JP4617749B2 - Manufacturing method of display device - Google Patents

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Description

この発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子(electroluminesence:以下ELと記す)を用いた表示装置とその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a display device using an organic electroluminescence element (hereinafter referred to as EL) and a manufacturing method thereof.

有機EL表示装置においては、薄膜トランジスタ(thin film transistor:以下TFTと記す)やソース/ドレイン配線が形成された面には段差があり、この上に有機EL層を形成するには、平坦化層を設けて、上記段差を解消する必要がある。平坦化の方法としてはポリイミドやアクリル樹脂といった有機絶縁樹脂を塗布する方法が広く用いられている。しかしながら、これら有機樹脂は材料自体が水分を多量に含んでおり、その後の製造過程においてさらに水分を吸収する。   In an organic EL display device, there is a step on a surface on which a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) and source / drain wirings are formed, and in order to form an organic EL layer thereon, a planarizing layer is used. It is necessary to provide and eliminate the step. As a planarization method, a method of applying an organic insulating resin such as polyimide or acrylic resin is widely used. However, these organic resins themselves contain a large amount of moisture, and further absorb moisture in the subsequent manufacturing process.

有機EL層は、上記有機平坦化層上に形成された陽極上に形成されるが、有機平坦化層中の水分が有機EL層に拡散し、有機EL素子を劣化させて輝度を低下させる問題があった。   The organic EL layer is formed on the anode formed on the organic flattening layer, but the moisture in the organic flattening layer diffuses into the organic EL layer, deteriorating the organic EL element and lowering the luminance. was there.

上記の問題を解決した表示装置として、有機平坦化層上にプラズマCVD(plasma enhanced chemical vapor deposition)法などの方法によって酸化シリコン層、窒化シリコン層などの無機層を設けて、有機平坦化層からの水分の拡散を防止するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   As a display device that solves the above problems, an inorganic layer such as a silicon oxide layer or a silicon nitride layer is provided on the organic planarization layer by a method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD). The thing which prevents the spreading | diffusion of a water | moisture content is proposed (for example, refer patent document 1).

特開2001−356711号公報(図1)JP 2001-356711 A (FIG. 1)

従来例である上記の有機EL素子のように、有機平坦化層上にプラズマCVDにより無機層を設け、水分の拡散を防止する構成では、プラズマイオンによる有機平坦化膜の分解や、有機平坦化層中の水分の影響により、緻密な無機の層を形成できず、水分に対する遮蔽性が十分でないとの問題があった。   In the configuration in which an inorganic layer is provided by plasma CVD on the organic flattening layer as in the above-described organic EL element as a conventional example to prevent moisture diffusion, the organic flattening film is decomposed by plasma ions or organic flattened. Due to the influence of moisture in the layer, a dense inorganic layer cannot be formed, and there is a problem that the shielding property against moisture is not sufficient.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、有機平坦化層上に陽極を備え、且つ、有機平坦化層から拡散する水分を遮蔽し、発光表示層である有機EL層の吸湿による劣化を防ぎ、経時的な輝度低下を抑制する表示装置およびその製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems. An organic EL which is provided with an anode on an organic planarization layer, shields moisture diffused from the organic planarization layer, and is a light-emitting display layer. An object of the present invention is to provide a display device that prevents deterioration of layers due to moisture absorption and suppresses a decrease in luminance over time, and a method for manufacturing the same.

この発明は、駆動回路の上面の凹凸を平坦化する有機平坦化層を設ける工程と、有機平坦化層の表面に金属陽極を設ける工程と、金属陽極の表面に無機絶縁層を形成する工程と、無機絶縁層に発光表示層に対応する部分を開口し、さらに無機絶縁層と金属陽極陽極をエッチングして画素電極に加工形成して、金属陽極上に発光表示層となる領域を囲う水分遮蔽層を形成する工程と、発光表示層に対応する部分を除き、発光表示層と水分遮蔽層の間隙、及び水分遮蔽層と隣接する水分遮蔽層の間隙に画素分離層を形成する工程と、画素分離層の開口部の露出した金属陽極面に有機EL層である発光表示層を設ける工程と、発光表示層上面、画素分離層上面および水分遮蔽層上面を覆い、発光表示層と水分遮蔽層とに接合する陰極を設ける工程と、を順番に行い、発光表示層は金属陽極、水分遮蔽層および陰極により囲まれた構造となることを特徴とする表示装置の製造方法である。The present invention includes a step of providing an organic flattening layer for flattening unevenness on the upper surface of a drive circuit, a step of providing a metal anode on the surface of the organic flattening layer, and a step of forming an inorganic insulating layer on the surface of the metal anode. A portion corresponding to the light emitting display layer is opened in the inorganic insulating layer, and further, the inorganic insulating layer and the metal anode anode are etched to form a pixel electrode. A step of forming a layer, a step of forming a pixel separation layer in a gap between the light emitting display layer and the moisture shielding layer, and a gap between the moisture shielding layer adjacent to the moisture shielding layer, excluding a portion corresponding to the light emitting display layer, and a pixel A step of providing a light-emitting display layer as an organic EL layer on the exposed metal anode surface of the opening of the separation layer; and covering the light-emitting display layer upper surface, the pixel separation layer upper surface, and the moisture shielding layer upper surface; Providing a cathode to be bonded to Was carried out in order, the light-emitting display layer a method of manufacturing a display device characterized by a structure which is surrounded by a metal anode, water barrier layer and a cathode.

