第2隔壁部底部が同一幅に設けられる。この結果、有機発光媒体層上に形成する電極の断線及び、隔壁上へのリーク電流を防ぐことが可能になる。 According to the present invention, the partition has at least two layers of the first partition and the second partition on the first partition, and the first partition is, for example, perpendicular to the substrate or inversely tapered. Provided in the shape. Furthermore, the second partition wall portion is provided with the same width at the bottom of the second partition wall portion as compared with the width of the upper portion of the first partition wall portion. As a result, it is possible to prevent disconnection of electrodes formed on the organic light emitting medium layer and leakage current to the partition walls.
すなわち、第1隔壁部を基板上に対し垂直か、または逆テーパー形状に立ち上がるように形成することにより、電極上に成膜する正孔輸送層を、物理的に断線することができて、電極から隔壁上へのリーク電流を防ぐ。これによって、画素電極のみに電流が流れ、発光ムラを抑制することが可能となる。
また、第2隔壁部を第1隔壁部上部の幅に対し、第2隔壁部底部を同一幅に設けることにより、第1隔壁部の切り立ったエッジの影響を抑制し、電極の断線を防ぐことができ表示不良がなく、且つEL特性も良好なEL表示装置を作製することが可能になる。
That is, by forming the first partition wall so as to rise perpendicularly to the substrate or in an inversely tapered shape, the hole transport layer formed on the electrode can be physically disconnected, To prevent leakage current on the barrier ribs. As a result, a current flows only in the pixel electrode, and uneven light emission can be suppressed.
In addition, by providing the second partition wall portion with the same width as the upper portion of the first partition wall portion, the influence of the sharp edge of the first partition wall portion is suppressed and the disconnection of the electrode is prevented. Thus, an EL display device with no display failure and good EL characteristics can be manufactured.
特に、第1隔壁部の膜厚を、有機発光媒体層の総膜厚に対し同等以上に設けることによって、より確実に、有機発光媒体層上に形成する電極の断線及び、隔壁上へのリーク電流を防ぐことが可能になる。 In particular, by providing the first partition wall with a thickness equal to or greater than the total thickness of the organic light emitting medium layer, the disconnection of the electrode formed on the organic light emitting medium layer and the leakage onto the partition are more reliably performed. It becomes possible to prevent current.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の説明において参照する図面は、本実施形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さ、寸法の比率等については、そのまま実施の形態を表すものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The drawings referred to in the following description of the embodiments are for explaining the configuration of the present embodiment, and the size, thickness, ratio of dimensions, etc. of the respective parts shown in the drawings are the same as those in the embodiment. It does not represent.
(有機EL表示装置)
まず。本発明に基づく有機EL素子を用いた有機EL表示装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態を説明するための有機EL表示装置の断面図である。
(Organic EL display device)
First. An organic EL display device using the organic EL element according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL display device for explaining an embodiment of the present invention.
本実施形態の有機EL表示装置100は、基板101上に、正孔輸送層104及び有機発光層106を含む有機発光媒体層108を挟んで、画素電極102と対向電極107とが対向配置して形成されている。すなわち、有機EL表示装置100は、図1に示すように、基板101の上に、画素毎に具備された画素電極(陽極)102と、画素電極102の画素間を区画する隔壁103と、画素電極102の上に形成された正孔輸送層104と、この正孔輸送層104の上に形成されたインターレイヤ105と、インターレイヤ105の上に形成された有機発光層106と、有機発光層106上の全面を被覆するように形成された対向電極(陰極)107と、が形成されている。また、上記画素電極102、隔壁103、正孔輸送層104とインターレイヤ105と有機発光層106を含む発光媒体層108、及び対向電極107を覆うようにして、封止体109を備える。
In the organic
ここで発光媒体層108は、画素電極(陽極)102と対向電極(陰極)107との間に配置された層である。図1の素子では、正孔輸送層104とインターレイヤ105と有機発光層106が、発光媒体層108に相当する。これ以外にも、発光媒体層108として、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等の層を適宜加えても良い。
Here, the light emitting
図2(a)及び図2(b)は、本実施形態における有機EL素子の積層部分の断面図である。
図2(a)はボトムエミッション型の有機EL素子の例である。この例では、基板101上に透明電極からなる画素電極102、正孔輸送層104、有機発光層106205、対向電極107の順で積層されている。この順番に積層されていれば、インターレイヤ105や、その他の層をそれぞれの間に介挿しても良い。ボトムエミッション型の場合には、対向電極107は光不透過性電極であり、対向電極107側に放出された光は、対向電極107で反射して光透過性電極である画素電極102側から外部へ出射する。
FIG. 2A and FIG. 2B are cross-sectional views of the stacked portion of the organic EL element in the present embodiment.
