JP2009128671A - Organic el display element and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL(electroluminescence)表示素子に関し、特にトップエミッション方式のアクティブマトリクス有機EL表示素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) display element, and more particularly, to a top emission type active matrix organic EL display element and a manufacturing method thereof.
有機EL表示素子は、発光層にEL発光能をもつ有機低分子又は有機高分子で形成した素子であり、自発光のため視野角がよく、耐衝撃性に優れるなど、表示素子として理想的な特徴を有している。このため、各種の分野において研究、開発が進められている。 An organic EL display element is an element formed of an organic low-molecular or organic polymer having EL light-emitting ability in a light-emitting layer, and is ideal as a display element because it has a good viewing angle and excellent impact resistance due to self-emission. Has characteristics. For this reason, research and development are underway in various fields.
有機EL表示素子の構造は、有機物からなる発光層とそれを挟み込む第1電極及び第2電極という3層構成が基本である。一方から正孔、他方から電子を注入し再結合させることにより発生する光を利用する。 The structure of the organic EL display element is basically a three-layer structure including a light emitting layer made of an organic substance and a first electrode and a second electrode sandwiching the light emitting layer. Light generated by injecting holes from one side and electrons from the other and recombining them is used.
ちなみに、本明細書では第1電極及び第2電極をそれぞれ駆動回路が形成されている基板側からの積層順で数えるように定義している。第1電極及び第2電極に用いる材料の詳細や性能向上のために細分化される層構成については後述する。 Incidentally, in this specification, the first electrode and the second electrode are defined so as to be counted in the stacking order from the substrate side on which the drive circuit is formed. Details of the materials used for the first electrode and the second electrode and the layer structure subdivided for improving performance will be described later.
有機EL表示素子は、その駆動方式に従ってパッシブマトリクスEL素子と、アクティブマトリクスEL素子とに分けられる。パッシブマトリクスEL素子は列ごとの制御であるのに対し、アクティブマトリクスEL素子は、各画素に対して独立したスイッチング素子を含むことが特徴である。 The organic EL display element is classified into a passive matrix EL element and an active matrix EL element according to the driving method. A passive matrix EL element is controlled for each column, whereas an active matrix EL element is characterized by including an independent switching element for each pixel.
アクティブマトリクスEL素子は、光の取り出し方向によりトップエミッション方式とボトムエミッション方式とに分けられる。トップエミッション方式のアクティブマトリクスEL素子は、ボトムエミッション方式とは異なり、有機発光層から第2電極側に光を取り出すので基板側に位置するスイッチング素子が邪魔にならない。 Active matrix EL elements are classified into a top emission system and a bottom emission system depending on the light extraction direction. Unlike the bottom emission type, the top emission type active matrix EL element takes out light from the organic light emitting layer to the second electrode side, so that the switching element located on the substrate side does not get in the way.
従って、トップエミッション方式の方がボトムエミッション方式と比べ開口率が高いEL素子を作成することができる。しかしながら、トップエミッション方式の第2電極は、効率的な光透過のために透明な材料で形成するか、若しくは光が十分に透過するように極薄く形成しなければならない。 Therefore, it is possible to produce an EL element having a higher aperture ratio in the top emission method than in the bottom emission method. However, the second electrode of the top emission type must be formed of a transparent material for efficient light transmission, or extremely thin so that light can be sufficiently transmitted.
ここで、第1電極をアノード、第2電極をカソードとする場合を考える。この第2電極を透明導電膜で形成した場合、有機物からなる発光層のLUMO(最低空軌道:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)と、
第2電極の仕事関数とを合致させることができないため、電子を効率良く注入することができない。
Here, consider a case where the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode. When the second electrode is formed of a transparent conductive film, the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) of a light emitting layer made of an organic material,
Since the work function of the second electrode cannot be matched, electrons cannot be injected efficiently.