本発明の表示装置の製造方法によれば、発光表示層が金属陽極、水分遮蔽層および陰極により囲まれて、発光表示層である有機EL層を隔離する構造となるので、有機平坦化層から画素分離層を経由して拡散してくる水分を無機絶縁層と陰極層で遮蔽することが可能となる According to the manufacturing method of the display device of the present invention, the light emitting display layer is surrounded by the metal anode, the moisture shielding layer and the cathode, and the organic EL layer which is the light emitting display layer is isolated. It is possible to shield moisture diffused through the pixel separation layer with the inorganic insulating layer and the cathode layer .

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1の表示装置の有機EL素子ユニット16を示す断面図((a)とC−C面での平面図(b)である。
図1にあるように、ガラス基板1上に、駆動回路であるTFT2が形成されており、このTFT2はゲート絶縁層3で覆われ、このゲート絶縁層3上には層間絶縁層4が形成されている。この層間絶縁層4には貫通孔が形成されており、TFT2に接続されるソース/ドレイン配線5が設けられており、層間絶縁層4の上には保護絶縁層6が形成されている。TFT2とゲート絶縁層3と層間絶縁層4とソース/ドレイン配線5と保護絶縁層6からなる駆動回路における保護絶縁層6の表面には凹凸があり平坦ではないので、保護絶縁層6上には、有機平坦化層7が設けられており、さらに、この有機平坦化層7上には金属層からなる陽極10が一部を開口され全面に亘って形成されている。有機平坦化層7に設けられた貫通孔8と保護絶縁層6に設けられた接続孔9bとを介して、陽極10とソース/ドレイン配線5とが導通しており、ゲート絶縁層3に設けられた接続孔9aを介してソース/ドレイン配線5とTFT2が導通しており、陽極10とTFT2とが、電気的に接続されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view ((a) and a plan view (b) taken along the line CC of the organic EL element unit 16 of the display device according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a TFT 2 that is a driving circuit is formed on a glass substrate 1. The TFT 2 is covered with a gate insulating layer 3, and an interlayer insulating layer 4 is formed on the gate insulating layer 3. ing. A through hole is formed in the interlayer insulating layer 4, a source / drain wiring 5 connected to the TFT 2 is provided, and a protective insulating layer 6 is formed on the interlayer insulating layer 4. Since the surface of the protective insulating layer 6 in the driving circuit comprising the TFT 2, the gate insulating layer 3, the interlayer insulating layer 4, the source / drain wiring 5 and the protective insulating layer 6 is uneven and not flat, An organic planarization layer 7 is provided, and an anode 10 made of a metal layer is partially opened on the organic planarization layer 7 so as to cover the entire surface. The anode 10 and the source / drain wiring 5 are electrically connected to each other through the through hole 8 provided in the organic planarizing layer 7 and the connection hole 9 b provided in the protective insulating layer 6, and provided in the gate insulating layer 3. The source / drain wiring 5 and the TFT 2 are electrically connected through the connection hole 9a, and the anode 10 and the TFT 2 are electrically connected.

陽極10上には発光表示層である有機EL層14が設けられており、CVDにより形成された無機絶縁層は、この有機EL層14を囲むようにパターニングされ、水分遮蔽層11として設けられている。水分遮蔽層11の上、水分遮蔽層11と有機EL層14との間および、隣接する有機EL素子ユニット16との間には画素分離層12が形成されている。画素分離層12と有機EL層14との上面、画素分離層12から露出する水分遮蔽層11とからなる最上層には全体を覆うように陰極15が設けられている。
すなわち、本実施の形態の表示装置の有機EL素子ユニット16は上記のような構成で形成されており、ガラスで封止するとともに、外部制御回路と接続して表示装置となる(図示せず)。
An organic EL layer 14 which is a light emitting display layer is provided on the anode 10, and an inorganic insulating layer formed by CVD is patterned so as to surround the organic EL layer 14, and is provided as a moisture shielding layer 11. Yes. A pixel separation layer 12 is formed on the moisture shielding layer 11, between the moisture shielding layer 11 and the organic EL layer 14, and between the adjacent organic EL element units 16. A cathode 15 is provided so as to cover the entire upper surface of the upper surface of the pixel separation layer 12 and the organic EL layer 14 and the moisture shielding layer 11 exposed from the pixel separation layer 12.
That is, the organic EL element unit 16 of the display device according to the present embodiment is formed as described above, is sealed with glass, and is connected to an external control circuit to be a display device (not shown). .