FIG. 2A shows an example of a bottom emission type organic EL element. In this example, a
図2(b)はトップエミッション型の有機EL素子の例である。この例では、基板101上に反射層207、画素電極102、正孔輸送層104、インターレイヤ105、有機発光層106、透明電極からなる対向電極107の順で積層されている。この順番に積層されていれば、その他の層をそれぞれの間に介挿しても良い。ップエミッション型の場合には対向電極107は光透過性電極であり、画素電極102側に放出された光は、画素電極102を透過して反射層207で反射して対向電極107側から外部へ出射する。一方、対向電極107側に放出された光は、同じく対向電極107を透過して外部へ出射する。
FIG. 2B shows an example of a top emission type organic EL element. In this example, the
以降の説明では、ボトムエミッション型の有機EL素子を代表させて説明を行うが、対向電極107を透明導電膜としたトップエミッション型についても、同様に適用することが出来る。
In the following description, a bottom emission type organic EL element will be described as a representative, but the same applies to a top emission type in which the
(基板)
基板101の材料としては、例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシートを例示出来る。トップエミッション型の有機発光電界素子の場合には、これに加えて、上記のプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた光透過性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板、プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた光不透過性基材などを用いることができる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
(substrate)
Examples of the material of the
有機EL表示装置100の光取り出しを行う面は、ボトムエミッション型では基板101と隣接する電極側から行えばよい。トップエミッション型では基板101と対向する電極側から行えばよい。
これらの材料からなる基板101は、有機EL表示装置100内への水分や酸素の浸入を避けるために、基板101の全面もしくは片面に無機膜の形成、樹脂の塗布などにより、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、発光媒体層108への水分の浸入を避けるために、基板101における含水率及びガス透過係数を小さくすることが好ましい。
The bottom surface of the organic
The
(画素電極)
画素電極102は、基板101上に成膜し、必要に応じてパターニングを行う。画素電極102は、第1隔壁部103Aによって区画され、各画素に対応した画素電極102となる。
(Pixel electrode)
The
画素電極102の材料としては、ITO(インジウムスズ複合酸化物)やIZO(インジウム亜鉛複合酸化物)、AZO(亜鉛アルミニウム複合酸化物)などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料を使用することが出来る。また、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものを使用することができる。ただし本発明はこれらに限定されるわけではない。
As the material of the
画素電極102を陽極とする場合、ITOなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。TFT駆動の有機EL表示装置において電極は低抵抗であればよく、シート抵抗で20Ω・sq以下であれば好適に用いることが可能となる。
画素電極102の形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
When the
As a method for forming the
画素電極102のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
As a patterning method of the
トップエミッション型の場合、画素電極102の下部に反射層207(図2(b)を参照)を形成することが好ましい。反射層207の材料としては、高反射率かつ低抵抗であることが好ましく、Cr、Mo、Al、Ag、Ta、Cu、Ti、Niを一種以上含んだ単膜および積層膜、合金膜、上記材料を用いた膜にSiO、SiO2、TiO2等の保護膜を形成したものを用いることが出来る。反射率として可視光波長領域の全平均で80%以上あればよく、90%以上であれば好適に用いることが可能となる。発光媒体層108または画素電極102が光不透過性材料である場合はこの限りではない。
In the case of the top emission type, it is preferable to form a reflective layer 207 (see FIG. 2B) below the
形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
反射層207のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィ法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
As the forming method, depending on the material, dry film forming methods such as resistance heating evaporation method, electron beam evaporation method, reactive evaporation method, ion plating method, sputtering method, ink jet printing method, gravure printing method, screen printing, etc. An existing film formation method such as a wet film formation method such as a method can be used. However, the present invention is not limited to these.
As a patterning method for the
(隔壁)
実施形態に関わる隔壁103は、各画素に対応した発光領域を区画するように形成する。このとき、隔壁103は、画素電極102の端部を覆うように形成することが好ましい。一般的にアクティブ駆動型有機EL表示装置100は、各画素に対して画素電極102が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとするため、画素電極102の端部を覆うように形成される。平面視における、隔壁103の最も好ましい形状は、各画素電極102を最短距離で区切る格子状を基本とする。
(Partition wall)
The
隔壁103は、複数の画素の各々を仕切る仕切り部材として機能する。このため、ウェットコーティング法を用いるパターニングによって発光媒体層108を各画素に配置する場合、上記隔壁103によって、互いに隣接する画素間において混色を防ぐことが可能になる。
The
本実施形態の隔壁103は、断面が逆テーパー形状を有する第1隔壁部103Aと、断面が順テーパー形状を有する第2隔壁部103Bとの2層構造で設けられる。これによって、後述のように表示領域全面に形成される発光媒体層108におけるリーク電流が低減される。
The
第1隔壁部103Aは、断面逆テーパー形状となっていることから、図1のように、第1隔壁部103Aの壁面は、基板101表面と成す角度が90度未満の角度となっている。すなわち、隣り合う第1隔壁部103Aの間の間隔は、基板101から離れるほど小さくなるように設定される。
Since the first
ここで、第1隔壁部103Aは、基板101に対して垂直に立ち上がっていても良い(垂直構造)。この場合には、第1隔壁部103Aの壁面は、基板101表面と成す角度が90度となり、隣り合う第1隔壁部103Aの間の間隔は、基板101から離れる方向に沿って等しい間隔となる。
Here, the first
また、上記第2隔壁部103Bの基板101側の底部の幅は、第1隔壁部103A上部の幅と等しくなるように設定されている。これによって、第1隔壁部103Aと第2隔壁部103Bとの間に段差が形成されない。そして、第2隔壁部103Bは、断面テーパー形状であることから、隣り合う第2隔壁部103Bの間の間隔は、基板101から離れるほど大きくなるように設定される。
The width of the bottom of the
以上のように隔壁103として、少なくとも第1隔壁部103A及び第1隔壁部上の第2隔壁部103Bの2つの層を有し、第1隔壁部103Aは、例えば基板に対して垂直か、または逆テーパー形状に設けられる。さらに、上記第2隔壁部103Bは、第1隔壁部103A上部の幅に対し、第2隔壁部103B底部が同一幅に設けられる。この結果、有機発光媒体層上に形成する電極の断線及び、隔壁上へのリーク電流を防ぐことが可能になる。
As described above, the
すなわち、第1隔壁部103Aを基板上に対し垂直か、または逆テーパー形状に立ち上がるように形成することにより、電極上に成膜する正孔輸送層を、物理的に断線することができて、電極から隔壁上へのリーク電流を防ぐ。これによって、画素電極のみに電流が流れ、発光ムラを抑制することが可能となる。
That is, by forming the first
また、第2隔壁部を第1隔壁部103A上部の幅に対し、第2隔壁部103B底部を同一幅に設けることにより、第1隔壁部103Aの切り立ったエッジの影響を抑制し、電極の断線を防ぐことができ表示不良がなく、且つEL特性も良好なEL表示装置を作製することが可能になる。
Further, by providing the second partition wall portion with the same width as the top of the first
特に、第1隔壁部103Aの膜厚を、有機発光媒体層の総膜厚に対し同等以上に設けることによって、より確実に、有機発光媒体層上に形成する電極の断線及び、隔壁上へのリーク電流を防ぐことが可能になる。
In particular, by providing the film thickness of the
本実施形態の第1隔壁部103Aは、無機絶縁材料からなる。
第1隔壁部103Aを形成する無機絶縁材料は、スパッタリング法,プラズマCVD法,抵抗加熱蒸着法に代表されるドライコーティング法を用いて形成することが出来る。また、スピンコーター、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター、グラビアコーター等の公知の塗布方法を用いて無機絶縁材料が含有されたインキを塗布したのち、大気乾燥、加熱乾燥などの焼成工程で溶剤を除去し無機絶縁膜としても良い。
The
The inorganic insulating material that forms the
次に、無機絶縁膜上に感光性樹脂を塗工し、露光,現像を行いパターン形成する。感光性樹脂としては、ポジ型レジスト又はネガ型レジストのどちらも用いられる。市販されているレジストを用いてもよい。パターンを形成する工程としては、フォトリソグラフィ法を用いて所定のパターンを得る方法が挙げられる。なお、本発明においては、上記の方法に限定されず、他の方法が用いられてもよい。必要に応じて、無機絶縁膜上にプラズマ照射又はUV照射等の表面処理を施してもよい。 Next, a photosensitive resin is applied on the inorganic insulating film, and exposure and development are performed to form a pattern. As the photosensitive resin, either a positive type resist or a negative type resist is used. A commercially available resist may be used. Examples of the step of forming a pattern include a method of obtaining a predetermined pattern using a photolithography method. In the present invention, the present invention is not limited to the above method, and other methods may be used. If necessary, surface treatment such as plasma irradiation or UV irradiation may be performed on the inorganic insulating film.
