JP4581368B2 - ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE DEVICE, ITS MANUFACTURING METHOD, AND ELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置とその製造方法、及びこの有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた電子機器に関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescence device, a method for manufacturing the same, and an electronic apparatus including the organic electroluminescence device.
近年、表示装置の分野では、薄型・軽量で視認性のよい有機エレクトロルミネッセンス装置(以下、有機EL装置という)の研究開発が行なわれている。この有機EL装置は、発光層を陽極及び陰極によって挟持した発光素子を画像表示領域内に複数配置してなるものであり、このような発光素子の形成方法としては、従来、インクジェット技術を用いた方法が提案されている(例えば特許文献1,2参照)。 In recent years, in the field of display devices, research and development have been conducted on organic electroluminescence devices (hereinafter referred to as organic EL devices) that are thin, lightweight, and have good visibility. In this organic EL device, a plurality of light emitting elements each having a light emitting layer sandwiched between an anode and a cathode are arranged in an image display region. As a method for forming such light emitting elements, an ink jet technique has been conventionally used. A method has been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
この方法では、配線、スイッチング素子、画素電極等を形成した基板上に、各画素を仕切るためのバンク部を形成する。そして、このバンク部に囲まれた領域に機能材料を含むインク(液体材料)を吐出し、これを乾燥することで、画素電極上に正孔注入層や発光層等の機能層を形成する。そして、このように形成されたバンク部及び機能層の上に対向電極(陰極)を形成し、更に、酸素や水分の影響を遮断するために、乾燥剤等のゲッター材を入れて封止基板で封をする。
なお、このような有機EL装置では、通常、発光層から出た光は基板側から出射されるが、画素の開口率を向上させたり、駆動回路の自由度を確保したりするために、陰極側から光を取り出すトップエミッション構造の開発が進められている。このトップエミッション構造の場合は乾燥剤を入れられないため、透明陰極形成後に透明封止薄膜を堆積させて、水分や酸素を遮断する。
In this method, a bank portion for partitioning each pixel is formed on a substrate on which wirings, switching elements, pixel electrodes and the like are formed. Then, functional layers such as a hole injection layer and a light emitting layer are formed on the pixel electrode by discharging ink containing a functional material (liquid material) to a region surrounded by the bank portion and drying the ink. Then, a counter electrode (cathode) is formed on the bank portion and the functional layer formed as described above, and further, a getter material such as a desiccant is put into the sealing substrate in order to block the influence of oxygen and moisture. Seal with.
In such an organic EL device, the light emitted from the light emitting layer is normally emitted from the substrate side. However, in order to improve the aperture ratio of the pixel and to ensure the degree of freedom of the drive circuit, Development of a top emission structure that extracts light from the side is underway. In the case of this top emission structure, since a desiccant cannot be added, a transparent sealing thin film is deposited after forming the transparent cathode to block moisture and oxygen.
しかし、上述の方法では、基板上にインク滴を吐出する際にインク滴の飛行曲がりによって着弾位置がずれ、インクの一部がバンクに掛かることがあった。このため、従来の有機EL装置では、上記バンクを有機材料で構成し、これをフッ素ガスプラズマ処理することで撥液化している。このような有機バンク層は、感光性樹脂を基板上に1μm〜2μm程度塗布し、これを露光・現像することによって形成される。
しかしながら、上述のように有機材料によってバンクを構成した場合には以下のような問題が生じる。
(1)有機バンク層の寸法や膜厚を厳密に制御できないため、バンクの厚さ、バンク開口部側面のテーパ角、開口部寸法のちょっとした違いによって、画素内に形成される正孔注入層や発光層の層厚が変動してしまい、画素間又はパネル間で均一な表示特性が得られない。
(2)感光性樹脂を露光・現像すると、樹脂表面に凹凸が形成され、この上に形成される陰極や透明封止薄膜にピンホール等の欠陥を生じやすくなる。このため、発光層内への水分や酸素の侵入を十分に遮断することができなくなり、パネルの短寿命化の原因となる。
(3)厚膜の有機バンク層からの脱ガスによって発光層や陰極が影響を受け、特性が劣化する。さらに、陰極と有機バンク層の密着力が低いために剥離してしまい、透明封止薄膜に欠陥が生じ、外部から侵入する水分や酸素の影響によって特性が劣化する。
(4)トップエミッション型パネルの場合、陰極側にITO等の透明導電膜を使う必要があるが、このような透明導電膜はAlや銀等の金属に比べて比抵抗が大きい。このため、パネルを大型化した場合、パネル中央部での電圧降下が顕著になり、均一な映像を表示できない。
However, when the bank is made of an organic material as described above, the following problems occur.
(1) Since the size and film thickness of the organic bank layer cannot be strictly controlled, the hole injection layer formed in the pixel may vary depending on slight differences in bank thickness, bank opening side taper angle, and opening size. The layer thickness of the light emitting layer varies, and uniform display characteristics cannot be obtained between pixels or panels.
(2) When the photosensitive resin is exposed and developed, irregularities are formed on the resin surface, and defects such as pinholes are likely to occur in the cathode and transparent sealing thin film formed thereon. For this reason, the penetration of moisture and oxygen into the light emitting layer cannot be sufficiently blocked, resulting in a shortened panel life.
(3) Due to degassing from the thick organic bank layer, the light emitting layer and the cathode are affected and the characteristics deteriorate. Furthermore, since the adhesion between the cathode and the organic bank layer is low, it peels off, a defect occurs in the transparent sealing thin film, and the characteristics deteriorate due to the influence of moisture and oxygen entering from the outside.
(4) In the case of a top emission type panel, it is necessary to use a transparent conductive film such as ITO on the cathode side, but such a transparent conductive film has a higher specific resistance than a metal such as Al or silver. For this reason, when the panel is increased in size, the voltage drop at the center of the panel becomes significant, and a uniform image cannot be displayed.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、信頼性が高く、均一な表示特性が得られる有機EL装置とその製造方法、及びこの有機EL装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an organic EL device having high reliability and uniform display characteristics, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus including the organic EL device. Objective.
上記の課題を解決するため、本発明の有機EL装置は、画像表示領域に複数の画素が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、各画素の画素電極を取り囲む位置に、前記画素電極間に配置された無機絶縁膜と、該無機絶縁膜上に設けられチオール化合物が自発的に化学吸着する金属薄膜と、該金属薄膜の表面のみに形成されたチオール官能基を有するフッ素含有硫黄化合物を含む撥液膜と、を積層してなるバンク部が設けられ、このバンク部によって囲まれた画素電極上の位置に発光層を含む機能層が配置されるとともに、上記バンク部及び機能層を覆うように対向電極が設けられたことを特徴とする。
ここで、硫黄化合物とは、硫黄(S)を含む有機物の中で、チオール官能基を1以上含む化合物又はジサルファイド結合(S−S結合)を行なう化合物の総称をいう。このような硫黄化合物は、溶液中又は揮発条件下で、金属(特に金,銀,銅,インジウムのいずれかを含む金属)の表面に自発的に化学吸着して、単分子膜又は累積膜からなる超薄膜を形成する。特に、チオール官能基を有する硫黄化合物は上述の金,銀,銅,インジウム等の金属に対して高い吸着性を有する。
In order to solve the above-described problem, the organic EL device of the present invention is an organic electroluminescence device in which a plurality of pixels are arranged in an image display region, and the pixel is disposed at a position surrounding a pixel electrode of each pixel. An inorganic insulating film disposed between the electrodes, a metal thin film provided on the inorganic insulating film on which the thiol compound spontaneously chemisorbs, and fluorine-containing sulfur having a thiol functional group formed only on the surface of the metal thin film A bank portion formed by laminating a liquid repellent film containing a compound, and a functional layer including a light emitting layer is disposed at a position on the pixel electrode surrounded by the bank portion, and the bank portion and the functional layer A counter electrode is provided so as to cover the surface.
Here, the sulfur compound is a generic name of a compound that includes one or more thiol functional groups or a compound that performs a disulfide bond (SS bond) among organic substances containing sulfur (S). Such a sulfur compound spontaneously chemisorbs on the surface of a metal (especially a metal containing any of gold, silver, copper, and indium) in a solution or under volatile conditions, and from a monomolecular film or a cumulative film. An ultrathin film is formed. In particular, a sulfur compound having a thiol functional group has high adsorptivity to the above-described metals such as gold, silver, copper, and indium.