図2、図3は、本実施の形態1における表示装置であるアクティブマトリックス方式のトップエミッション型有機EL素子を用いた表示装置の製造工程を示す工程図である。
図2(a)に示す第1の工程では、ガラス基板1上の各画素に対応させて、TFT2(TFTは簡易に表現している)を配列形成する。次に、TFT2を覆う状態で二酸化シリコン(SiO)よりなる無機絶縁層4を形成する。この無機絶縁層4は写真製版法により形成する接続孔9aを設ける。無機絶縁層4上には、3層構造よりなる金属膜を成膜する。この金属膜は、DCマグネトロンスパッタ法を用いて、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)を連続して成膜し、接続孔9aを介してTFT2に接続する。この金属膜は写真製版法にてパターン形成し、ソース配線およびドレイン配線5となる。この無機絶縁層4上には、上記配線5を覆うようにシリコン窒化膜(SiN)からなる保護絶縁層6を形成する。この保護絶縁層6には写真製版法により接続孔9bを形成する。
2 and 3 are process diagrams showing a manufacturing process of a display device using an active matrix top emission type organic EL element which is the display device according to the first embodiment.
In the first step shown in FIG. 2A, TFTs 2 (TFTs are simply expressed) are formed in correspondence with the respective pixels on the glass substrate 1. Next, an inorganic insulating layer 4 made of silicon dioxide (SiO 2 ) is formed so as to cover the TFT 2 . This inorganic insulating layer 4 is provided with a connection hole 9a formed by photolithography. A metal film having a three-layer structure is formed on the inorganic insulating layer 4. This metal film is formed by successively depositing molybdenum (Mo), aluminum (Al), and molybdenum (Mo) using a DC magnetron sputtering method, and is connected to the TFT 2 through the connection hole 9a. This metal film is patterned by a photoengraving method to form source and drain wirings 5. A protective insulating layer 6 made of a silicon nitride film (SiN x ) is formed on the inorganic insulating layer 4 so as to cover the wiring 5. A connection hole 9b is formed in the protective insulating layer 6 by photolithography.

図2(b)に示す第2の工程では、上記保護絶縁層6上にはこれまでのデバイス製造過程で発生した段差を平坦化する目的で、有機平坦化層7を形成する。この有機平坦化層7は感光性アクリル系樹脂材料からなり、スピンコート法で約1500〜2000nmの膜厚となるように形成する。この工程により十分な平坦性を確保することが可能である。この有機平坦化層7は感光性を有しており、写真製版法により接続孔9bに通じる貫通孔8を形成する。
この有機平坦化層7は、写真製版法を用い、感光性樹脂材料の塗布、露光、現像、水洗後、230℃で1時間のべーク処理を行う。このベーク処理は樹脂材料の架橋反応を促進する他、写真製版作業中に吸湿した水分を脱水する。
In the second step shown in FIG. 2B, an organic flattening layer 7 is formed on the protective insulating layer 6 for the purpose of flattening the steps generated in the device manufacturing process so far. The organic planarizing layer 7 is made of a photosensitive acrylic resin material and is formed by spin coating so as to have a film thickness of about 1500 to 2000 nm. This process can ensure sufficient flatness. This organic planarization layer 7 has photosensitivity, and forms a through hole 8 that communicates with the connection hole 9b by photolithography.
This organic flattening layer 7 is subjected to a baking process at 230 ° C. for 1 hour after the application of the photosensitive resin material, exposure, development, and washing with water using a photolithography method. This baking treatment accelerates the crosslinking reaction of the resin material and dehydrates moisture absorbed during the photolithography process.

図2(c)に示す第3の工程では、上記貫通孔8と接続孔9bを介して配線(ドレイン)5と接続するように陽極10となる金属層を有機平坦化層7上に形成する。ここで、金属層は例えばモリブデン(Mo)をDCマグネトロンスパッタ法により成膜する。ターゲットはMoターゲットを用い、アルゴン(Ar)ガスによりスパッタリングする。スパッタ条件はArガス流量100sccm、圧力0.14Pa、電力1.0kw、温度100℃であり、膜厚は100nmである。膜厚については、反射率を十分に得るために50nm以上の膜厚が必要であるが、厚くなりすぎると膜表面に突起が発生し平滑性が悪くなるため100nm以下が望ましい。   In the third step shown in FIG. 2C, a metal layer serving as the anode 10 is formed on the organic planarizing layer 7 so as to be connected to the wiring (drain) 5 through the through hole 8 and the connection hole 9b. . Here, the metal layer is formed of, for example, molybdenum (Mo) by DC magnetron sputtering. The target is a Mo target and is sputtered with argon (Ar) gas. The sputtering conditions are an Ar gas flow rate of 100 sccm, a pressure of 0.14 Pa, a power of 1.0 kW, a temperature of 100 ° C., and a film thickness of 100 nm. As for the film thickness, a film thickness of 50 nm or more is necessary in order to obtain sufficient reflectivity. However, if the film thickness becomes too thick, protrusions are generated on the film surface and the smoothness deteriorates, so that it is preferably 100 nm or less.