第1隔壁部103Aを構成する逆テーパー構造及び、垂直構造を形成するには、反応性イオンビームエッチング,反応性ガスエッチング,反応性イオンエッチングなどに代表されるドライエッチング法を用いることができる。また、腐食溶解する性質を持つ液体の薬品を使ったウェットエッチング法も用いることができる。
In order to form the reverse tapered structure and the vertical structure constituting the
第1隔壁部103Aの好ましい膜厚は、絶縁性を確保するために、50nm以上1000nm以下が好ましい。また、対向電極107(陰極)107の断線を抑制させるために、有機発光媒体層108の高さと同程度であることが好ましく、さらに第1隔壁部103Aの膜厚を有機発光媒体層の膜厚に対し、同等以上にすることで好適に用いることができる。
A preferable film thickness of the
第2隔壁部103Bの材料としては、絶縁性を有する必要があり、感光性材料等を用いることができる。感光性材料としては、ポジ型であってもネガ型であってもよく、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を用いることができる。また、隔壁103形成材料として、SiO2、TiO2等を用いることもできる。
The material of the second
第2隔壁部103Bの好ましい高さは0.1μm以上30μm以下であり、より好ましくは0.5μm以上2μm以下程度である。30μmより高すぎると対向電極107(陰極)107の形成及び封止を妨げ、0.1μmより低すぎると画素電極102の端部を覆い切れない、あるいは発光媒体層108形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。
The preferred height of the
第2隔壁部103Bの形成方法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。ただし本発明はこれらに限定されるわけではない。
As a method for forming the
第2隔壁部103Bのパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、基体(基板101及び画素電極102)上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、基体上に感光性樹脂を塗工し、フォトリソグラフィ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。フォトリソグラフィ法は、第2隔壁部103Bの底部幅を、第1隔壁部103A上部の幅と同等に形成することが可能となるため好適に用いることが可能となる。なお、本発明はこれらに限定されるわけではなく、第2隔壁部103Bの底部幅を、第1隔壁部103A上部の幅と同等に形成できれば、他の方法をもちいてもかまわない。
As a patterning method for the
また、必要に応じてレジスト及び感光性樹脂に撥水剤を添加したり、親水性材料と疎水性材料の多層構造にしたり、プラズマやUVを照射したりして形成後に次の成膜材料に対する撥水性または親水性を付与することもできる。 If necessary, add a water repellent to the resist and the photosensitive resin, make a multilayer structure of hydrophilic and hydrophobic materials, or irradiate with plasma or UV to form the next film-forming material. Water repellency or hydrophilicity can also be imparted.
(正孔注入層、正孔輸送層)
次に、正孔注入層は、透明電極(陽極)から正孔を注入する機能を有する層であり、正孔輸送層104は、発光層に正孔を輸送する機能を有する層である。これらの層は、正孔注入機能と正孔輸送機能とを共に有する場合がある。この場合、これらの機能の程度に応じてどちらか一方の名称で、或いは両方の名称で機能層が称されている。本実施形態においては、正孔輸送層104と称されている層は、正孔注入層も含む。
(Hole injection layer, hole transport layer)
Next, the hole injection layer is a layer having a function of injecting holes from the transparent electrode (anode), and the
正孔輸送層104の物性値としては、画素電極102101の仕事関数と同等以上の仕事関数を有することが好ましい。これは画素電極102からインターレイヤ105へ効率的に正孔注入を行うためである。画素電極102101の材料により異なるが4.5eV以上6.5eV以下を用いることができ、画素電極102101がITOやIZOの場合、5.0eV以上6.0eV以下が好適に用いることが可能である。正孔輸送層104の比抵抗に関しては、膜厚30nm以上の状態で、1×103〜2×106Ω・mであることが好ましく、より好ましくは5×103〜1×106Ω・mである。また、ボトムエミッション構造では画素電極102側から放出光を取り出すため、光透過性が低いと取り出し効率が低下してしまうため、可視光波長領域の全平均で75%以上が好ましく、85%以上ならば好適に用いることが可能である。
The physical property value of the
正孔輸送層104を構成する材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との混合物等の高分子材料を用いることができる。この他にも、導電率が10-2S/cm以上10-6S/cm以下である導電性高分子を好ましく用いることができる。高分子材料は、湿式法による成膜工程に使用可能である。このため、正孔注入層又は正孔輸送層104を形成する際に高分子材料を用いることが好ましい。このような高分子材料は、水又は溶剤によって分散或いは溶解され、分散液又は溶液として使用される。
As a material constituting the
また、正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、Cu2O、Cr2O3、Mn2O3、FeOx(x〜0.1),NiO、CoO、Bi2O3、SnO2、ThO2、Nb2O5、Pr2O3、Ag2O、MoO2、ZnO、TiO2、V2O5、Nb2O5、Ta2O5、MoO3、WO3、MnO2等を用いることができる。 When an inorganic material is used as the hole transport material, Cu 2 O, Cr 2 O 3 , Mn 2 O 3 , FeOx (x to 0.1), NiO, CoO, Bi 2 O 3 , SnO 2 , ThO 2 Nb 2 O 5 , Pr 2 O 3 , Ag 2 O, MoO 2 , ZnO, TiO 2 , V 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , MoO 3 , WO 3 , MnO 2, etc. Can do.