本発明は、このような硫黄化合物の吸着反応を利用して画素境界部のみに撥液膜を選択的に配置するようにしたものである。本構成では、撥液膜の下地が無機薄膜(本例では無機絶縁膜と金属薄膜の積層膜)で構成されるため、フォトリソグラフィーによるパターン形成が可能になり、撥液膜を含めたバンク全体の寸法や膜厚を厳密に制御することができる。また、この無機膜上に配置される撥液膜が超薄膜からなるため、バンクの平坦性も十分に確保することができる。
したがって、本構成によれば、バンクの寸法バラツキに起因する機能層の膜厚変動を防止し、表示特性を均一化することができる。また、バンク表面が高い平坦性を有するため、この上に配置される対向電極(例えば陰極)および透明封止薄膜に欠陥が生じにくくなり、装置の耐水性や耐酸素性も高まる。
In the present invention, a liquid repellent film is selectively disposed only at the pixel boundary using such an adsorption reaction of a sulfur compound. In this configuration, since the base of the liquid repellent film is composed of an inorganic thin film (in this example, a laminated film of an inorganic insulating film and a metal thin film), pattern formation by photolithography is possible, and the entire bank including the liquid repellent film It is possible to strictly control the dimensions and film thickness. Further, since the liquid repellent film disposed on the inorganic film is made of an ultrathin film, the flatness of the bank can be sufficiently secured.
Therefore, according to this configuration, it is possible to prevent variation in the thickness of the functional layer due to the dimensional variation of the banks and make the display characteristics uniform. Moreover, since the bank surface has high flatness, it is difficult for defects to occur in the counter electrode (for example, the cathode) and the transparent sealing thin film disposed thereon, and the water resistance and oxygen resistance of the device are also increased.
また、本構成では、バンク部に厚膜の有機材料を用いないので、脱ガスによるパネルの特性劣化は殆ど生じない。つまり、本構成では、有機材料である撥液膜が超薄膜からなるため、厚膜の有機バンク層を用いた従来のものに比べて、その脱ガスの影響は無視することができる。
さらに、本構成では金属薄膜と対向電極との間に配置される撥液膜が超薄膜からなるため、これらの間に一定の電気伝導が生じる。このため、本構成では上記金属薄膜を対向電極の補助電極として用いることができ、対向電極のシート抵抗を下げることができる。
Further, in this configuration, since a thick film organic material is not used in the bank portion, the panel characteristics hardly deteriorate due to degassing. That is, in this configuration, since the liquid repellent film, which is an organic material, is made of an ultrathin film, the influence of degassing can be ignored as compared with a conventional film using a thick organic bank layer.
Furthermore, in this configuration, since the liquid repellent film disposed between the metal thin film and the counter electrode is made of an ultrathin film, a certain amount of electric conduction occurs between them. For this reason, in this structure, the said metal thin film can be used as an auxiliary electrode of a counter electrode, and the sheet resistance of a counter electrode can be lowered | hung.
なお、上記構成では、上記撥液膜は単分子膜からなることが好ましい。これにより、対向電極と金属薄膜との電気伝導性が一層高まり、金属薄膜の補助電極としての機能を十分に担保することができる。或いは、撥液膜に、金属薄膜と対向電極とを導通させるための開口部を設けてもよい。これによっても、同様の効果が期待できる。
また、上記バンク部は、各画素電極の形成位置に開口部を有する形で基板上に格子状に設けられることが望ましい。このように構成することで、例えばトップエミッション型パネルのように対向電極の比抵抗が大きくなった場合でも、パネル中央部での電圧降下を十分に抑えて均一な表示を実現することができる。また、電気抵抗が下がった分、消費電力も削減できる。
In the above configuration, the liquid repellent film is preferably a monomolecular film. Thereby, the electrical conductivity between the counter electrode and the metal thin film is further increased, and the function of the metal thin film as an auxiliary electrode can be sufficiently secured. Alternatively, an opening for conducting the metal thin film and the counter electrode may be provided in the liquid repellent film. The same effect can be expected by this.
Further, it is desirable that the bank portion is provided in a lattice shape on the substrate in a form having an opening at a position where each pixel electrode is formed. With this configuration, even when the specific resistance of the counter electrode is increased as in a top emission type panel, for example, a uniform display can be realized by sufficiently suppressing a voltage drop at the center of the panel. In addition, power consumption can be reduced by the reduction in electrical resistance.
ところで、上記構成では、上記金属薄膜の端縁は上記無機絶縁膜の端縁よりも画素外周側に配置されることが望ましい。
対向電極―画素電極間に流れる電流の経路は、(1)機能層のみを経由するものと、(2)金属薄膜、撥液膜及び機能層を経由するものの2通りが存在し、電流は、これらの経路の内、より電気抵抗の小さい経路を流れる。このため、例えば無機絶縁膜と金属薄膜の端縁を面一に構成すると、電流はより電気抵抗の小さい(2)の経路に集中し、画素の外周部分だけが発光する異常発光やクロストーク等の表示不良が生じる恐れがある。これに対して、本構成のように金属薄膜の端縁を無機絶縁膜の端縁よりも画素外周側に配置すると、画素電極−金属薄膜間の電流経路が長く、即ち経路(2)の電気抵抗が大きくなるため、上述のような発光の偏りが解消される。このため、本構成によれば、画素全域を均一に発光させることができ、これにより、表示品質の向上及びパネルの長寿命化を図ることができる。なお、金属薄膜の端縁と無機絶縁膜の端縁との間隔は0.5μm程度離れていれば、上記効果を十分に得ることができる。
By the way, in the said structure, it is desirable that the edge of the said metal thin film is arrange | positioned rather than the edge of the said inorganic insulating film at the pixel outer peripheral side.
There are two paths for the current flowing between the counter electrode and the pixel electrode: (1) only through the functional layer, and (2) through the metal thin film, the liquid repellent film, and the functional layer. Of these paths, it flows through a path with a smaller electrical resistance. For this reason, for example, if the edges of the inorganic insulating film and the metal thin film are configured to be flush with each other, the current is concentrated on the path (2) having a smaller electrical resistance, and abnormal light emission, crosstalk, etc., where only the outer peripheral portion of the pixel emits light May cause display failure. On the other hand, when the edge of the metal thin film is arranged on the outer peripheral side of the pixel with respect to the edge of the inorganic insulating film as in the present configuration, the current path between the pixel electrode and the metal thin film is long, that is, the electric current of the path (2). Since the resistance is increased, the uneven light emission as described above is eliminated. For this reason, according to this structure, the whole pixel can be made to emit light uniformly, thereby improving the display quality and extending the lifetime of the panel. In addition, the said effect can fully be acquired if the space | interval of the edge of a metal thin film and the edge of an inorganic insulating film is about 0.5 micrometer apart.
上述した本発明の有機EL装置は以下の方法により製造することができる。
すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、画像表示領域に複数の画素が配列して設けられた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、各画素の画素電極を取り囲む位置に、無機絶縁膜と金属膜との積層膜を形成する工程と、化学吸着により上記金属薄膜の表面にフッ素含有硫黄化合物を含む撥液膜を選択的に形成する工程と、上記無機絶縁膜及び金属薄膜によって囲まれた画素電極上の位置に発光材料等を含む液体材料を配置することにより、該画素電極上に発光層を含む機能層を形成する工程と、上記機能層,無機絶縁膜,金属薄膜,撥液膜を覆うように基板全面に対向電極を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
The organic EL device of the present invention described above can be manufactured by the following method.
That is, the method for manufacturing an organic electroluminescence device of the present invention is a method for manufacturing an organic electroluminescence device in which a plurality of pixels are arranged in an image display area, and an inorganic electroluminescent device is disposed at a position surrounding the pixel electrode of each pixel. A step of forming a laminated film of an insulating film and a metal film, a step of selectively forming a liquid repellent film containing a fluorine-containing sulfur compound on the surface of the metal thin film by chemical adsorption, and the inorganic insulating film and the metal thin film. A step of forming a functional layer including a light emitting layer on the pixel electrode by disposing a liquid material including a light emitting material at a position on the surrounded pixel electrode; and the functional layer, the inorganic insulating film, the metal thin film, And a step of forming a counter electrode over the entire surface of the substrate so as to cover the liquid repellent film.