次に連続して、陽極10となる金属層を覆うようにプラズマCVD法を用いて水分遮断層11となる無機絶縁層を形成する。この際、有機平坦化層7は陽極10となる金属層で完全に覆われる為プラズマに曝されない。その結果、有機平坦化層7からの有機成分の分解の影響が無く、ガスバリア性の高い緻密な無機絶縁層が形成可能である。本実施の形態では、水分遮蔽層11となる無機絶縁層にシリコン窒化膜(Si)を用いている。成膜条件としては、シラン(SiH)30sccm、アンモニア(NH)30sccm、窒素(N)1000sccmを反応室に導入して、成膜圧力130Pa、成膜温度220℃とし13.56MHzの高周波を1.0kw印加して成膜した。膜厚は800nmである。 Next, an inorganic insulating layer to be the moisture blocking layer 11 is formed continuously using a plasma CVD method so as to cover the metal layer to be the anode 10. At this time, the organic planarization layer 7 is not completely exposed to the plasma because it is completely covered with the metal layer serving as the anode 10. As a result, there is no influence of decomposition of the organic component from the organic planarization layer 7, and a dense inorganic insulating layer having a high gas barrier property can be formed. In the present embodiment, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is used for the inorganic insulating layer to be the moisture shielding layer 11. As film formation conditions, silane (SiH 4 ) 30 sccm, ammonia (NH 3 ) 30 sccm, and nitrogen (N 2 ) 1000 sccm were introduced into the reaction chamber, the film formation pressure was 130 Pa, the film formation temperature was 220 ° C., and the high frequency of 13.56 MHz. Was applied to form a film. The film thickness is 800 nm.

図2(d)に示す第4の工程では、水分遮蔽層11となるシリコン窒化膜の一部、有機EL発光部に対応する部分を開口するため、写真製版法とドライエッチングにより加工する。ドライエッチングは四フッ化メタン(CF)10sccm、ヘリウム( He)90sccm、RFパワー200W、圧力4Paで、下層の陽極10に到達するまでエッチングする。その後、開口部の陽極表面に残存しているカーボン(C)やフレオン(F)を除去し、表面を清浄化するため、UVオゾン処理を行う。 In the fourth step shown in FIG. 2 (d), a part of the silicon nitride film to be the moisture shielding layer 11 and a part corresponding to the organic EL light emitting part are opened, so that it is processed by photolithography and dry etching. In the dry etching, etching is performed with 10 sccm of tetrafluoromethane (CF 4 ), 90 sccm of helium (He), RF power of 200 W, and pressure of 4 Pa until reaching the lower layer anode 10. Thereafter, in order to remove carbon (C) and freon (F) remaining on the anode surface of the opening and clean the surface, UV ozone treatment is performed.

図3(e)に示す第5の工程では、写真製版法により、水分遮蔽層11であるシリコン窒化膜と陽極10となる金属層のMo膜を連続してエッチングし、画素電極としての陽極10を加工形成する。シリコン窒化膜のエッチング条件は上記と同じである。Moはリン酸、硝酸、酢酸を混合した溶液を用いてウエットエッチングする。これにより陽極10上に有機EL層14を囲う水分遮蔽層11を形成する。   In the fifth step shown in FIG. 3E, the silicon nitride film that is the moisture shielding layer 11 and the Mo film of the metal layer that becomes the anode 10 are continuously etched by the photoengraving method, and the anode 10 as the pixel electrode is obtained. Process forming. The etching conditions for the silicon nitride film are the same as described above. Mo is wet etched using a mixed solution of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid. Thereby, the moisture shielding layer 11 surrounding the organic EL layer 14 is formed on the anode 10.