一方、第2電極を極薄の金属膜で形成した場合、熱によって第2電極が短絡したり、酸化したりする可能性がある。これは、有機EL表示素子の特性上、持続的に多量の電流が第2電極を通じて流れるからである。 On the other hand, when the second electrode is formed of an extremely thin metal film, the second electrode may be short-circuited or oxidized by heat. This is because a large amount of current continuously flows through the second electrode due to the characteristics of the organic EL display element.
そこで、第2電極は極薄の金属膜と透明導電膜の積層構造とするケースが多い。しかしながら、有機物からなる発光層に密着する形で極薄の金属膜と透明導電膜を形成するためには有機物にダメージを与えない、低温かつ低加速エネルギー粒子による成膜が必須である。そのため、第2電極はAlなどの金属膜と比べて比抵抗で100倍以上高抵抗となってしまう。 Therefore, in many cases, the second electrode has a laminated structure of an extremely thin metal film and a transparent conductive film. However, in order to form an ultrathin metal film and a transparent conductive film in close contact with a light emitting layer made of an organic material, film formation with low temperature and low acceleration energy particles that do not damage the organic material is essential. Therefore, the second electrode has a specific resistance that is 100 times higher than that of a metal film such as Al.
有機EL表示素子は通常基板端に第2電極の給電点がある。抵抗の大きい透明導電材料を第2電極に用いると、給電点から画素までの距離に応じて配線抵抗値が増加する。それにより、画素を構成する有機EL表示素子に印加される実効電圧が降下し、輝度低下が顕著となる。 The organic EL display element usually has a feeding point of the second electrode at the end of the substrate. When a transparent conductive material having a large resistance is used for the second electrode, the wiring resistance value increases according to the distance from the feeding point to the pixel. As a result, the effective voltage applied to the organic EL display element constituting the pixel is lowered, and the luminance is significantly reduced.
こうした第2電極の高抵抗化を回避する手段として、補助電極を設ける試みが各種提案されている。特許文献1においては、補助共通電極を設けることで共通電極の厚さが薄くても共通電極の過負荷及び短絡が防止できるとしている。 Various attempts to provide an auxiliary electrode have been proposed as means for avoiding the increase in resistance of the second electrode. In Patent Document 1, by providing an auxiliary common electrode, overload and short circuit of the common electrode can be prevented even if the common electrode is thin.
また、導電性遮光パターンを上部電極(第2電極)と接続することで補助電極として用いる提案がある(特許文献2、特許文献3)。 In addition, there is a proposal to use a conductive light-shielding pattern as an auxiliary electrode by connecting to an upper electrode (second electrode) (Patent Documents 2 and 3).
本発明の解決しようとする問題点は、従来のトップエミッション方式に適用する補助電極構造では低抵抗化が不十分な点である。 The problem to be solved by the present invention is that the resistance reduction is insufficient in the auxiliary electrode structure applied to the conventional top emission method.
より具体的には40インチを超える大面積の有機EL表示装置を実現しようとすると、依然として第2電極の高抵抗化が問題となる。遮光エリアとなるブラックマトリクスの部分のみで低抵抗化を図ろうとすると、導電材料の材質をより比抵抗が小さいアルミニウムや銅に切り替えたり、膜厚を厚くする必要がある。 More specifically, when an organic EL display device having a large area exceeding 40 inches is to be realized, the high resistance of the second electrode still becomes a problem. In order to reduce the resistance only in the black matrix portion serving as the light shielding area, it is necessary to change the material of the conductive material to aluminum or copper having a smaller specific resistance, or to increase the film thickness.
特許文献1と特許文献3では遮光エリアに形成する補助電極の膜厚は実施例の中で例示されていないが、特許文献2を参考にすると比抵抗5.6μΩ・cmのMoを使用し、300nmの膜厚で形成するとしている。さらには、アルミニウム等のさらに低抵抗な材料で補助電極を形成すれば大型の有機EL表示装置の実現が見込めるとしている。 In Patent Document 1 and Patent Document 3, the thickness of the auxiliary electrode formed in the light-shielding area is not exemplified in the examples. However, referring to Patent Document 2, Mo having a specific resistance of 5.6 μΩ · cm is used. The film is formed to a thickness of 300 nm. Further, if the auxiliary electrode is formed of a material having a lower resistance such as aluminum, a large organic EL display device can be expected.