正孔輸送層104を形成する方法としては、基板101上の表示領域全面にスピンコート法,ダイコート法,ディッピング法,又はスリットコート法等の簡便な方法で一括形成する方法が採用される。正孔輸送層104を形成する際には、上記正孔輸送材料が水、有機溶剤、或いはこれらの混合溶剤に溶解されたインキ(液体材料)が用いられる。有機溶剤としては、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン、テトラリン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル等が使用できる。また、インキには、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等を添加してもよい。正孔輸送層104が無機材料である場合には抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等のドライプロセスを用いて形成することができる。
As a method of forming the
(インターレイヤ)
上記インターレイヤ105は、有機発光層106と正孔輸送層104の間に積層することで、素子の発光寿命を向上させる機能を有する。トップエミッション型の素子構造では、正孔輸送層104を形成後に積層することができる。通常は正孔輸送層104を被覆するように形成するが、必要に応じてパターニングを行っても良い。
(Interlayer)
The
インターレイヤ105の材料としては、有機材料ではポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。また無機材料では、Cu2O、Cr2O3、Mn2O3、NiO、CoO、Pr2O3、Ag2O、MoO2、ZnO、TiO2、V2O5、Nb2O5、Ta2O5、MoO3、WO3、MnO2等の遷移金属酸化物およびこれらの窒化物、硫化物を一種以上含んだ無機化合物が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
Examples of the material of the
これらの有機材料は、溶媒に溶解または安定に分散させ有機インターレイヤのインキとなる。有機インターレイヤ材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機インターレイヤ材料の溶解性の面から好適である。また、有機インターレイヤインキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。 These organic materials are dissolved or stably dispersed in a solvent to form an organic interlayer ink. Examples of the solvent for dissolving or dispersing the organic interlayer material include toluene, xylene, acetone, anisole, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone alone or a mixed solvent thereof. Of these, aromatic organic solvents such as toluene, xylene, and anisole are preferable from the viewpoint of solubility of the organic interlayer material. Moreover, surfactant, antioxidant, a viscosity modifier, a ultraviolet absorber, etc. may be added to organic interlayer ink as needed.
これらインターレイヤ材料としては、正孔輸送層104よりも仕事関数が同等以上の材料を選択することが好ましく、更に有機発光層106よりも仕事関数が同等以下であることがより好ましい。これは正孔輸送層104から有機発光層106へのキャリア注入時に不必要な注入障壁を形成しないためである。また有機発光層106から発光に寄与できなかった電荷を閉じ込める効果を得るため、バンドギャップが3.0eV以上であることが好ましく、より好ましくは3.5eV以上であると好適に用いることが出来る。
As these interlayer materials, it is preferable to select a material having a work function equal to or higher than that of the
インターレイヤ105の形成法としては、材料に応じて、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。
As a method for forming the
ここで、凸版印刷法は、例えば図3に示す凸版印刷装置300を使用すればよい。図3中、符号301はステージを、符号302は被印刷基板を、符号303はインキタンクを、符号304はインキチャンバを、符号305はアニロックスロールを、符号306はドクタを、符号307は凸版を、符号308は版胴を、符号309はインキ層をそれぞれ示す。
Here, the relief printing method may use, for example, a
(有機発光層106)
上記有機発光層106は、トップエミッション型の素子の場合、インターレイヤ105の形成後に積層することが出来る。有機発光層106から放出される表示光が単色の場合、インターレイヤ105を被覆するように形成するが、多色の表示光を得るには必要に応じてパターニングを行うことにより好適に用いることができる。
(Organic light emitting layer 106)
In the case of a top emission type element, the organic
有機発光層106を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、N,N’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、N,N’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。ただし、本発明はこれらに限定されるわけではない。
Examples of the organic light-emitting material forming the organic light-emitting
これらの有機発光材料は、溶媒に溶解または安定に分散させ有機発光インキとなる。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が挙げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が、有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。 These organic light emitting materials are dissolved or stably dispersed in a solvent to form an organic light emitting ink. Examples of the solvent for dissolving or dispersing the organic light-emitting material include toluene, xylene, acetone, anisole, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, or a mixed solvent thereof. Among them, aromatic organic solvents such as toluene, xylene, and anisole are preferable from the viewpoint of solubility of the organic light emitting material. Moreover, surfactant, antioxidant, a viscosity modifier, a ultraviolet absorber, etc. may be added to organic luminescent ink as needed.