図3(f)に示す第6の工程では、まず、有機平坦化層7上に、陽極10及び水分遮蔽層11を覆うように画素分離層12を形成する。この画素分離層12は、感光性ポリイミドを用いて、水分遮蔽層11を完全に覆うようにスピンコート法で約1000nmの膜厚となるように形成する。次に、この画素分離層12は写真製版法を用いて、有機EL層14を形成する部分と水分遮断層11の上辺を露出させるように開口する。開口後、230℃で1時間ベークを行い、樹脂の架橋反応を促進させ、且つ、写真製版作業中に吸湿した水分を脱水する。   In the sixth step shown in FIG. 3 (f), first, the pixel separation layer 12 is formed on the organic planarization layer 7 so as to cover the anode 10 and the moisture shielding layer 11. The pixel separation layer 12 is formed using a photosensitive polyimide so as to have a film thickness of about 1000 nm by spin coating so as to completely cover the moisture shielding layer 11. Next, the pixel separation layer 12 is opened using a photoengraving method so as to expose the portion where the organic EL layer 14 is formed and the upper side of the moisture blocking layer 11. After opening, baking is performed at 230 ° C. for 1 hour to accelerate the crosslinking reaction of the resin and dehydrate the moisture absorbed during the photolithography process.

図3(g)に示す第7の工程では、マスク13を用いた蒸着法により画素分離層12の開口部に有機EL層14を形成する。有機EL層14は、正孔輸送層、発光層、電子注入層の順に真空状態を保持した状態で成膜する。ここでは、正孔輸送層としてビス[(N−ナフチル)−N−フェニル]ベンジジン(α−NPD)20nm、発光層として8−キノリノールアルミニウム錯体(Alq)50nm、電子注入層としてバソクプロイン60nmをそれぞれ連続成膜した。本実施の形態では、有機EL層14は3層の積層構造としたが、この構造に限らず何層であっても良い。   In the seventh step shown in FIG. 3G, the organic EL layer 14 is formed in the opening of the pixel separation layer 12 by vapor deposition using the mask 13. The organic EL layer 14 is formed in a state in which a vacuum state is maintained in the order of the hole transport layer, the light emitting layer, and the electron injection layer. Here, bis [(N-naphthyl) -N-phenyl] benzidine (α-NPD) 20 nm is used as the hole transport layer, 8-quinolinol aluminum complex (Alq) 50 nm is used as the light emitting layer, and bathocuproine 60 nm is used as the electron injection layer. A film was formed. In the present embodiment, the organic EL layer 14 has a three-layer structure, but is not limited to this structure and may have any number of layers.

図3(h)に示す第8の工程では、表示エリア全体を覆うように陰極15を形成する。ここで陰極15は、スパッタ法により成膜したITO(In+SnO)による透明導電膜である。この陰極15が画素分離層12の開口部を介して水分遮蔽層11と接合され、有機平坦化層7につながる画素分離層12と有機EL層14とを隔離する。その後、有機EL素子ユニット16のマトリックスをガラスで封止し、外部制御回路と接続してアクティブマトリックス型の有機EL表示装置が完成する(図示せず)。 In the eighth step shown in FIG. 3H, the cathode 15 is formed so as to cover the entire display area. Here, the cathode 15 is a transparent conductive film made of ITO (In 2 O 3 + SnO 2 ) formed by sputtering. The cathode 15 is joined to the moisture shielding layer 11 through the opening of the pixel separation layer 12 to isolate the pixel separation layer 12 and the organic EL layer 14 connected to the organic planarization layer 7. Thereafter, the matrix of the organic EL element unit 16 is sealed with glass and connected to an external control circuit to complete an active matrix type organic EL display device (not shown).

図4は、本実施の形態1の表示装置における有機EL素子部への水分の拡散を防止する機構を説明する図である。図4に示すように、有機平坦化層7中に吸収された水分は、水分拡散経路17により画素分離層12中に拡散しても水分遮蔽層11が水分を阻止する壁を形成しているため、側面から有機EL層14には移動できない。また、有機EL層14の底面部には陽極10の金属層が、有機EL層14の上面部は陰極15の無機導電層により水分の透過を阻止するため、有機EL素子の吸湿による劣化が防止される。   FIG. 4 is a diagram for explaining a mechanism for preventing the diffusion of moisture to the organic EL element portion in the display device of the first embodiment. As shown in FIG. 4, the moisture absorbed in the organic planarization layer 7 forms a wall that prevents the moisture shielding layer 11 from blocking moisture even if it diffuses into the pixel isolation layer 12 through the moisture diffusion path 17. Therefore, it cannot move to the organic EL layer 14 from the side surface. Moreover, since the metal layer of the anode 10 is blocked on the bottom surface portion of the organic EL layer 14 and the upper surface portion of the organic EL layer 14 is blocked by the inorganic conductive layer of the cathode 15, the organic EL element is prevented from being deteriorated due to moisture absorption. Is done.

本実施の形態1では、基板としてガラス材を用いた例を示したが、それ以外のもの、例えばシリコン(Si)やプラスチック等の材料も基板に適用できる。   In the first embodiment, an example in which a glass material is used as the substrate has been described. However, other materials such as silicon (Si) or plastic can be applied to the substrate.