しかしながら、アルミニウムの場合には酸化被覆形成によるエッチングプロセスの安定性に不安があり、銅に切り替える場合には材料及びプロセスのコスト増大を招く。膜厚を厚くするにも膜応力やタクトの観点から限界がある。 However, in the case of aluminum, there is concern about the stability of the etching process by forming an oxide coating, and switching to copper causes an increase in material and process costs. There is a limit to increasing the film thickness from the viewpoint of film stress and tact.
従って、遮光エリアに形成する補助電極の作成方法の変更のみでは対応できないため、新たな低抵抗化を実現する補助電極構造が必要であった。 Therefore, since it is not possible to cope with only a change in the method of creating the auxiliary electrode formed in the light shielding area, a new auxiliary electrode structure that realizes a lower resistance is required.
本発明は、低抵抗化を実現する補助電極構造を有する有機EL表示素子及び有機EL表示素子の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an organic EL display element having an auxiliary electrode structure that realizes a reduction in resistance and a method for manufacturing the organic EL display element.
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
第1基板の上に薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタと電気的に接続されている第1電極と、前記第1電極と対峙する第2電極と、前記第1電極と前記第2電極との間に挟まれた有機発光層とを有しており、
前記第2電極の上に第2基板が配置されており、
前記第2基板の前記第2電極側には、前記有機発光層からの光が前記第2電極を透過して前記第2基板側に放射される発光面を覆うように、透明導電膜からなる補助電極が形成されており、
前記第2電極と前記補助電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。
As means for solving the above problems, the present invention provides:
A thin film transistor on a first substrate, a first electrode electrically connected to the thin film transistor, a second electrode facing the first electrode, and sandwiched between the first electrode and the second electrode An organic light emitting layer,
A second substrate is disposed on the second electrode;
A transparent conductive film is formed on the second electrode side of the second substrate so as to cover a light emitting surface through which light from the organic light emitting layer is transmitted through the second electrode and emitted to the second substrate side. An auxiliary electrode is formed,
The second electrode and the auxiliary electrode are electrically connected.
本発明は、低抵抗化を実現する補助電極構造を有する有機EL表示素子及び有機EL表示素子の製造方法を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an organic EL display element having an auxiliary electrode structure that realizes a reduction in resistance and a method for manufacturing the organic EL display element.
<実施形態1>
以下に、本発明に係る有機EL表示素子の実施形態1を図面に基づいて説明する。図1は有機EL表示素子の断面図である。この有機EL表示素子は、第1基板101上に設けた第1電極110と、前記第1電極110と対峙する第2電極(透明電極)203とを有する。さらに前記第1電極110と前記第2電極203との間に挟まれた注入層111と、有機発光層112とを有する。
<Embodiment 1>
Below, Embodiment 1 of the organic EL display element which concerns on this invention is demonstrated based on drawing. FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL display element. This organic EL display element has a
前記第2電極203上に第2基板201が配置されている。前記第2基板201の前記第2電極側には、前記有機発光層112からの光が前記第2電極203を透過して前記第2基板側に放射される発光面を覆うように、透明導電膜からなる補助電極202が形成されている。ちなみに、本実施形態では3つ並んだ有機EL表示素子を覆うように補助電極202が形成されている。
A
この第2電極203と補助電極202とが電気的に接続されている。補助電極202と第2電極203との接続には、導電部材からなるブラックマトリクス205が使用されている。ブラックマトリクス205は各画素を分離遮光する役割も有し、図1は単色光からなる表示素子を表している。
The
上記構成の有機EL表示素子は、補助電極を画素全面に形成しているので、補助電極を低抵抗化することができる。さらには、第2電極と比べ、第2基板上に透明導電膜を形成する場合、第2基板201上に高温下で透明導電膜の成膜が可能である。そのため、第2電極203として形成する透明導電膜と比べ1桁以上低抵抗であり、かつ透過率が高い透明導電膜を形成することができる。
Since the organic EL display element having the above configuration has the auxiliary electrode formed on the entire surface of the pixel, the resistance of the auxiliary electrode can be reduced. Furthermore, in the case where a transparent conductive film is formed on the second substrate as compared with the second electrode, the transparent conductive film can be formed on the
上記有機EL表示素子は、下記の2通りの積層構造が考えられる。 The organic EL display element may have the following two laminated structures.