上述した高分子材料に加え、9,10−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、1,1,4,4−テトラフェニルブタジエン、トリス(8−キノラート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノラート)アルミニウム錯体、ビス(8−キノラート)亜鉛錯体、トリス(4−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノラート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−5−シアノ−8−キノラート)アルミニウム錯体、ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)[4−(4−シアノフェニル)フェノラート]アルミニウム錯体、ビス(2−メチル−5−シアノー8−キノリノラート)[4−(4−シアノフェニル)フェノラート]アルミニウム錯体、トリス(8−キノリノラート)スカンジウム錯体、ビス[8−(パラ−トシル)アミノキノリン]亜鉛錯体及びカドミウム錯体、1,2,3,4−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−2,5−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料が使用できる。 In addition to the polymer materials described above, 9,10-diarylanthracene derivatives, pyrene, coronene, perylene, rubrene, 1,1,4,4-tetraphenylbutadiene, tris (8-quinolato) aluminum complex, tris (4-methyl) -8-quinolate) aluminum complex, bis (8-quinolate) zinc complex, tris (4-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolate) aluminum complex, tris (4-methyl-5-cyano-8-quinolate) Aluminum complex, bis (2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolato) [4- (4-cyanophenyl) phenolate] aluminum complex, bis (2-methyl-5-cyano-8-quinolinolato) [4- ( 4-cyanophenyl) phenolate] aluminum complex, tris (8-quino) Norato) scandium complex, bis [8- (para-tosyl) aminoquinoline] zinc complex and cadmium complex, 1,2,3,4-tetraphenylcyclopentadiene, poly-2,5-diheptyloxy-para-phenylene vinylene A low molecular weight light emitting material such as can be used.
有機発光層106の形成法としては、材料に応じて、インクジェット印刷法、凸版印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができる。
As a method for forming the organic
(対向電極)
次に、有機発光層106上に上記対向電極107を形成する。
対向電極107の材料には、例えばMg、Al、Yb等の金属単体を用いたり、発光媒体層108と接する界面にLiや酸化Li、LiF等の化合物を1nm程度挟んで、安定性・導電性の高いAlやCuを積層して用いたりしてもよい。または電子注入効率と安定性とを両立させるため、仕事関数が低いLi、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb等の金属1種以上と、安定なAg、Al、Cu等の金属元素との合金系を用いてもよい。具体的にはMgAg、AlLi、CuLi等の合金を使用することができる。またITO(インジウムスズ複合酸化物)やIZO(インジウム亜鉛複合酸化物)、AZO(亜鉛アルミニウム複合酸化物)などの金属複合酸化物等の透明導電膜を用いることができる。
(Counter electrode)
Next, the
For the material of the
トップエミッション構造におけるこれらの対向電極107は、発光媒体層108から放出される表示光を透過されるため、可視光波長領域に対して光透過性が必要である。Mg、Al、Yb等の金属単体では20nm以下であることが好ましく、更には2nm以上7nm以下の範囲内であることがより好ましい。透明導電膜においては可視光波長領域の平均光透過性として85%以上を保つように膜厚を調節し好適に用いることができる。
Since these
対向電極107の形成法としては、材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、インクジェット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法など既存の成膜法を用いることができるが本発明ではこれらに限定されるわけではない。
As a method of forming the
(封止体)
封止体109は、例えば画素電極102、隔壁103、発光媒体層108、対向電極107が形成された基板101に対して、その周辺部について封止体109と基板101を接着させることにより封止が行われる。この際、トップエミッション構造では発光媒体層108から基板101側と反対側の封止体109108を通して放射される表示光を取り出すため、可視光波長領域に対して光透過性が必要となる。光透過性として可視光波長領域の平均光透過性として85%以上であることが好ましい
また、封止体109は、例えば画素電極102、隔壁103、発光媒体層108、対向電極107が形成された基板101に対して、封止材110上に樹脂層111を設け、該樹脂層111により封止材110と基板101を貼りあわせることにより行うことも可能である(図1参照)。
(Sealed body)
For example, the sealing
このとき封止材110の材料として、水分や酸素の光透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にSiOxをCVD法で形成したフィルムや、光透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気光透過性は、10E-6g/m2/day以下であることが好ましい。
At this time, the material of the sealing
樹脂層111としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、2液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート(EEA)ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート(EVA)等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層111110を封止材110の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材110上に形成する樹脂層111の厚みは、封止する有機EL素子の大きさや形状により任意に決定されるが、5μm〜500μm程度が望ましい。
Examples of the
画素電極102、隔壁103、発光媒体層108、対向電極107が形成された基板101と封止体109との貼り合わせは、封止室で行われる。封止体109を、封止材110と樹脂層111の2層構造とし、樹脂層111に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。なお、ここでは封止材110上に樹脂層111を形成したが、基板101上に樹脂層111を形成して封止材110と貼りあわせることも可能である。
The
封止材110209を用いて封止を行う前や当該封止材110の代わりに、例えばパッシベーション膜として、EB蒸着法やCVD法などのドライプロセスを用いて、窒化珪素膜など無機薄膜を形成して、封止体109とすることも可能であり、また、これらを組み合わせることも可能である。パシベーション膜の膜厚は、100nm以上500nm以下の範囲とすれば良く、材料の透湿性、水蒸気光透過性などにより異なるが150nm以上300nm以下が好適に用いることができる。トップエミッション型の構造では、上記の特性に加え、光透過性の考慮する必要があり、可視光波長領域の全平均で70%以上であれば好適に用いることが可能である。
An inorganic thin film such as a silicon nitride film is formed using a dry process such as an EB vapor deposition method or a CVD method, for example, as a passivation film instead of the sealing material 110209 or in place of the sealing
なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
次に、上述した実施形態に基づき、有機EL表示装置の実施例について説明する。なお、本発明は、下記の実施例によって制限されない。 Next, examples of the organic EL display device will be described based on the above-described embodiment. In addition, this invention is not restrict | limited by the following Example.