本方法は、硫黄化合物が金属(特に金,銀,銅,インジウムのいずれかを含む金属の表面)に対して自発的に化学吸着する性質を利用して、撥液膜を所望の位置に選択的に形成するようにしたものである。このため、本方法によれば、前述した本発明の有機EL装置と同様の効果を得ることができる。すなわち、本方法によれば、撥液膜の下地が無機薄膜で構成されるため、有機バンク層を用いた従来の方法に比べて、バンク部の寸法や膜厚を厳密に制御することができる。このため、バンク内に形成される機能層の層厚変動を防止し、発光特性を均一化することができる。また、バンク表面が平坦化されることで、この上に形成される対向電極および透明封止薄膜に欠陥が生じにくくなり、装置の耐湿性,耐酸素性が高まる。
また、本方法では撥液膜が超薄膜として形成されるため、厚膜の有機バンク層を形成する従来の方法に比べて、脱ガスの影響を無視することができる。さらに、撥液膜が超薄膜として構成されることから、金属薄膜を対向電極の補助電極として用いることができ、これにより対向電極のシート抵抗を小さくすることができる。
This method selects the liquid-repellent film at a desired position by utilizing the property that a sulfur compound spontaneously chemisorbs to a metal (especially, the surface of a metal containing gold, silver, copper, or indium). It is made to form automatically. For this reason, according to this method, the same effect as the organic EL device of the present invention described above can be obtained. That is, according to this method, since the base of the liquid repellent film is composed of an inorganic thin film, it is possible to strictly control the size and film thickness of the bank portion compared to the conventional method using an organic bank layer. . For this reason, fluctuations in the thickness of the functional layer formed in the bank can be prevented, and the light emission characteristics can be made uniform. Further, since the bank surface is flattened, defects are less likely to occur in the counter electrode and the transparent sealing thin film formed thereon, and the moisture resistance and oxygen resistance of the device are increased.
Further, in this method, since the liquid repellent film is formed as an ultrathin film, the influence of degassing can be ignored as compared with the conventional method of forming a thick organic bank layer. Furthermore, since the liquid repellent film is configured as an ultrathin film, the metal thin film can be used as an auxiliary electrode for the counter electrode, thereby reducing the sheet resistance of the counter electrode.
上記方法では、上記フッ素含有硫黄化合物はチオール官能基を有することが望ましい。チオール官能基は金属に対して特に高い吸着性を有するため、金属薄膜の形成された領域に対して撥液膜を確実に形成することが可能となる。
また、上記撥液膜の形成工程前に、基板表面に酸素プラズマ処理等を施すことで、上記画素電極の表面を親液化することが望ましい。これにより、液体材料を画素電極上に配置する際の濡れ性が高まり、画素電極上に機能層を均一に形成することが可能となる。
In the above method, the fluorine-containing sulfur compound desirably has a thiol functional group. Since the thiol functional group has a particularly high adsorptivity to a metal, it is possible to reliably form a liquid repellent film in the region where the metal thin film is formed.
In addition, it is desirable to make the surface of the pixel electrode lyophilic by performing oxygen plasma treatment or the like on the surface of the substrate before the step of forming the liquid repellent film. Thereby, the wettability at the time of disposing the liquid material on the pixel electrode is increased, and the functional layer can be uniformly formed on the pixel electrode.
また、本発明の電子機器は、上述の有機EL装置を備えたことを特徴とする。これにより、表示品質が高く信頼性の高い表示部を備えた電子機器を提供することができる。 In addition, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described organic EL device. Accordingly, an electronic device including a display unit with high display quality and high reliability can be provided.
以下、図1〜図12を参照しながら、本発明の有機EL装置とその製造方法、並びに電子機器に係る実施の形態を説明する。なお、図1〜図12において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材の縮尺は実際のものとは異なるように表している。
図1は本実施形態の有機EL装置の配線構造を示す模式図、図2は本実施形態の有機EL装置の構造を示す図であり、図2(a)は同平面図、図2(b)は図2(a)のA−A線に沿う断面図である。
Hereinafter, embodiments of the organic EL device of the present invention, a manufacturing method thereof, and an electronic device will be described with reference to FIGS. 1 to 12, the scale of each layer and each member is shown to be different from the actual scale so that each layer and each member can be recognized on the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the wiring structure of the organic EL device of this embodiment, FIG. 2 is a diagram showing the structure of the organic EL device of this embodiment, FIG. 2A is a plan view thereof, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
この有機EL装置1は、図1に示すように、複数の走査線101、…と、各走査線101に対して直角に交差する方向に延びる複数の信号線102、…と、各信号線102に並列に延びる複数の電源線103、…とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線101と信号線102の各交点付近に、画素領域Aが設けられている。
As shown in FIG. 1, the organic EL device 1 includes a plurality of
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が接続されている。また、走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路105が接続されている。
更に、画素領域A各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ112と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ112を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量113と、該保持容量113によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ123と、この駆動用薄膜トランジスタ123を介して電源線103に電気的に接続したときに当該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極(陽極)111と、この画素電極111と陰極(対向電極)12との間に挟み込まれた機能層110とが設けられている。画素電極111と陰極12と機能層110により、発光素子が構成されている。
Connected to the
Further, in each pixel region A, a switching
この有機EL装置1によれば、走査線101が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ112がオン状態になると、そのときの信号線102の電位が保持容量113に保持され、該保持容量113の状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ123のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ123のチャネルを介して、電源線103から画素電極111に電流が流れ、更に機能層110を介して陰極12に電流が流れる。機能層110は、これを流れる電流量に応じて発光する。
According to the organic EL device 1, when the
この有機EL装置1は、図2(a)及び図2(b)に示すように、透明な基板2と、この基板2上に形成されマトリックス状に配置された発光素子を備えた発光素子部11とを具備している。この発光素子は、画素電極111と陰極12と機能層110により構成されている。
基板2は、例えば、可視光に対して透明なガラス等により構成され、この基板2の表面は、中央に位置する略矩形状の画像表示領域2aと、基板2の周縁に位置して表示領域2aを囲む非表示領域2bとに区画されている。
表示領域2aは、マトリックス状に配置された発光素子によって形成される領域であり、この表示領域2aの外側に形成される非表示領域2bには、表示領域2aに隣接するダミー領域2dが形成されている。
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the organic EL device 1 includes a
The
The
また、図2(b)に示すように、発光素子部11と基板2の間には回路素子部14が備えられ、この回路素子部14に前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ123等が備えられている。
また、陰極12は、その一端が陰極用配線12aに接続しており、この陰極用配線12aの一端部が基板2の一端部に設けられたフレキシブル基板5上の配線5aに接続されている。この配線5aは、フレキシブル基板5上に備えられた駆動IC(駆動回路)6に接続されている。
Further, as shown in FIG. 2B, a
One end of the
また、回路素子部14の非表示領域2bには、前述の電源線103(103R、103G、103B)が配線されている。
また図2(a)中、表示領域2aの両側には、前述の走査側駆動回路105、105が配置されている。この走査側駆動回路105、105はダミー領域2dの下側の回路素子部14内に設けられている。更に回路素子部14内には、走査側駆動回路105、105に接続される駆動回路用制御信号配線105aと駆動回路用電源配線105bとが設けられている。
更に図2(a)中、表示領域2aの上側には検査回路106が配置されている。
Further, the above-described power supply lines 103 (103R, 103G, 103B) are wired in the
In FIG. 2A, the above-described scanning
Further, in FIG. 2A, an
また、発光素子部11上には封止部3が備えられている。この封止部3は、図2(b)に示すように、基板2の周囲に環状に形成された封止樹脂603と、この封止樹脂603上に設けられた封止缶604とから構成されている。封止樹脂603は、熱硬化型樹脂あるいは紫外線硬化型樹脂等から構成されたもので、特に、熱硬化型あるいは紫外線硬化型のエポキシ樹脂が好適に用いられる。
封止樹脂603は、例えば、液状もしくは粘性のある熱硬化型樹脂あるいは紫外線硬化型樹脂をマイクロディスペンサ等により塗布し、その後、ホットプレート等を用いて加熱あるいは紫外線ランプ等による紫外線照射により硬化させたものである。
Further, the sealing portion 3 is provided on the light emitting
The sealing
封止缶604は、ガラス,プラスチック,金属等からなり、封止樹脂603を介して基板2に接合されている。この封止缶604の内側には表示素子10を収納する凹部604aが形成されている。この凹部604aには、水、酸素等を吸収するゲッター剤605が貼り付けられており、封止缶604の内部に侵入した水、あるいは酸素等のガスを吸収できるようになっている。
これら封止樹脂603及び封止缶604により、基板2と封止缶604の間から封止缶604内部への水又は酸素の侵入を防ぎ、陰極12または発光素子部11内に形成された図示略の発光層の酸化や劣化を防止している。
The sealing can 604 is made of glass, plastic, metal, or the like, and is bonded to the
The sealing
次に、本実施形態の有機EL装置1の表示領域について更に詳しく説明する。
図3は、この有機EL装置1の表示領域を示す拡大断面図であり、この図3には3つの画素領域Aが図示されている。
この有機EL表示装置1は、基板2上に、TFTなどの回路等が形成された回路素子部14、画素電極111と陰極12と機能層110とを有する発光素子を備えた発光素子部11が順次積層されて構成されている。
Next, the display area of the organic EL device 1 of this embodiment will be described in more detail.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the display area of the organic EL device 1, and three pixel areas A are shown in FIG.