第1の構造は、第1電極が陽極、第2電極が陰極の場合である。第2の構造は、第1電極が陰極、第2電極が陽極の場合である。いずれの場合においても正孔注入層は有機発光層と陽極との間に、電子注入層は有機発光層と陰極との間に必要に応じて形成される。上記構成において注入層を有さない構造も考えられるし、発光層が輸送層を兼ねる場合も考えられる。 The first structure is a case where the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode. The second structure is a case where the first electrode is a cathode and the second electrode is an anode. In either case, the hole injection layer is formed between the organic light emitting layer and the anode, and the electron injection layer is formed between the organic light emitting layer and the cathode as necessary. In the above configuration, a structure having no injection layer is conceivable, and a case where the light emitting layer also serves as a transport layer is conceivable.
図1は第1電極が陽極で、第2電極が陰極の場合の実施形態を示す。図1において、ガラス製の第1基板101上には、マトリクス状に複数の薄膜トランジスタ(TFT)を配置している。TFTを駆動するために、スキャンラインとデータラインとが一定間隔で配置されているが図面上は省略している。これらスキャンラインとデータラインとは格子状に配置され、直交する両者で囲まれた領域が1個ずつの画素となる。
FIG. 1 shows an embodiment in which the first electrode is an anode and the second electrode is a cathode. In FIG. 1, a plurality of thin film transistors (TFTs) are arranged in a matrix on a glass
TFTの構成要素は、半導体層102、ゲート絶縁層103、ゲート電極104、ソース電極105及びドレイン電極106である。層間絶縁膜108にソース電極105及びドレイン電極106のための開口が設けられた後、電極材料を成膜して埋め込むことによってコンタクトをとる構造である。さらに、平坦化膜109にビアの開口107が設けられた後、第1電極110となる電極材料を成膜して埋め込んでいる。
The components of the TFT are a
ここで半導体層102とゲート絶縁層103とはそれぞれ、ポリシリコンと窒化珪素(SiN)を用いている。ソース電極105及びドレイン電極106はどちらもアルミ銅合金を用いている。
Here, the
半導体材料としてはアモルファスシリコンを用いても良い。また上記実施形態は、トップゲート構造のTFTを用いているが、ボトムゲート構造でも良い。さらに、スイッチング特性の向上を目的として基板側に平坦化層などを設けることは当該業者には容易に類推できることである。 Amorphous silicon may be used as the semiconductor material. Further, although the above embodiment uses a TFT having a top gate structure, a bottom gate structure may be used. Furthermore, providing a planarization layer or the like on the substrate side for the purpose of improving switching characteristics can be easily analogized by those skilled in the art.
各スキャンライン、データライン、電源線は第1基板101上に形成されている(不図示)。画素ごとに各薄膜トランジスタに対応して第1電極(陽極)110を設ける。第1電極はトップエミッション構造の場合、第2電極側に光を取り出すための反射膜としての機能が必要である。また、第1電極となる陽極材料としては、正孔の注入効率を高めるため仕事関数がなるべく大きなものがよく、例えば、金、白金、ニッケル、パラジウム、コバルト、セレン、バナジウム等の金属単体が使用できる。或いはこれらの合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化錫インジウム(ITO)、酸化亜鉛インジウム等の金属酸化物が使用できる。また、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフェニレンスルフィド等の導電性ポリマーも使用できる。これらの電極物質は単独で用いてもよく、複数併用することもできる。 Each scan line, data line, and power line are formed on the first substrate 101 (not shown). A first electrode (anode) 110 is provided for each pixel corresponding to each thin film transistor. In the case of the top emission structure, the first electrode needs a function as a reflective film for extracting light to the second electrode side. In addition, the anode material to be the first electrode preferably has a work function as large as possible in order to increase the hole injection efficiency. For example, a single metal such as gold, platinum, nickel, palladium, cobalt, selenium, vanadium is used. it can. Alternatively, metal oxides such as these alloys, tin oxide, zinc oxide, indium tin oxide (ITO), and indium zinc oxide can be used. In addition, conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyphenylene sulfide can also be used. These electrode materials may be used alone or in combination.