[実施例]
まず、対角5インチのガラス基板を準備した。このガラス基板上に、スパッタ法を用いてITO(インジウム―酸化錫)薄膜を50nmの膜厚で形成し、フォトリソグラフィ法によりパターニングを行った。これによって、複数のラインパターンを有する画素電極102を作製した。この複数のラインパターンにおいて、30μmピッチで136μm幅の320本のラインが形成されている。次に、この基板101をアセトン、純水、ブラシ洗浄、超音波洗浄などの従来のウェットプロセスによる洗浄を行い、U V オゾン処理により洗浄を行なった。
[Example]
First, a 5 inch diagonal glass substrate was prepared. On this glass substrate, an ITO (indium-tin oxide) thin film having a thickness of 50 nm was formed by sputtering, and patterning was performed by photolithography. Thus, the
次に、第1隔壁部103Aを以下のように形成した。表示領域の全面が成膜されるように、CVD法を用いてSiNを成膜した。CVD法においては、純度99.9999のSiH4,NH3,H2ガスを用いた。チャンバー内で基板101はホットプレートにより加熱を行い、基板101表面が130℃になるように調節を行い、プラズマ電力を1.5kWで200秒間成膜して600nmの膜厚を得た。この時、真空度は150PaとなるようにSiH4,NH3,H2を1:2:10の比率で供給した。形成されたSiN膜は、ITOと基板101表面の段差により凹凸となっている為、表面研磨を行い基板101面から200nmまで平坦化処理を行った。
Next, the
次に第1隔壁部103A上にボジ型感光性レジスト(日本ゼオン製,ZEP520A)を全面にスピンコートした。スピンコート条件として、4000rpmで50秒間回転させた後、ホットプレートにより180℃で5分間ベーキングを行い薄膜とした。レジスト膜形成後に、第1隔壁部103Aとなる部分のみを残して露光、現像、洗浄を行いレジストパターンを形成した。
Next, a body type photosensitive resist (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., ZEP520A) was spin coated on the
レジストパターン形成後、反応性イオンエッチングにより第1隔壁部103Aの逆テーパー形状を形成する。反応性ガスはフッ素と酸素を用い、フッ素ガスおよび酸素ガスの混合ガスをチャンバー内に導入した。各流量を調整し、フッ素ガスの流量を100sccmとし、酸素ガスの流量を400sccmとし、チャンバー内の圧力が10Paになるように調節を行った。また、高周波電源ら13.56MHzの高周波電力700Wを印加した。隔壁103部以外の窒化シリコン膜がドライエッチングにより除去され、基板101からのテーパー角度が150度となり、上部が30μm、底部が27μmの逆テーパー形状の第1隔壁部103Aが形成された。ドライエッチングの後、レジストの剥離を行った。
After the resist pattern is formed, the reverse tapered shape of the
次に、第2隔壁部103Bを以下のように形成した。第1隔壁部103Aを覆うように、基板101全面にポジ型感光性ポリイミド(東レ社製フォトニース,DL−1000)をスピンコートした。スピンコートの条件として、ガラス基板を110rpmで5秒間回転させた後に、ガラス基板を400rpmで20秒間回転させた。ポジ型感光性ポリイミドの膜厚は1.5μmである。第1隔壁部103A上のみ隠されたフォトマスクを準備し、フォトリソグラフィ法を用いて基板101の全面に塗布された感光性材料の第1隔壁部103A部以外をi線ステッパーにより180mJ/cm2露光した。露光した後現像を行い、オーブンを用いて、230℃で30分の条件で焼成し第1隔壁部103A上に第2隔壁部103Bを得た。こうして形成された第2隔壁部103Bは、第1隔壁部103A上部からのテーパー角度が50度となり、底部が上記第1隔壁部103Aの上部に対し同一幅の30μm、上部が15μmとなった。次に、ITOの表面処理として、紫外線照射を行った。
Next, the
次に、正孔輸送層104を形成した。正孔輸送層104を構成する無機材料として酸化モリブデンを用いた。表示領域の全面が成膜されるように、スパッタリング法を用いて無機材料を50nm成膜した。スパッタリング法おいては、純度99.9%のモリブデン金属ターゲットを用い、DCマグネトロンスパッタ法を用いて酸化モリブデンを基板101上に成膜した。ターゲットの電力密度は、1.3W/cm2である。チャンバ内に供給される混合ガスの比率としては、アルゴンが2であるのに対して、酸素が1である。スパッタリング時の真空度が0.5Paとなるように、チャンバに設けられた排気バルブを調整し、チャンバに供給されるガスの量を調節した。酸化モリブデンの膜厚は、スパッタリング時間を調整することにより、制御した。パターニング工程においては、120mm×300mmの開口を有するメタルマスクを用いた。
Next, the
この時、隔壁103上に形成された酸化モリブデンの膜は、第1隔壁部103Aの逆テーパー形状によって分断された。
At this time, the molybdenum oxide film formed on the
次に、インターレイヤ105の材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度0.5%になるようにトルエンに溶解させたインキを用い、隔壁103に挟まれた正孔輸送層104の真上にインターレイヤ105を、画素電極102のラインパターンに一致するように、凸版印刷法で印刷を行った。印刷、乾燥後のインターレイヤ105の膜厚は20nmとなった。
Next, an ink in which a polyvinyl carbazole derivative, which is a material of the
次に、有機発光材料として、ポリフェニレンビニレン誘導体を採用し、この材料の濃度が1%になるように、この材料がトルエンに溶解された有機発光インキを準備した。このインキを用いて、隔壁103に挟まれた画素電極102上に、画素電極102のラインパターンに一致するように、凸版印刷法を用いて発光層106を印刷した。印刷工程の後に乾燥された発光層の膜厚は、80nmであり、正孔輸送層104、インターレイヤ105、発光層の合計膜厚が第1隔壁部103Aの高さと同等になるように成膜した。
次に、発光層上にカルシウム膜と、アルミニウム膜からなる陰極層(対向電極107)をメタルマスクを用いてラインパターン状に形成した。具体的には、陰極層のラインパターンと画素電極102のラインパターンとが直交するように、抵抗加熱蒸着法を用い、膜厚は100nmとなった。
Next, a polyphenylene vinylene derivative was employed as the organic light emitting material, and an organic light emitting ink in which this material was dissolved in toluene was prepared so that the concentration of this material was 1%. Using this ink, the
Next, a calcium film and a cathode layer (counter electrode 107) made of an aluminum film were formed on the light emitting layer in a line pattern using a metal mask. Specifically, the resistance heating vapor deposition method was used so that the line pattern of the cathode layer and the line pattern of the
その後、封止体109として陰極の上部を覆うように厚めのガラス中央部を凹状に加工したガラスを用いて封止を行った。ガラスの凹部には吸湿剤を設置し、封止環境による劣化を低減させた。
Thereafter, sealing was performed using a glass in which a thick glass central portion was processed into a concave shape so as to cover the upper portion of the cathode as the sealing
このように得られた有機ELディスプレイパネルの表示部の周辺部においては、画素電極102毎に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極層に接続されている陰極側の取り出し電極とが設けられている。これら取り出し電極を電源に接続し、有機EL表示素子を点灯かつ表示させ、点灯状態及び表示状態を確認した。
In the peripheral portion of the display portion of the organic EL display panel obtained in this way, an anode-side extraction electrode connected to each
得られた有機EL表示素子を駆動し、表示確認を行ったところ、7Vの駆動電圧で、600cd/cm2の輝度が得られ、リーク電流によるクロストークは見られず、発光状態は良好であった。 When the obtained organic EL display element was driven and display was confirmed, a luminance of 600 cd / cm 2 was obtained at a driving voltage of 7 V, no crosstalk due to leakage current was observed, and the light emission state was good. It was.