さらに、本実施の形態1では、ソースおよびドレイン配線5としては、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、モリブデン(Mo)の3層構造のものについて説明したが、材料としては抵抗の低い導電体であれば良く、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)等の金属の単層または積層によるものであっても良く、あるいは、ポリシリコン等の半導体材料でもよく、特に限定されるものではない。また、成膜方法についてもDCマグネトロンスパッタ法を用いて形成する方法について述べたが、蒸着、イオンプレート、クラスターイオンビーム法等、他の成膜方法によるものであっても良い。   Further, in the first embodiment, the source and drain wiring 5 has been described as having a three-layer structure of molybdenum (Mo), aluminum (Al), and molybdenum (Mo). However, the material is a conductor having low resistance. As long as it is a single layer or a stack of metals such as aluminum (Al), chromium (Cr), tungsten (W), molybdenum (Mo), or a semiconductor material such as polysilicon. There is no particular limitation. In addition, although the film forming method is described using the DC magnetron sputtering method, other film forming methods such as vapor deposition, ion plate, cluster ion beam method, and the like may be used.

本実施の形態1では、陽極10の金属膜をモリブデン(Mo)としたが、クロム(Cr)、銀(Ag)、アルミニウム(Al)、パラジウム(Pd)その他の金属でも構わない。また、ボトムエミッション型であれば陽極は透明導電膜でなければならず、その場合はITO膜やIZO膜(In+ZnO)、ZAO膜(ZnO+Al)などを用いれば良い。 In the first embodiment, the metal film of the anode 10 is molybdenum (Mo), but chromium (Cr), silver (Ag), aluminum (Al), palladium (Pd), or other metals may be used. In the case of the bottom emission type, the anode must be a transparent conductive film. In that case, an ITO film, an IZO film (In 2 O 3 + ZnO), a ZAO film (ZnO + Al 2 O 3 ), or the like may be used.

本実施の形態1では、水分遮蔽層11としての無機絶縁層をシリコン窒化膜としたが、シリコン酸窒化膜(SiON)であっても同様の効果が得られる。シリコン酸窒化膜の成膜条件としては、例えばシラン(SiH)30sccm、二酸化窒素(NO)300sccm、窒素(N)700sccmを導入し、成膜圧力100Pa、成膜温度220℃とし13.56MHzの高周波を0.8kw印加して膜厚800nmとなるように成膜する。 In the first embodiment, the silicon nitride film is used as the inorganic insulating layer as the moisture shielding layer 11, but the same effect can be obtained even if it is a silicon oxynitride film (SiON). As conditions for forming the silicon oxynitride film, for example, silane (SiH 4 ) 30 sccm, nitrogen dioxide (NO 2 ) 300 sccm, and nitrogen (N 2 ) 700 sccm are introduced, the film forming pressure is 100 Pa, the film forming temperature is 220 ° C. The film is formed to a thickness of 800 nm by applying a high frequency of 56 MHz at 0.8 kW.

本実施の形態1では、水分遮蔽層11としての無機絶縁層の形成方法としてプラズマCVD法によるものを示したが、ドライプロセスで、低温で成膜できる方法であれば良く、ECR−CVD(electron cyclotron resonance CVD)法等によるものも利用できる。   In the first embodiment, the plasma CVD method is shown as the method for forming the inorganic insulating layer as the moisture shielding layer 11. However, any method capable of forming a film at a low temperature by a dry process may be used, and ECR-CVD (electron The thing by cyclotron resonance CVD method etc. can also be used.

ところで、上記実施の形態1では、有機平坦化層7として、感光性アクリル系樹脂材料のものを使用したが、感光性ポリイミド等の他の有機絶縁材料を用いても良い。また、有機平坦化層7の形成法として、スピンコート法によるものについて説明したが、印刷等他の塗布法を用いても構わない。   By the way, in the said Embodiment 1, although the thing of the photosensitive acrylic resin material was used as the organic planarization layer 7, other organic insulating materials, such as photosensitive polyimide, may be used. Further, although the spin coating method has been described as the method for forming the organic planarization layer 7, other coating methods such as printing may be used.

本実施の形態1では、画素分離層12として感光性ポリイミドを用いているが、例えば感光性の有機系アクリル樹脂などを用いても同様の効果が得られる。   In the first embodiment, photosensitive polyimide is used as the pixel separation layer 12, but the same effect can be obtained by using, for example, a photosensitive organic acrylic resin.

本実施の形態1では、陰極15として透明導電膜であるITO膜を使用したが、IZO膜等の他の透明導電膜であってもよい。   In Embodiment 1, an ITO film that is a transparent conductive film is used as the cathode 15, but other transparent conductive films such as an IZO film may be used.

なお、上記実施の形態1では、表示装置として有機EL素子を製造する場合について説明したが、同様の構造を持つ他の表示素子に適用できることは言うまでもない。   In the first embodiment, the case where an organic EL element is manufactured as a display device has been described. Needless to say, the present invention can be applied to other display elements having a similar structure.