The organic EL display device 1 includes a
この有機EL装置1においては、機能層110から基板2側に発した光が、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるとともに、機能層110から基板2の反対側に発した光は陰極12により反射されて、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるようになっている。
なお、陰極12に透明な材料を用いることにより、発光する光を陰極12側から出射させることができる。透明な材料としては、例えば、インジウム・スズ酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)等を用いる事ができる。
In the organic EL device 1, light emitted from the
Note that by using a transparent material for the
発光素子部11は、複数の画素電極111上の各々に積層された機能層110と、各画素電極111及び機能層110の間に備えられて各機能層110を区画するバンク部112とを主体として構成され、この機能層110上には陰極12が配置され、これら画素電極111、機能層110、バンク部112及び陰極12によって発光素子部11が構成されている。
ここで、画素電極111は、例えば機能層に対して正孔を注入するための陽極として機能するものである。この画素電極111にはITO等の透明導電膜を使用するのが一般的である。
The light emitting
Here, the
バンク部112は、図3に示すように、表層絶縁膜(無機絶縁膜)112a,金属薄膜112b,撥液膜112tが下層側から順に積層された構造を有する。すなわち、画素電極111の上には無機材料からなる表層絶縁膜112aが堆積され、画素となる開口部112cが形成されている。そして、この表層絶縁膜112aの上には、その開口部112cよりも開口面積の広い開口部112dを有する金属薄膜112bが積層され、この金属薄膜の表面を覆う形で撥液膜112tが設けられている。
As shown in FIG. 3, the
表層絶縁膜112aは、その周縁部112cが画素電極111の周縁部の上に乗り上げるように形成されている。平面的には、表層絶縁膜112aの開口部112cは画素電極111の端縁よりも画素中央側に配置されており、画素電極111の周囲と表層絶縁膜112aの周囲とが一部平面的に重なるように配置された構造となっている。金属薄膜112bの開口部112dは表層絶縁膜112aの開口部112cよりも広くなっており、金属薄膜112bの周縁部は表層絶縁膜112aの周縁部よりも画素外周側(即ち、画素中央部から離れた位置)に配置されている。この表層絶縁膜の周縁部と金属薄膜の周縁部とは0.5μm以上離れている。
The
表層絶縁膜112aには、例えば酸化シリコンや窒化シリコン等、後述の正孔注入/輸送層形成材料や発光層形成材料を溶解した液体材料(第1組成物滴、第2組成物滴)に対して親液性の高い材料が好適に用いられる。この表層絶縁膜112aの膜厚は、50〜200nmの範囲が好ましい。その理由は、膜厚が50nm未満では、無機物バンク層112aが後述する正孔注入/輸送層の厚みより薄くなり、正孔注入/輸送層の平坦性を確保できなくなるからであり、また、膜厚が200nmを越えると、下部開口部112cによる段差が大きくなって、正孔注入/輸送層上に積層する後述の発光層の平坦性を確保できなくなるからである。
For the
金属薄膜112bには、金,銀、銅,インジウム等の撥液膜112tとの親和性の高い金属材料が好適に用いられる。なお、金属薄膜112bと表層絶縁膜112aとの密着性が低い場合には、密着性を改善するために、金属薄膜112bをクロム/金、チタン/金、チタン/銅等のように積層構造としてもよい。
For the metal
撥液膜112tは、フッ素含有硫黄化合物を含む有機薄膜からなる。ここで、フッ素含有硫黄化合物とは、硫黄原子とフッ素原子を含有している有機物の中で、チオール官能基を1以上含む化合物又はジサルファイド結合(disulfide結合;S−S結合)を行なう化合物の総称をいう。このような硫黄化合物は、溶液中又は揮発条件下で、金属(特に金,銀,銅,インジウムのいずれかを含む金属)の表面に自発的に化学吸着して、単分子膜又は累積膜からなる超薄膜を形成する。
The
このような硫黄化合物としては、特に金属との間で良好な密着性が得られることから、チオール化合物が好ましい。ここで、チオール化合物とは、メルカプト基(−SH)を持つ有機化合物(R−SH;Rはアルキル基等の炭化水素基)の総称をいう。チオール化合物の中でも、CnF2n+1CmH2mSH(n,mは自然数)という組成式で表わされる化合物が特に好ましい。例えば、n:11、m:10の場合が挙げられる。このチオール化合物の分子は、直鎖構造をなしており、金等の金属と分子中の硫黄原子Sが化学的に結合することで、チオール膜表面にはフッ素原子Fが高い密度で現れる。これにより、チオール膜の表面が撥液性(撥水性)を発現する。 As such a sulfur compound, a thiol compound is particularly preferable because good adhesion with a metal can be obtained. Here, the thiol compound is a general term for organic compounds having a mercapto group (—SH) (R—SH; R is a hydrocarbon group such as an alkyl group). Among the thiol compounds, a compound represented by a composition formula of C n F 2n + 1 C m H 2m SH (n and m are natural numbers) is particularly preferable. For example, the case of n: 11 and m: 10 is mentioned. The molecule of this thiol compound has a straight chain structure, and fluorine atoms F appear at a high density on the surface of the thiol film by chemically bonding a metal such as gold and the sulfur atom S in the molecule. Thereby, the surface of the thiol film exhibits liquid repellency (water repellency).
機能層110は、画素電極側から順に積層された正孔注入/輸送層110aと発光層110bとから構成されている。なお、機能層を形成する層はこの2種類に限らず、他の機能層を更に形成しても良い。例えば、電子注入層や電子輸送層を形成しても良いし、正孔注入層と正孔輸送層を別の層とする事も可能である。
正孔注入/輸送層110aは、正孔を該正孔注入/輸送層110a内において輸送し、かつ、正孔を発光層110bに注入する機能を有する。この正孔注入/輸送層110aの形成材料としては、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)[商品名;バイトロン−p(Bytron-p):バイエル社製]の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に共役系高分子である3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液を好適に用いることができる。
なお、この正孔注入/輸送層110aはその厚みが50nm程度とされている。
The
The hole injection /
The hole injection /
発光層110bを構成する発光材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)等のポリシラン系等が好適に用いられる。
また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素等の高分子系材料、あるいは、ルブレン、ペリレン、9,10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることができる。
As a light emitting material constituting the
In addition, these polymer materials include polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, or rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, A low molecular material such as quinacridone can be used after being doped.