[比較例1]
まず、上記実施例と同一の方法で、画素電極102を形成した。
次に、第1隔壁部を形成せずに、基板前面にポジ型感光ポリイミド(東レ社製フォトニース、DL−1000)をスピンコートした。スピンコートの条件として、ガラス基板を110rpmで5秒間回転させた跡に、ガラス基板を300rpmで20秒間回転させた。ポジ型感光性ポリイミドの膜厚は1.8μmである。実施形態と同一の方法で、露光、現像、焼成を行い、第2隔壁部103Bを形成した。こうして形成された隔壁は、基板とのテーパー角度が45度となり、頭頂部が15μm、底部が35μmとなった。
[Comparative Example 1]
First, the
Next, positive type photosensitive polyimide (Photo Nice, DL-1000 manufactured by Toray Industries, Inc.) was spin coated on the front surface of the substrate without forming the first partition wall. As conditions for spin coating, the glass substrate was rotated at 300 rpm for 20 seconds after the glass substrate was rotated at 110 rpm for 5 seconds. The film thickness of the positive photosensitive polyimide is 1.8 μm. Exposure, development, and baking were performed by the same method as in the embodiment to form the
次に、上記実施形態と同様に、ITOの表面処理,正孔輸送層,発光層,及び陰極層を形成した。このように得られた有機EL表示素子を駆動したところ、7Vの駆動電圧で250cd/cm2の輝度が得られ、リーク電流によるクロストークが発生していた。 Next, as in the above embodiment, an ITO surface treatment, a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode layer were formed. When the organic EL display device thus obtained was driven, a luminance of 250 cd / cm 2 was obtained with a driving voltage of 7 V, and crosstalk due to leakage current occurred.
比較例1の評価結果から、隔壁に第1隔壁部の逆テーパー形状が含まれていないため、リーク電流が発生し、クロストーク又は発光輝度の低下が生じた。上記実施例においては、第1隔壁部の逆テーパー形状によって正孔輸送層が分断されるため、リーク電流が低減又は抑制され、クロストークを生じることがなく、発光輝度の高い有機EL表示素子が得られた。 From the evaluation result of the comparative example 1, since the reverse taper shape of the 1st partition part was not contained in the partition, the leakage current generate | occur | produced and the crosstalk or the fall of the light emission luminance occurred. In the above embodiment, since the hole transport layer is divided by the inverse tapered shape of the first partition wall portion, the leakage current is reduced or suppressed, crosstalk is not generated, and an organic EL display element with high emission luminance is obtained. Obtained.
[比較例2]
上記実施例と同一の方法で作製し、但し、第1隔壁部の表面研磨を行う段階で、段差を基板面から400nmとし、また、第2隔壁部103Bを第1隔壁部上部の幅に対し、第2隔壁部底部を5nmほど狭くし、正孔輸送層、インターレイヤ、発光層の合計膜厚が第1隔壁部の高さに対し、200nm低い状態とした。
[Comparative Example 2]
Produced by the same method as in the above embodiment, except that the step is 400 nm from the substrate surface in the stage of polishing the surface of the first partition wall, and the
次に、上記実施例と同様に、ITOの表面処理,正孔輸送層,発光層,及び陰極層を形成した。このように得られた有機EL表示素子を駆動したところ、数箇所で非発光画素が確認された。 Next, as in the above example, an ITO surface treatment, a hole transport layer, a light emitting layer, and a cathode layer were formed. When the organic EL display device thus obtained was driven, non-light emitting pixels were confirmed in several places.
比較例2の評価結果から、第1隔壁部の切り立ったエッジの影響により、陰極の断線が発生したため、表示不良となった。上記実施例においては、第2隔壁部を第1隔壁部上部の幅に対し、第2隔壁部底部を同一幅に設けること、及び、上記第1隔壁部の膜厚を有機発光媒体層の総膜厚に対し、同等以上に設けることにより、第1隔壁部の切り立ったエッジの影響を抑制し、電極の断線を防ぐことができ表示不良がなく、且つEL特性も良好なEL表示装置を得られた。 From the evaluation result of Comparative Example 2, the cathode was disconnected due to the sharp edge of the first partition wall, resulting in a display failure. In the above embodiment, the second partition wall portion has the same width as the top of the first partition wall portion, and the bottom of the second partition wall portion has the same width, and the thickness of the first partition wall portion is the total thickness of the organic light emitting medium layer. By providing the film thickness equal to or greater than the film thickness, it is possible to suppress the influence of the sharp edges of the first partition wall, prevent disconnection of the electrodes, and obtain an EL display device having no display failure and good EL characteristics. It was.