本実施形態では、膜厚350nmのアルミ銅合金上に膜厚200nmのITOを形成して第1電極110とした。充分に正孔が供給できるのであれば、この膜厚に限定されるものではない。薄膜トランジスタと第1電極110とはビア107を介して接続する。
In this embodiment, ITO having a thickness of 200 nm is formed on an aluminum copper alloy having a thickness of 350 nm to form the
第1電極110の周囲及び薄膜トランジスタの上部には、絶縁体よりなる隔壁114を形成する。隔壁114は、発光層材料を分離することが目的である。有機発光層の形成にディスペンス方式を利用する場合、有機発光層材料の溶剤による希釈率が高いことから隔壁の膜厚が十分に厚いことが望ましい。
A
本実施形態では隔壁114を3000nmの膜厚で形成した。また、隔壁114の端面形状は台形状としてカバレッジが良い形状が望ましい。
In this embodiment, the
なお、隔壁114の下に無機絶縁膜からなる補助隔壁113を設け、絶縁性を高めている。補助隔壁113は窒化珪素(SiN)で、厚さは100nmである。
Note that an
第1電極110と補助隔壁113と隔壁114を形成後、有機発光層112を形成する。
After forming the
有機発光層112は、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層からなる構造とすることができる。
The organic
正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層に用いられる有機化合物としては、低分子材料で構成しても、高分子材料で構成しても、両者を用いて構成してもよく、特に限定されるものではない。 The organic compound used for the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may be composed of a low molecular material, a polymer material, or both. There is no particular limitation.
正孔輸送性材料としては、陽極からの正孔の注入を容易にし、また注入された正孔を発光層に輸送するに優れたモビリティを有することが好ましい。また、必要に応じて陽極と正孔輸送層との間に正孔注入層を挟持しても良い。正孔輸送性能を有する低分子及び高分子系材料としては、トリアリールアミン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ピラゾリン誘導体;
ピラゾロン誘導体、オキサゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、ポリ(ビニルカルバゾール);
ポリ(シリレン)、ポリ(チオフェン)等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
The hole transporting material preferably has excellent mobility for facilitating the injection of holes from the anode and transporting the injected holes to the light emitting layer. Further, a hole injection layer may be sandwiched between the anode and the hole transport layer as necessary. Examples of low-molecular and high-molecular materials having hole transport performance include triarylamine derivatives, phenylenediamine derivatives, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, and pyrazoline derivatives;
Pyrazolone derivatives, oxazole derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, phthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, poly (vinylcarbazole);
Poly (silylene), poly (thiophene) and the like can be mentioned, but of course not limited thereto.
発光材料としては、発光効率の高い蛍光色素や燐光材料が用いられる。発光層とは注入された正孔と電子が再結合し、材料固有の波長で発光する層を意味する。発光層を形成するホスト材料自体が発光する場合とホストに微量添加したドーパント材料が発光する場合がある。具体的なホスト材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体(DPVBi)、骨格にベンゼン環を有するシロール誘導体(2PSP)、トリフェニルアミン構造を両端に有するオキソジアゾール誘導体(EM2)、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体(P1);
トリフェニルアミン構造を両端に有するオリゴチオフェン誘導体(BMA−3T)、ペリレン誘導体(tBu−PTC)、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体;
ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
As the light emitting material, a fluorescent dye or a phosphorescent material having high light emission efficiency is used. The light emitting layer means a layer that recombines injected holes and electrons and emits light at a wavelength specific to the material. There is a case where the host material itself forming the light emitting layer emits light, and a case where a dopant material added in a small amount to the host emits light. Specific host materials include distyrylarylene derivatives (DPVBi), silole derivatives (2PSP) having a benzene ring in the skeleton, oxodiazole derivatives (EM2) having a triphenylamine structure at both ends, and perinone derivatives having a phenanthrene group (P1);
Oligothiophene derivative (BMA-3T) having a triphenylamine structure at both ends, perylene derivative (tBu-PTC), tris (8-quinolinol) aluminum, polyparaphenylene vinylene derivative, polythiophene derivative;
A polyparaphenylene derivative, a polysilane derivative, a polyacetylene derivative, etc. are mentioned, but of course, it is not limited to these.
ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン6、ナイルレッド、ルブレン、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(パラ−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM);
ジカルバゾール誘導体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
As dopant materials, quinacridone, coumarin 6, nile red, rubrene, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (para-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM);
A dicarbazole derivative and the like can be mentioned, but of course not limited thereto.
電子輸送性材料としては、注入された電子を発光層に輸送する機能を有するものから任意に選ぶことができ、正孔輸送性材料のキャリア移動度とのバランス等を考慮し選択される。電子輸送性能を有する材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ピラジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ペリレン誘導体、キノリン誘導体;
キノキサリン誘導体、フルオレノン誘導体、アントロン誘導体、フェナントロリン誘導体、有機金属錯体等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
The electron transporting material can be arbitrarily selected from those having a function of transporting injected electrons to the light emitting layer, and is selected in consideration of the balance with the carrier mobility of the hole transporting material. Materials having electron transport performance include oxadiazole derivatives, oxazole derivatives, thiazole derivatives, thiadiazole derivatives, pyrazine derivatives, triazole derivatives, triazine derivatives, perylene derivatives, quinoline derivatives;
Examples include, but are not limited to, quinoxaline derivatives, fluorenone derivatives, anthrone derivatives, phenanthroline derivatives, organometallic complexes, and the like.
また、電子注入材料としては、前述した電子輸送性材料に、アルカリ金属やアルカリ土類金属、若しくはその化合物を0.1〜数十%含有させることにより、電子注入性を付与することができる。電子注入層は、必要不可欠な層ではないが、この後に透明な陰極を形成する際の成膜時に受けるダメージを考慮すると、良好な電子注入性を確保するために有機発光層と陰極との間に1nm〜10nm程度挿入した方が好ましい。 Moreover, as an electron injection material, electron injection property can be provided by making the electron transport material mentioned above contain 0.1 to several tens% of an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof. The electron injecting layer is not an indispensable layer, but taking into account the damage that occurs during film formation when a transparent cathode is subsequently formed, in order to ensure good electron injecting properties, it is not necessary to It is preferable to insert about 1 nm to 10 nm.
電子注入層材料としては、炭酸セシウム、弗化リチウム、弗化マグネシウム、弗化カルシウム、弗化ストロンチウム、弗化バリウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等が挙げられるが、もちろんこれらに限定されるものではない。 Examples of the electron injection layer material include cesium carbonate, lithium fluoride, magnesium fluoride, calcium fluoride, strontium fluoride, barium fluoride, magnesium oxide, and aluminum oxide, but of course not limited thereto. .
上記各層に用いられる有機化合物の薄膜は、一般には真空蒸着法、イオン化蒸着法、スパッタリング、プラズマCVD等により形成できる。また、適当な溶媒に溶解させて公知の塗布法(例えば、スピンコーティング、ディスペンス、ディッピング、キャスト法、LB法、インクジェット法等)により形成することもできる。特に塗布法で成膜する場合は、適当な結着樹脂と組み合わせて膜を形成することもできる。 The organic compound thin film used for each of the above layers can generally be formed by vacuum deposition, ionization deposition, sputtering, plasma CVD, or the like. Alternatively, it may be formed by a known coating method (for example, spin coating, dispensing, dipping, casting method, LB method, ink jet method, etc.) after dissolving in an appropriate solvent. In particular, when a film is formed by a coating method, the film can be formed in combination with an appropriate binder resin.