この発光層110bは、その厚さが50〜80nmの範囲とされている。また、発光層110bは、赤色(R)に発光する赤色発光層110b1、緑色(G)に発光する緑色発光層110b2、及び青色(B)に発光する青色発光層110b3の3種類を有している。
The
陰極12は、図2に示すように、実表示領域4およびダミー領域5の総面積より広い面積を備え、それぞれを覆うように形成されており、画素電極111と対になって機能層110に電流を流す役割を果たす。
この陰極12は、Al等の高導電性の不透明な材料を用いることができる。或いは、Caを厚さ20nm程度に形成し、さらにその上にAlを厚さ200nm程度に形成して積層構造の電極としてもよい。また、この構造では、陰極12によって、発光層110bから発した光を基板2側に反射させることで光の取り出し効率を高めることができるため、これを構成する材料としては、アルミニウム(Al)、銀(Ag)等の光の反射率が高い高反射率材料を好適に用いることができる。
陰極12の厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200nm程度の厚みが好適である。
As shown in FIG. 2, the
The
The thickness of the
この発光素子上には、ゲッター材605を形成した封止缶604が配置されている。封止缶604は封止樹脂603により接着されて有機EL装置1を形成している。
A sealing can 604 in which a
一方、トップエミッション型パネルの場合は、次のように構造が変更される。
まず画素電極111の下層側に、平坦化絶縁膜が形成される。添付図面では画素電極111直下の基板表面が平坦に表されているが、実際には配線や素子による凹凸がある。この凹凸をならして、画素電極表面を平坦にするために平坦化絶縁膜を形成する。平坦化絶縁膜としては、感光性を有するアクリル樹脂やポリイミド樹脂が一般的に用いられる。
また画素電極111は隣接する画素電極と短絡せず、後述する正孔注入/輸送層形成工程、発光層形成工程で画素ごとに塗り分け可能な範囲で、できるだけ面積を大きく取れるように配置される。画素電極111は必ずしも透明である必要はないため、クロム,金,白金,タングステン等の金属を用いたり、アルミニウム/ITO,チタン/ITO等の金属と透明導電膜との2層構造としてもよい。
On the other hand, in the case of a top emission type panel, the structure is changed as follows.
First, a planarization insulating film is formed on the lower layer side of the
Further, the
また陰極12は、光透過性を有しなければならないため、バソクプロインとセシウムの共蒸着膜を用い、さらに導電性を付与するためにITOを積層するといった構造が好適に採用される。
Moreover, since the
またトップエミッション型パネルの場合は陰極側に光を取り出すため、図2(b)のようにゲッター材605を設けられず、水分および酸素の影響を無視できない。そこで陰極12上に透明封止薄膜が形成される。透明封止薄膜としては、酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素のような無機材料や、アクリル、ポリイミドのような有機材料を、単独あるいは複数組み合わせて使用される。
また封止缶604は光透過性を要求されるため、透明なガラスまたはプラスチック、フィルムが使用される。ボトムエミッションのようにゲッター材を使用する必要がないので、掘り込みは不要である。封止樹脂603は表示領域にまで塗布され、封止缶604を全面で基板2と接着するいわゆるベタ封止で貼り合わされる。
In the case of a top emission type panel, light is extracted to the cathode side, so that the
Further, since the sealing can 604 is required to have optical transparency, transparent glass, plastic, or film is used. Since there is no need to use a getter material like bottom emission, digging is unnecessary. The sealing
次に、本実施形態の有機EL装置の製造方法を図面を参照して説明する。
本実施形態の有機EL装置1の製造方法は、例えば、(1)バンク部形成工程、(2)正孔注入/輸送層形成工程、(3)発光層形成工程、(4)陰極形成工程、(5)封止工程の計5工程により構成されている。
なお、これらの工程は、既知の方法で基板表面に回路素子部14を形成した後に行なわれる。すなわち、これらの工程の前段階として、基板2に下地保護層,シリコン層,ゲート酸化膜,ゲート電極,信号線,層間絶縁膜,走査線,電源線、画素電極等を形成し、発光素子部11を駆動するためのTFTアレイ基板を作製する。トップエミッション型パネルの場合は、画素電極形成前に平坦化絶縁膜も形成する。
この際、同時に、ドライバ回路や検査回路等も作りこむ。そして、このように回路素子部14が形成された基板2に対して、上述の工程(1)〜(5)を行なう。なお、この製造方法は、本実施形態に限られるものではなく、必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
Next, a method for manufacturing the organic EL device of this embodiment will be described with reference to the drawings.
The manufacturing method of the organic EL device 1 of the present embodiment includes, for example, (1) a bank part forming step, (2) a hole injection / transport layer forming step, (3) a light emitting layer forming step, (4) a cathode forming step, (5) Consists of a total of five sealing steps.
These steps are performed after the
At the same time, a driver circuit and an inspection circuit are also created. Then, the above-described steps (1) to (5) are performed on the
(1)バンク部形成工程
バンク部形成工程は、基板2の所定の位置に、下層側から表層絶縁膜112a,金属薄膜112b,撥液膜112tが積層されたバンク部112を形成する工程である。以下に形成方法について説明する。
(1) Bank part forming process The bank part forming process is a process of forming a
(1)-1表層絶縁膜及び金属薄膜の形成
ここでは、まず、図4に示すように、酸化シリコンや窒化シリコン等の無機絶縁材料を、CVD法やスパッタ法等の蒸着法により、第2層間絶縁膜144b上及び画素電極111上の全面に成膜する。ここで、無機絶縁材料の膜厚は50〜200nmの範囲が好ましく、特に150nmがよい。これにより、基板2上に表層絶縁膜112aとなる無機絶縁膜112aが形成される。
続いて、この無機絶縁膜112aの上に、CVD法やスパッタ法等の蒸着法により、金属材料を成膜する。この金属材料としては、金,銀,銅,インジウム等を好適に用いることができる。本実施形態では、例えばチタン/金を30nm/100nmの厚さで形成する。これにより、無機絶縁膜上に金属薄膜112bとなる薄膜が形成される。
(1) -1 Formation of Surface Insulating Film and Metal Thin Film Here, first, as shown in FIG. 4, an inorganic insulating material such as silicon oxide or silicon nitride is first deposited by vapor deposition such as CVD or sputtering. A film is formed over the entire surface of the
Subsequently, a metal material is formed on the inorganic insulating
次に、フォトリソグラフィ法によって金属薄膜を開口する。この際、金属薄膜の開口部112dは各画素電極111の形成領域内に形成し、この金属薄膜の周縁部が画素電極111の周縁の一部と重なるようにする。
続いて、この金属薄膜の開口部112d内に位置する無機絶縁膜を開口し、画素電極111の電極面111aを露出させる。この際、無機絶縁膜の開口部112cの開口面積を、上記金属薄膜の開口部112dのものより小さくする。具体的には、無機絶縁膜の周縁部と金属薄膜の周縁部の間隔が0.5μm以上となるようにする。
以上により、画素電極111上に表層絶縁膜112a及び金属薄膜112bを貫通する開口部112gが形成される(図5参照)。
Next, the metal thin film is opened by photolithography. At this time, the
Subsequently, an inorganic insulating film located in the
Thus, the
(1)-2親液化工程
次に、基板表面に酸素プラズマ処理又はUV/オゾン処理を施す。この工程は、画素電極111,表層絶縁膜112a,金属薄膜112bの表面を親液化するとともに、画素電極111を構成する材料であるITOの表面洗浄、更に仕事関数の調整を目的として行われる。
この酸素プラズマ処理又はUV/オゾン処理によって、画素電極111の電極面111a、表層絶縁膜112aの第1積層部112e及び金属薄膜112bの上部開口部112dの側面ならびに上面112fに水酸基が導入され、これらの各面が親液化される。
(1) -2 Lipophilic Step Next, the substrate surface is subjected to oxygen plasma treatment or UV / ozone treatment. This process is performed for the purpose of making the surfaces of the
By this oxygen plasma treatment or UV / ozone treatment, hydroxyl groups are introduced into the
(1)-3撥液膜形成工程
次に、金属薄膜112bの表面にフッ素含有硫黄化合物からなる撥液膜を形成する。
このフッ素含有硫黄化合物としては、チオール(メルカプト基(−SH)を持つ有機化合物(R〜SH;Rはアルキル基等の炭化水素基)の総称)が適しており、このチオール化合物の中でも、CnF2n+1CmH2mSH(n,mは自然数)という組成式で表わされる化合物が特に好ましい。例えばn=11,m=10の場合が挙げられる。このチオール化合物の分子は直鎖構造をなしており、金と分子中の硫黄原子Sが化学的に結合するため、チオール膜表面にはフッ素原子Fが高い密度で現れる。そして、このフッ素の物性によりチオール膜の表面が撥液性を発現する。
(1) -3 Liquid Repellent Film Formation Step Next, a liquid repellent film made of a fluorine-containing sulfur compound is formed on the surface of the metal
As this fluorine-containing sulfur compound, a thiol (an organic compound having a mercapto group (—SH) (R to SH; R is a general name for a hydrocarbon group such as an alkyl group)) is suitable, and among these thiol compounds, C A compound represented by a composition formula of n F 2n + 1 C m H 2m SH (n and m are natural numbers) is particularly preferable. For example, the case of n = 11 and m = 10 is mentioned. The molecule of this thiol compound has a linear structure, and since gold and sulfur atom S in the molecule are chemically bonded, fluorine atoms F appear at a high density on the surface of the thiol film. The surface of the thiol film exhibits liquid repellency due to the physical properties of fluorine.