[比較例3]
上記比較例2と同一の方法で作製し、但し、陰極層の膜厚を断線を防ぐために、100nmから300nmと厚膜とした。このように得られた有機EL表示素子を駆動したところ、7Vの駆動電圧で150cd/cm2の輝度が得られ、非発光画素はなかったものの、実施例と比較し、100cd/cm2ほど低い輝度が得られた。
[Comparative Example 3]
It was produced by the same method as in Comparative Example 2 except that the thickness of the cathode layer was 100 to 300 nm in order to prevent disconnection. When the organic EL display element thus obtained was driven, a luminance of 150 cd / cm 2 was obtained at a driving voltage of 7 V, and there was no non-light emitting pixel, but it was about 100 cd / cm 2 lower than that of the example. Brightness was obtained.
比較例3の評価結果から、断線を防ぐために、陰極を厚く積層する必要があり、抵抗加熱蒸着時の熱履歴のダメージによる特性劣化のため、輝度が低下した。上記実施例においては、第2隔壁部を第1隔壁部上部の幅に対し、第2隔壁部底部を同一幅に設けること、及び、上記第1隔壁部の膜厚を有機発光媒体層の総膜厚に対し、同等以上に設けることにより、第1隔壁部の切り立ったエッジの影響を抑制できるため、陰極を厚く積層する必要がなく、且つEL特性も良好なEL表示装置を得られた。 From the evaluation results of Comparative Example 3, it was necessary to laminate the cathode thickly in order to prevent disconnection, and the luminance was lowered due to characteristic deterioration due to thermal history damage during resistance heating vapor deposition. In the above embodiment, the second partition wall portion has the same width as the top of the first partition wall portion, and the bottom of the second partition wall portion has the same width, and the thickness of the first partition wall portion is the total thickness of the organic light emitting medium layer. Since the influence of the sharp edge of the first partition wall portion can be suppressed by providing the film thickness equal to or greater than the film thickness, it is not necessary to laminate the cathode thickly, and an EL display device with favorable EL characteristics can be obtained.
本発明は、リーク電流を低減又は抑制することのでき、且つEL特性も良好な有機EL表示装置及びその製造方法に有用である。また、本発明は、リーク電流を低減させ、素子特性を向上させた有機EL素子,画像表示装置,及び画像表示装置の製造方法に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for an organic EL display device that can reduce or suppress leakage current and that has good EL characteristics, and a method for manufacturing the same. In addition, the present invention is useful for an organic EL element, an image display apparatus, and an image display apparatus manufacturing method in which leakage current is reduced and element characteristics are improved.
100 有機EL表示装置
101 基板
102 画素電極
103 隔壁
103A 第1隔壁部
103B 第2隔壁部
104 正孔輸送層
105 インターレイヤ
106 有機発光層
107 対向電極
108 有機発光媒体層
109 封止体
110 封止材
111 樹脂層
207 反射層
DESCRIPTION OF
Claims (10)
上記基板上に、上記画素電極を区画し且つ絶縁性を有する隔壁を形成し、上記隔壁は、基板に近い方から、少なくとも第1隔壁部と、その上に形成された第2隔壁部との2つの層を有し、
上記第1隔壁部の壁面は、基板表面と成す角度が90度、若しくは90度未満の角度となっており、
上記第2隔壁部の基板側である底部の幅は、第1隔壁部上部の幅と同一若しくは略同一となっていることを特徴とする有機EL素子。 An organic EL element formed by placing a pixel electrode and a counter electrode facing each other on a substrate with an organic light emitting medium layer including a hole transport layer and an organic light emitting layer interposed therebetween,
On the substrate, partition walls having an insulating property are formed to partition the pixel electrode, and the partition wall includes at least a first partition wall portion and a second partition wall portion formed on the partition wall from the side closer to the substrate. Has two layers,
The wall surface of the first partition wall has an angle of 90 degrees or less than 90 degrees with the substrate surface,
An organic EL element, wherein a width of a bottom portion on the substrate side of the second partition wall portion is the same as or substantially the same as a width of an upper portion of the first partition wall portion.
上記正孔輸送層は、有機発光層よりも画素電極側に配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載した有機EL素子。 The pixel electrode is a transparent electrode;
The organic EL element according to claim 1, wherein the hole transport layer is disposed closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
上記正孔輸送層は、有機発光層よりも画素電極側に配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載した有機EL素子。 The counter electrode is a transparent electrode;
The organic EL element according to claim 1, wherein the hole transport layer is disposed closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
上記基板上に上記画素電極を区画する隔壁を形成する隔壁形成工程に備え、
上記隔壁形成工程は、第1隔壁部を形成する第1の工程と、その第1隔壁部上に第2隔壁部を形成する第2の工程とを備え、
上記第1隔壁部の壁面を、基板表面と成す角度が90度、若しくは90度未満の角度となるように形成し、
上記第2隔壁部の基板側である底部の幅を、第1隔壁部上部の幅と同一若しくは略同一となるように形成することを特徴とする有機EL素子の製造方法。 A method for producing an organic EL device, wherein a pixel electrode and a counter electrode are arranged opposite to each other on a substrate with an organic light emitting medium layer including a hole transport layer and an organic light emitting layer interposed therebetween,
In preparation for a partition forming step of forming a partition for partitioning the pixel electrode on the substrate,
The partition wall forming step includes a first step of forming a first partition wall portion and a second step of forming a second partition wall portion on the first partition wall portion,
The wall surface of the first partition wall is formed so that the angle formed with the substrate surface is 90 degrees or less than 90 degrees,
A method of manufacturing an organic EL element, wherein the width of the bottom portion on the substrate side of the second partition wall portion is formed to be the same as or substantially the same as the width of the upper portion of the first partition wall portion.
上記正孔輸送層を、上記有機発光層よりも画素電極側に配置することを特徴とする請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載した有機EL素子。 The pixel electrode is a transparent electrode;
The organic EL device according to any one of claims 6 to 8, wherein the hole transport layer is disposed closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
上記正孔輸送層を、上記有機発光層よりも画素電極側に配置することを特徴とする請求項6〜請求項8のいずれか1項に記載した有機EL素子。 The counter electrode is a transparent electrode;
The organic EL device according to any one of claims 6 to 8, wherein the hole transport layer is disposed closer to the pixel electrode than the organic light emitting layer.
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