実施の形態2.
図5は、実施の形態2の表示装置の有機EL素子ユニットを示す断面図である。図5に示すように、本実施の形態2の表示装置は、実施の形態1の有機EL素子ユニットにおける無機の水分遮蔽層11の替わりに、無機絶縁層18と無機絶縁層18上に形成した無機導電層19との複合層とした、水分遮蔽層20としたものである。
この無機導電層19としては、陽極10と同じ条件でモリブデン(Mo)により形成する。この無機導電層の材料は、Moに限定されるものではなくクロム(Cr)やアルミニウム(Al)などの導電率の高い金属等であれば良い。その後、写真製版法により各画素上の有機EL層14に対応する部分を開口するためMoをウエットエッチングし、連続してシリコン窒化膜をドライエッチングする。ウエットエッチング及びドライエッチング条件は、実施の形態1記載のものと同じである。その後、接続孔9bの陽極10表面に残存しているカーボン(C)やフレオン(F)を除去し、表面を清浄化するため、UVオゾン処理を行う。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an organic EL element unit of the display device according to the second embodiment. As shown in FIG. 5, the display device of the second embodiment is formed on the inorganic insulating layer 18 and the inorganic insulating layer 18 instead of the inorganic moisture shielding layer 11 in the organic EL element unit of the first embodiment. A moisture shielding layer 20 is formed as a composite layer with the inorganic conductive layer 19.
The inorganic conductive layer 19 is formed of molybdenum (Mo) under the same conditions as the anode 10. The material of the inorganic conductive layer is not limited to Mo, and may be a metal having high conductivity such as chromium (Cr) or aluminum (Al). Thereafter, Mo is wet etched to open a portion corresponding to the organic EL layer 14 on each pixel by photolithography, and the silicon nitride film is continuously dry etched. The wet etching and dry etching conditions are the same as those described in the first embodiment. Thereafter, in order to remove carbon (C) and freon (F) remaining on the surface of the anode 10 in the connection hole 9b and clean the surface, UV ozone treatment is performed.

さらに、写真製版法を用いて、モリブデン膜(Mo)、シリコン窒化膜、モリブデン膜(Mo)を連続してエッチングし、陽極(画素電極)10を形成する。この段階で陽極10上に有機EL層14を囲うように無機絶縁層18と無機導電層19を形成し、水分遮蔽層20とする。   Further, the molybdenum film (Mo), the silicon nitride film, and the molybdenum film (Mo) are successively etched using a photoengraving method to form the anode (pixel electrode) 10. At this stage, an inorganic insulating layer 18 and an inorganic conductive layer 19 are formed on the anode 10 so as to surround the organic EL layer 14, thereby forming a moisture shielding layer 20.

次に、有機平坦化層7上に、陽極10及び複合層の水分遮蔽層20を覆うように画素分離層12が設けられ、この画素分離層12を写真製版法により、有機EL素子に対応する部分と無機導電層19の上辺を露出させるように開口する。その後、実施の形態1と同様に有機EL層14と陰極15を形成し、陰極15と無機導電層19を接合する。これにより、有機平坦化層7中に吸収された水分が画素分離層12中に拡散しても複合層の水分遮蔽層20によって阻まれ、有機EL層には移動できないため、実施の形態1と同様、有機EL素子の吸湿による劣化が防止される。   Next, a pixel separation layer 12 is provided on the organic planarization layer 7 so as to cover the anode 10 and the moisture shielding layer 20 of the composite layer, and this pixel separation layer 12 corresponds to an organic EL element by photolithography. An opening is made so that the portion and the upper side of the inorganic conductive layer 19 are exposed. Thereafter, the organic EL layer 14 and the cathode 15 are formed as in the first embodiment, and the cathode 15 and the inorganic conductive layer 19 are joined. As a result, even if moisture absorbed in the organic planarization layer 7 diffuses into the pixel separation layer 12, it is blocked by the moisture shielding layer 20 of the composite layer and cannot move to the organic EL layer. Similarly, deterioration due to moisture absorption of the organic EL element is prevented.

また、本実施の形態2では、無機導電層19が陰極15の補助電極として作用するため、水分を遮断する効果だけでなく、シェーディングを抑制する効果もある。シェーディングとは、透明導電膜が金属膜と比較して何十倍も抵抗が高いため電圧降下が起こりやすく、表示エリアの外郭から中心へ向かうに従って陰極の電圧降下が顕著になり、充分な電子が供給されない結果、発光が弱まり暗くなる現象を言う。この対策として、抵抗の低い金属等を部分的に用いて補助電極とし、電圧降下を抑制する。   In the second embodiment, since the inorganic conductive layer 19 acts as an auxiliary electrode for the cathode 15, not only the effect of blocking moisture but also the effect of suppressing shading. Shading means that a transparent conductive film has a resistance several tens of times higher than that of a metal film, so that a voltage drop is likely to occur, and the cathode voltage drop becomes more conspicuous from the outer edge of the display area toward the center, and sufficient electrons are generated. As a result of not being supplied, it means a phenomenon in which light emission is weakened and darkened. As a countermeasure, a voltage drop is suppressed by partially using a low resistance metal or the like as an auxiliary electrode.