本工程では、このようなフッ素含有硫黄化合物をエタノールやイソプロピルアルコール等に1〜10mMの濃度で溶解させ、酸素プラズマ処理したパネル基板を浸漬する。浸漬条件は、室温で30分〜60分である。その後、イソプロピルアルコールでリンスして乾燥させる。この工程によって、金属薄膜112bの表面および側面には、上記硫黄化合物の単分子膜が選択的に形成され、この金属薄膜表面は撥液性を示す。図6は撥液膜112tを形成した後の状態を示す図である。なお、金属薄膜112b形成領域以外の領域、即ち、画素電極表面、表層絶縁膜表面等にはフッ素含有硫黄化合物が結合しないため、これらの領域では親液性が維持される。
In this step, such a fluorine-containing sulfur compound is dissolved in ethanol, isopropyl alcohol, or the like at a concentration of 1 to 10 mM, and the panel substrate that has been subjected to oxygen plasma treatment is immersed. The immersion conditions are 30 minutes to 60 minutes at room temperature. Thereafter, it is rinsed with isopropyl alcohol and dried. By this step, a monomolecular film of the sulfur compound is selectively formed on the surface and side surfaces of the metal
(2)正孔注入/輸送層形成工程
次に、正孔注入/輸送層形成工程として、画素電極111上に正孔注入/輸送層を形成する。
正孔注入/輸送層形成工程では、液滴を吐出する方法として例えばインクジェット法により、正孔注入/輸送層形成材料を含む第1組成物(組成物)を電極面111a上に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極111上及び無機物バンク層112a上に正孔注入/輸送層110aを形成する。なお、正孔注入/輸送層110aが形成された無機物バンク層112aをここでは第1積層部112eという。
(2) Hole Injection / Transport Layer Formation Step Next, a hole injection / transport layer is formed on the
In the hole injection / transport layer forming step, a first composition (composition) containing a hole injection / transport layer forming material is discharged onto the
この正孔注入/輸送層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とする事が好ましい。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
なお、正孔注入/輸送層110aは第1積層部112e上に形成されないこともある。すなわち、開口部112c内にのみ正孔注入/輸送層が形成される形態もある。
Subsequent steps including the hole injection / transport layer forming step are preferably an atmosphere free of water and oxygen. For example, it is preferably performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere.
The hole injection /
ここで用いる第1組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルフォン酸(PSS)等の混合物を極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、n−ブチルアルコール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコール類等を挙げることができる。上記の材料をインクジェットプロセスに適した組成で混合し、使用可能である。 As the first composition used here, for example, a composition obtained by dissolving a mixture of a polythiophene derivative such as polyethylenedioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) in a polar solvent can be used. Examples of the polar solvent include isopropyl alcohol (IPA), n-butyl alcohol, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and its derivatives, carbitol Examples include glycols such as acetate and butyl carbitol acetate. The above materials can be mixed and used in a composition suitable for the inkjet process.
なお、正孔注入/輸送層形成材料は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各発光層110b1〜110b3に対して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良い。 The hole injection / transport layer forming material may be the same for the red (R), green (G), and blue (B) light emitting layers 110b1 to 110b3, and may be changed for each light emitting layer. May be.
図7に示すように、インクジェットヘッドH1の吐出ノズルH2から吐出された第1組成物の液滴110cは、最終的には親液処理された電極面111a及び第1積層部112e上に広がり、下部、上部開口部112c、112d内に充填される。同時に、開口部112g内に充填された第1組成物の液滴110cは、隣接する開口部(画素)に濡れ広がろうとする傾向があるが、撥液膜112tによって開口部112g内に閉じ込められる。また、吐出された第1組成物の液滴110cの飛行方向がずれてしまい、液滴の一部が金属薄膜112b上にかかったとしても、撥液膜112tによって弾かれ、下部、上部開口部112c、112d内に充填される。
電極面111a上に吐出する第1組成物の全量は、下部、上部開口部112c、112dの大きさ、形成しようとする正孔注入/輸送層の厚さ、第1組成物中の正孔注入/輸送層形成材料の濃度等により決定される。
As shown in FIG. 7, the
The total amount of the first composition discharged onto the
次いで、図8に示すような乾燥工程を行う。乾燥工程を行う事により、吐出後の第1組成物を乾燥処理し、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、正孔注入/輸送層110aを形成する。乾燥工程は、真空乾燥、加熱乾燥、その他の既知の乾燥方法を単独または併用することによって行なわれる。
Next, a drying process as shown in FIG. 8 is performed. By performing the drying step, the discharged first composition is dried, the polar solvent contained in the first composition is evaporated, and the hole injection /
(4)発光層形成工程
この発光層形成工程は、発光層形成材料吐出工程および乾燥工程により構成される。
まず、発光層形成材料吐出工程では、インクジェット法(液滴吐出法)により発光層形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層110a上に吐出した後に、乾燥処理して正孔注入/輸送層110a上に発光層110bを形成する。
図9に、インクジェットによる吐出方法の概略を示す。図9に示すように、インクジェットヘッドH5と基体2とを相対的に移動し、インクジェットヘッドに形成された吐出ノズルH6から各色(たとえばここでは青色(B))発光層形成材料を含有する第2組成物が吐出される。
(4) Light emitting layer forming step This light emitting layer forming step includes a light emitting layer forming material discharging step and a drying step.
First, in the light emitting layer forming material discharging step, the second composition containing the light emitting layer forming material is discharged onto the hole injecting / transporting
FIG. 9 shows an outline of an ink jetting method. As shown in FIG. 9, the ink-jet head H5 and the
吐出の際には、下部、上部開口部112c、112d内に位置する正孔注入/輸送層110aに吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドH5と基体2とを相対移動させながら、第2組成物が吐出される。吐出ノズルH6から吐出される液量は1滴当たりの液量が制御されている。このように液量が制御された液(第2組成物滴110e)が吐出ノズルから吐出され、この第2組成物滴110eを正孔注入/輸送層110a上に吐出する。
At the time of discharge, the second composition is formed while the discharge nozzle is opposed to the hole injection /
発光層形成材料としては、(ポリ)フルオレン系高分子誘導体や、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機EL材料をドープして用いる事ができる。例えば、ルブレン、ペリレン、9,10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。 Examples of the light emitting layer forming material include (poly) fluorene polymer derivatives, (poly) paraphenylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyvinyl carbazole, polythiophene derivatives, perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, and the above polymers. The organic EL material can be used after being doped. For example, it can be used by doping rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, quinacridone and the like.
非極性溶媒としては、正孔注入/輸送層110aに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。
このような非極性溶媒を発光層110bの第2組成物に用いることにより、正孔注入/輸送層110aを再溶解させることなく第2組成物を塗布できる。
As the nonpolar solvent, those insoluble in the hole injection /
By using such a nonpolar solvent for the second composition of the
図9に示すように、吐出された第2組成物110eは、正孔注入/輸送層110a上に広がって下部、上部開口部112c、112d内に満たされる。開口部112g内に充填された第2組成物の液滴110eは、隣接する開口部(画素)に濡れ広がろうとする傾向があるが、撥液膜112tによって開口部112g内に閉じ込められる。また、吐出された第2組成物の液滴110eの飛行方向がずれてしまい、液滴の一部が金属薄膜112b上にかかったとしても、撥液膜112tによって弾かれ、下部、上部開口部112c、112d内に充填される。
As shown in FIG. 9, the discharged
各正孔注入/輸送層110a上に吐出する第2組成物量は、下部、上部開口部112c、112dの大きさ、形成しようとする発光層110bの厚さ、第2組成物中の発光層材料の濃度等により決定される。
The amount of the second composition discharged onto each hole injection /
次に、第2の組成物を所定の位置に吐出し終わった後、吐出後の第2組成物滴110eを乾燥処理することにより発光層110b3が形成される。すなわち、乾燥により第2組成物に含まれる非極性溶媒が蒸発し、図10に示すような青色(B)発光層110b3が形成される。乾燥処理は、真空乾燥、加熱乾燥、その他の既知の乾燥方法を単独または併用することによって行なわれる。
Next, after the second composition is completely discharged to a predetermined position, the light emitting layer 110b3 is formed by drying the discharged
続けて、図11に示すように、前述した青色(B)発光層110b3の場合と同様の工程を用い、赤色(R)発光層110b1を形成し、最後に緑色(G)発光層110b2を形成する。
なお、発光層110bの形成順序は、前述の順序に限られるものではなく、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能である。
また乾燥処理は上述のように、インクジェットプロセスを行なった直後に行なっても良いが、RGBに対応した第2組成物滴を全て配置した後にまとめて行なっても良い。
Subsequently, as shown in FIG. 11, the red (R) light emitting layer 110b1 is formed and the green (G) light emitting layer 110b2 is finally formed by using the same process as that of the blue (B) light emitting layer 110b3. To do.