実施の形態1の表示装置の有機EL素子ユニットを示す断面図(a)とC−C面での平面図(b)である。They are sectional drawing (a) which shows the organic EL element unit of the display apparatus of Embodiment 1, and a top view (b) in CC plane. 実施の形態1における表示装置であるアクティブマトリックス方式のトップエミッション型有機EL素子を用いた表示装置の製造工程の前半を示す工程図である。FIG. 6 is a process diagram showing the first half of a manufacturing process of a display device using an active matrix top emission organic EL element which is the display device in the first embodiment. 実施の形態1における表示装置であるアクティブマトリックス方式のトップエミッション型有機EL素子を用いた表示装置の製造工程の後半を示す工程図である。FIG. 6 is a process diagram showing the second half of a manufacturing process of a display device using an active matrix top emission type organic EL element which is the display device in the first embodiment. 実施の形態1の表示装置における有機EL素子部への水分の拡散を防止する機構を説明する図である。3 is a diagram illustrating a mechanism for preventing moisture from diffusing into an organic EL element portion in the display device of Embodiment 1. FIG. 実施の形態2の表示装置の有機EL素子ユニットを示す断面図である。6 is a cross-sectional view showing an organic EL element unit of a display device according to Embodiment 2. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

2 TFT
7 有機平坦化層
10 陽極
11、20 水分遮蔽層
12 画素分離層
14 有機EL層
15 陰極
19 無機導電層
2 TFT
7 Organic flattening layer 10 Anode 11, 20 Moisture shielding layer 12 Pixel separation layer 14 Organic EL layer 15 Cathode 19 Inorganic conductive layer

Claims (2)

駆動回路の上面の凹凸を平坦化する有機平坦化層を設ける工程と、
上記有機平坦化層の表面に金属陽極を設ける工程と、
上記金属陽極の表面に無機絶縁層を形成する工程と、
上記無機絶縁層に発光表示層に対応する部分を開口し、さらに上記無機絶縁層と上記金属陽極陽極をエッチングして画素電極に加工形成して、上記金属陽極上に発光表示層となる領域を囲う水分遮蔽層を形成する工程と、
上記発光表示層に対応する部分を除き、発光表示層と水分遮蔽層の間隙、及び水分遮蔽層と隣接する水分遮蔽層の間隙に画素分離層を形成する工程と、
上記画素分離層の開口部の露出した上記金属陽極面に有機EL層である発光表示層を設ける工程と、
上記発光表示層上面、上記画素分離層上面および上記水分遮蔽層上面を覆い、上記発光表示層と上記水分遮蔽層とに接合する陰極を設ける工程と、
を順番に行い、
上記発光表示層は上記金属陽極、上記水分遮蔽層および上記陰極により囲まれた構造となることを特徴とする表示装置の製造方法。
Providing an organic flattening layer for flattening irregularities on the upper surface of the drive circuit;
Providing a metal anode on the surface of the organic planarization layer;
Forming an inorganic insulating layer on the surface of the metal anode;
A portion corresponding to the light emitting display layer is opened in the inorganic insulating layer, and the inorganic insulating layer and the metal anode anode are etched to form a pixel electrode, and a region to be the light emitting display layer is formed on the metal anode. Forming a surrounding moisture shielding layer;
Forming a pixel separation layer in a gap between the light-emitting display layer and the moisture shielding layer, and a gap between the moisture shielding layer and the moisture shielding layer, excluding a portion corresponding to the light-emitting display layer;
Providing a light emitting display layer that is an organic EL layer on the exposed metal anode surface of the opening of the pixel separation layer;
Providing a cathode that covers the upper surface of the light emitting display layer, the upper surface of the pixel separation layer, and the upper surface of the moisture shielding layer, and is bonded to the light emitting display layer and the moisture shielding layer;
In order,
The method for manufacturing a display device, wherein the light-emitting display layer has a structure surrounded by the metal anode, the moisture shielding layer, and the cathode.
水分遮蔽層は、CVDにより形成された無機絶縁層と、上記無機絶縁層上に連続して形成した無機導電層とが積層された複合層であることを特徴とする請求項1に記載の表示装置の製造方法。 2. The display according to claim 1, wherein the moisture shielding layer is a composite layer in which an inorganic insulating layer formed by CVD and an inorganic conductive layer continuously formed on the inorganic insulating layer are laminated. Device manufacturing method.
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