Note that the order of forming the
As described above, the drying process may be performed immediately after the ink jet process is performed, or may be performed collectively after all the second composition droplets corresponding to RGB are arranged.
(5)陰極形成工程
陰極形成工程は、図12に示すように、発光層110b及びバンク部112の全面に陰極12を形成する。
陰極12は、Al等の単層膜としてもよいが、EL素子を効率よく発光させるために、電子注入層と導電層のような積層構造を採用してもよい。この場合、発光層に近い側にCa、Ba等の仕事関数が小さい材料からなる電子注入層を形成した構成とすることが好ましい。また、発光材料によっては、CaやBaの発光層側にLiF等からなる薄層を形成してもよい。
またトップエミッションタイプの場合は、発光層110bからの光を陰極12側から取り出すので、陰極12は透明でなければならない。電子注入層としては、バソクプロイン(BCP)とセシウムの共蒸着膜を用いることができる。導電層としては、ITOやIZOを用いるのが一般的である。
(5) Cathode Formation Step In the cathode formation step, the
The
In the case of the top emission type, the light from the
電子注入層および導電層の成膜方法は、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法など、既知の成膜方法から適切な方法を選択すればよい。この陰極12の厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200〜500nm程度がよい。この陰極12の形成では、前記正孔注入/輸送層110aや発光層110bの形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うため、画素領域にのみ選択的に形成材料を配するのでなく、基板のほぼ全面に形成材料が設けられることになる。
As a method for forming the electron injection layer and the conductive layer, an appropriate method may be selected from known film formation methods such as a resistance heating vapor deposition method and a sputtering method. The thickness of the
なお、トップエミッションタイプの場合は、発光層110bからの光を陰極12側から取り出すので、ゲッター材605を設置できない。そのため、陰極12上に酸素や水分の影響を遮断するために、SiO2やSi3N4等の無機材料と、アクリル、エポキシ、ポリイミド、ビスベンゾシクロブテン等の有機材料からなる単層膜またはこれらを組み合わせた積層膜を保護層として設けても良い。この場合、保護層は陰極12よりも広い面積に形成され、陰極12を完全に覆う必要がある。
In the case of the top emission type, the light from the
(6)封止工程
封止工程は、発光素子が形成された基板2と封止缶604とを封止樹脂603により封止する工程である。封止缶604の中には、ゲッター材605を設けておく。
封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、水や酸素等が陰極12に侵入して陰極12が酸化される恐れがあるので好ましくない。
なお、トップエミッションタイプの場合は、(堀込などがなく)平坦で透明なガラス基板やプラスチック基板の全面に透明な接着剤を塗布して基板2に貼り合わせる、いわゆるベタ封止によって封止を行なう。
その後、図2に例示した基板5の配線5aに陰極12を接続するとともに、駆動IC6に回路素子部14の配線を接続することにより、本実施形態の有機EL装置1が得られる。
(6) Sealing step The sealing step is a step of sealing the
The sealing step is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen, argon, or helium. If carried out in the atmosphere, water or oxygen may enter the
In the case of the top emission type, sealing is performed by so-called solid sealing, in which a transparent adhesive is applied to the entire surface of a flat and transparent glass substrate or plastic substrate (without digging or the like) and bonded to the
Thereafter, the
以上説明したように、本実施形態は、硫黄化合物の金属に対する吸着反応を利用して非画素領域のみに撥液膜を選択的に配置するようにしたものである。本実施形態では、撥液膜の下地が無機膜(本例では表層絶縁膜112aと金属薄膜112bの積層膜)で構成されるため、この無機膜を蒸着やスパッタ等の方法により成膜し、フォトリソグラフィーによってパターンを形成することで、撥液膜112tを含めたバンク全体の寸法や膜厚を厳密に制御することができる。また、この無機膜上に配置される撥液膜112tが超薄膜からなるため、バンクの平坦性も十分に確保することができる。
As described above, in the present embodiment, the liquid repellent film is selectively disposed only in the non-pixel region using the adsorption reaction of the sulfur compound to the metal. In this embodiment, since the base of the liquid repellent film is composed of an inorganic film (in this example, a laminated film of the
したがって、本実施形態によれば、バンクの寸法バラツキに起因する機能層の膜厚変動を防止し、画素間及びパネル間において表示特性を均一化することができる。また、バンク表面が高い平坦性を有するため、この上に配置される陰極12に欠陥が生じにくくなり、装置の耐水性や耐酸素性も高まる。同じくトップエミッションタイプの場合も、バンク表面が高い平坦性を有するため、この上に配置される陰極12および保護層に欠陥が生じにくくなり、装置の耐水性や耐酸素性も高まる。
また、本実施形態では、バンク部112に厚膜の有機材料を用いないので、脱ガスによるパネルの特性劣化は殆ど生じない。つまり、本実施形態では、有機材料である撥液膜112tが超薄膜(例えば単分子膜)からなるため、厚膜の有機バンク層を用いた従来のものに比べて、その脱ガスの影響は極めて小さくなる。同時に、陰極12とバンク部112の密着性も改善され、陰極12および保護層に欠陥が生じにくくなり、装置の耐水性や耐酸素性も高まる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent variation in the thickness of the functional layer due to the dimensional variation of the banks, and to make the display characteristics uniform between pixels and between panels. In addition, since the bank surface has high flatness, defects are unlikely to occur in the
In the present embodiment, since a thick film organic material is not used for the
さらに、本実施形態では金属薄膜112bと陰極12との間に配置される撥液膜112tが超薄膜からなるため、これらの間に一定の電気伝導が生じる。特に、本例では撥液膜112tを単分子膜としたため、この金属薄膜112b−陰極12間の電気抵抗は最も小さくなる。このため、本実施形態では上記金属薄膜112bを陰極12の補助電極として用いることができ、これにより、陰極12のシート抵抗を下げることができる。このような効果は大型のトップエミッションパネルにおいて顕著に現れる。つまり、トップエミッション型のパネルでは、陰極12側に導電性の低いITO膜を用いるため、パネルを大型化した場合にはパネル中央部での電圧降下が大きくなるが、本実施形態のように補助電極としての金属薄膜112bを陰極12に格子状に設けたのと同じ構造の場合には、このような電圧降下を十分に抑制することができる。
Furthermore, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、金属薄膜112bの端縁が表層絶縁膜112aの端縁よりも画素外周側に配置されているため、バンク部112近傍(即ち、金属薄膜112b近傍)にのみ発光が集中することを防止し、画素全域を均一に発光させることができる。
つまり、陰極12―画素電極111間に流れる電流の経路は、(1)機能層110のみを経由するものと、(2)金属薄膜112b、撥液膜112t及び機能層110を経由するものの2通りが存在し、電流は、これらの経路の内、より電気抵抗の小さい経路を流れる。このため、例えば表層絶縁膜112aと金属薄膜112bの端縁を面一に構成すると、電流は、より電気抵抗の小さい(2)の経路に集中し、画素Aの外周部分だけが発光する異常発光やクロストーク等の表示不良が生じる恐れがある。これに対して、本実施形態のように金属薄膜112bの端縁を表層絶縁膜112aの端縁よりも画素外周側に配置すると、画素電極111−金属薄膜112b間の電流経路が長く、即ち、経路(2)の電気抵抗が大きくなるため、上述のような発光の偏りが解消される。このため、本実施形態によれば、画素全域を均一に発光させることができ、これにより、表示品質の向上及びパネルの長寿命化を図ることができる。なお、金属薄膜112bの端縁と表層絶縁膜112aの端縁との間隔は0.5μm程度離れていれば、上記効果を十分に得ることができる。
In the present embodiment, since the edge of the metal
That is, there are two paths for the current flowing between the
[電子機器]
以下、上述の有機EL装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図13は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図13において、符号700は情報処理装置、符号701はキーボードなどの入力部、符号702は前記の有機EL表示装置を用いた表示部、符号703は情報処理装置本体を示している。
[Electronics]
Hereinafter, specific examples of the electronic device including the above-described organic EL device will be described.
FIG. 13 is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 13,
図13に示す電子機器は、前記実施形態の有機EL装置を用いた表示部を備えたものであり、先の実施形態の有機EL装置の特徴を有するので、高輝度で信頼性の高い電子機器となる。 The electronic device shown in FIG. 13 includes a display unit using the organic EL device of the above-described embodiment, and has the characteristics of the organic EL device of the previous embodiment. Therefore, the electronic device has high luminance and high reliability. It becomes.
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態では、金属薄膜112b−陰極12間の電気抵抗を小さくするために、これらの間に配置される撥液膜112tを単分子膜としたが、撥液膜112tに、金属薄膜112bと陰極12とを導通させるための開口部を形成して、陰極12−金属薄膜112b間を直接導通させてもよい。この場合、撥液膜112tは必ずしも単分子膜やる累積膜である必要はなく、例えば撥液膜112tを高分子膜とすることも可能である。
また、上記実施形態では、本発明の有機EL装置を表示装置とした例を示したが、本発明はそれ以外の用途、例えば、液晶表示装置の光源用の有機EL装置や、光書き込み型のレーザープリンタ及び光通信に用いる光源等にも適用可能である。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can implement in various deformation | transformation in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the
Moreover, in the said embodiment, although the organic EL apparatus of this invention was shown as the example which used the display apparatus, this invention is the other uses, for example, the organic EL apparatus for the light source of a liquid crystal display device, optical writing type | mold, etc. The present invention is also applicable to a laser printer and a light source used for optical communication.
1・・・有機エレクトロルミネッセンス装置、2・・・基板、2a・・・画像表示領域、12・・・陰極(対向電極)、110・・・機能層、110b・・・発光層、110c,110e・・・組成物滴(液体材料)、111・・・画素電極、112・・・バンク部、112a・・・表層絶縁膜(無機絶縁膜)、112b・・・金属薄膜、112t・・・撥液膜、700・・・電子機器、A・・・画素
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic electroluminescent apparatus, 2 ... Board | substrate, 2a ... Image display area, 12 ... Cathode (counter electrode), 110 ... Functional layer, 110b ... Light emitting layer, 110c, 110e ... Composition droplet (liquid material), 111 ... Pixel electrode, 112 ... Bank part, 112a ... Surface insulating film (inorganic insulating film), 112b ... Metal thin film, 112t ... Repellent Liquid film, 700 ... electronic device, A ... pixel
Claims (12)
基板と、
前記画素毎に設けられる画素電極と、
前記画素電極に接続されるトランジスタと、
前記画素電極を取り囲む位置に、前記画素電極間に配置され、その周縁部が前記画素電極の周縁部の上に乗り上げるように形成された無機絶縁膜と、該無機絶縁膜上に設けられるとともに前記無機絶縁膜の周縁部よりも画素外周側に配置されチオール化合物が自発的に化学吸着する金属薄膜と、該金属薄膜の表面のみに形成されたチオール官能基を有するフッ素含有硫黄化合物を含む有機材料の単分子膜からなる撥液膜と、を積層してなるバンク部と、
前記無機絶縁膜によって囲まれた前記画素電極の表面に形成された正孔注入/輸送層と、当該正孔注入/輸送層と前記無機絶縁膜の周縁部上に形成された発光層と、を含んで配置される機能層と、
上記バンク部及び機能層を覆うように前記基板の全面に設けられる対向電極と、を有し、
前記機能層のうち前記発光層のみが前記撥液膜に接触しており、
前記トランジスタ上に前記バンク部が形成されていることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス装置。 An organic electroluminescence device provided with a plurality of pixels arranged in an image display area,
A substrate,
A pixel electrode provided for each pixel;
A transistor connected to the pixel electrode;
An inorganic insulating film that is disposed between the pixel electrodes at a position that surrounds the pixel electrode, and has a peripheral edge formed on the peripheral edge of the pixel electrode, and the inorganic insulating film provided on the inorganic insulating film An organic material comprising a metal thin film that is disposed on the pixel outer periphery side of the peripheral edge of the inorganic insulating film and on which the thiol compound spontaneously chemisorbs, and a fluorine-containing sulfur compound having a thiol functional group formed only on the surface of the metal thin film A bank portion formed by laminating a liquid repellent film made of a monomolecular film of
A hole injection / transport layer formed on a surface of the pixel electrode surrounded by the inorganic insulating film, and a light emitting layer formed on a peripheral portion of the hole injection / transport layer and the inorganic insulating film. A functional layer arranged including,
A counter electrode provided on the entire surface of the substrate so as to cover the bank part and the functional layer,
Of the functional layer, only the light emitting layer is in contact with the liquid repellent film,
An organic electroluminescence device, wherein the bank portion is formed on the transistor.
無機絶縁膜の開口部の開口面積が上記金属薄膜の開口部のものよりも小さいことを特徴とする、請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The bank portion is provided in a lattice shape on the substrate in a form having an opening at the formation position of each pixel,
2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the opening area of the opening of the inorganic insulating film is smaller than that of the opening of the metal thin film.
基板上にトランジスタを含む回路素子部を形成する工程と、
各画素の画素電極を取り囲む位置に、前記画素電極間に配置され、その周縁部が前記画素電極の周縁部の上に乗り上げるように形成された無機絶縁膜と、該無機絶縁膜上に設けられるとともに前記無機絶縁膜の周縁部よりも画素外周側に配置されチオール化合物が自発的に化学吸着する金属薄膜との積層膜からなるバンク部を形成する工程と、
化学吸着により、上記金属薄膜の表面のみにチオール官能基を有するフッ素含有硫黄化合物を含む有機材料の単分子膜からなる撥液膜を選択的に形成する工程と、
上記無機絶縁膜及び金属薄膜によって囲まれた画素電極の表面に正孔注入/輸送材料を含む液体材料と発光材料を含む液体材料とを順に配置することにより、該画素電極上に形成される正孔注入/輸送層と、当該正孔注入/輸送層と前記無機絶縁膜の周縁部上に形成される発光層と、を含む機能層を形成する工程と、
上記機能層,無機絶縁膜,金属薄膜,撥液膜を覆うように基板全面に対向電極を形成する工程と、を備え、
前記機能層のうち前記発光層のみを前記撥液膜に接触させ、
前記トランジスタ上に前記バンク部を形成することを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 A method of manufacturing an organic electroluminescence device provided with a plurality of pixels arranged in an image display area,
Forming a circuit element portion including a transistor on a substrate;
An inorganic insulating film that is disposed between the pixel electrodes at a position that surrounds the pixel electrode of each pixel and that has a peripheral portion that runs on the peripheral portion of the pixel electrode, and is provided on the inorganic insulating film And a step of forming a bank portion composed of a laminated film with a metal thin film that is disposed on the pixel outer peripheral side than the peripheral edge portion of the inorganic insulating film and the thiol compound spontaneously chemically adsorbs,
A step of selectively forming a liquid repellent film composed of a monomolecular film of an organic material containing a fluorine-containing sulfur compound having a thiol functional group only on the surface of the metal thin film by chemical adsorption;
By sequentially arranging the liquid material containing the light-emitting materials with a liquid material containing the hole injecting / transporting material to the surface of the pixel electrode surrounded by the inorganic insulating film and the metal thin film is formed on the pixel electrode a step of forming a hole injection / transport layer, a light emitting layer formed on the periphery of the hole injection / transport layer and the inorganic insulating film, a functional layer comprising,
Forming a counter electrode on the entire surface of the substrate so as to cover the functional layer, the inorganic insulating film, the metal thin film, and the liquid repellent film,
Of the functional layers, only the light emitting layer is brought into contact with the liquid repellent film,
A method of manufacturing an organic electroluminescent device, wherein the bank portion is formed on the transistor.
無機絶縁膜の開口部の開口面積を上記金属薄膜の開口部のものよりも小さく形成することを特徴とする、請求項6記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 The bank part is formed in a lattice shape on the substrate in a form having an opening at the formation position of each pixel,
7. The method of manufacturing an organic electroluminescence device according to claim 6, wherein an opening area of the opening of the inorganic insulating film is smaller than that of the opening of the metal thin film.
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