結着樹脂としては、広範囲な結着性樹脂より選択でき、例えば、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂;
アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂;
尿素樹脂等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
The binder resin can be selected from a wide range of binder resins, such as polyvinyl carbazole resin, polycarbonate resin, polyester resin, polyarylate resin, polystyrene resin, ABS resin, polybutadiene resin, polyurethane resin;
Acrylic resin, methacrylic resin, butyral resin, polyvinyl acetal resin, polyamide resin, polyimide resin, polyethylene resin, polyethersulfone resin, diallyl phthalate resin, phenol resin, epoxy resin, silicone resin, polysulfone resin;
Although urea resin etc. are mentioned, it is not limited to these.
本実施形態では、注入層111と有機発光層112とを形成した。注入層111は本実施形態においては正孔注入層であり、ディスペンサー装置を用いてPEDOT/PSSを連続的に塗布した。塗布条件は以下の通りである。隔壁114の幅100μmに対してテフロン(登録商標)加工した口径80μmの金属ニードルを使用し、大気中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板101との相対速度を450mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて200℃、10分間ベークして厚さ30nmの正孔注入層を形成した。
In the present embodiment, the injection layer 111 and the organic
有機発光層112として、テトラリンにポリパラフェニレンビニレン誘導体poly[2−methoxy,5−(2’−ethylhexoxy)−1,4−phenylen vinylene]を1wt%溶かした溶液を隔壁114間にディスペンサー装置を用いて塗布した。塗布条件は以下の通りである。テフロン(登録商標)加工した口径80μmの金属ニードルを使用し、窒素中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板101との相対速度を300mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気中で150℃、30分間ベークして厚さ100nmの有機発光層112を形成した。
As the organic light-emitting
有機発光層112を形成した後、第2電極203を蒸着法とスパッタ法で形成する。第2電極203の電極材として、仕事関数の小さなものがよく、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、インジウム、銀、鉛、錫、クロム等の金属単体或いは複数の合金として用いることができる。酸化錫インジウム(ITO)等の金属酸化物の利用も可能である。また、陰極である第2電極203は一層構成でもよく、多層構成をとることもできる。
After forming the organic
ちなみに、前述の電子注入層を設ければ、陰極の条件として、低仕事関数の材料を用いる必要がなくなり、一般的な金属材料を用いることが可能となる。具体的には、アルミニウム、インジウム、モリブテン、ニッケル等の金属や、これら金属を用いた合金や、ポリシリコン、アモルファスシリコンが望ましい。 Incidentally, if the above-described electron injection layer is provided, it is not necessary to use a material having a low work function as a condition for the cathode, and a general metal material can be used. Specifically, metals such as aluminum, indium, molybdenum and nickel, alloys using these metals, polysilicon, and amorphous silicon are desirable.
本実施形態では、炭酸セシウム(Cs2CO3)とAlとITOを用いる。膜厚は、Cs2CO3を3nm、Alを4nm、ITOを100nmとした。表示素子の給電点(不図示)は直流電源(不図示)のマイナス電極に接続されている。この給電点上に第2電極203が成膜されることで第2電極203が電極の機能を持つ。
In this embodiment, cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ), Al, and ITO are used. The film thickness was 3 nm for Cs 2 CO 3 , 4 nm for Al, and 100 nm for ITO. A feeding point (not shown) of the display element is connected to a negative electrode of a DC power source (not shown). By forming the
第2基板201上に補助電極202となる透明導電膜を形成する。透明導電膜としては、酸化物導電膜、具体的には、酸化インジウムと酸化錫の化合物膜(ITO)や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物膜(IZO)等を用いることができる。
A transparent conductive film to be the
本発明で用いる「透明」とは、可視光に対して70%以上100%以下の透過率を有していることであり、より具体的には、多重反射による減衰を抑える観点より、消衰係数κが0.05以下、好ましくは0.01以下であることが望ましい。 The term “transparent” used in the present invention refers to having a transmittance of 70% to 100% with respect to visible light. More specifically, from the viewpoint of suppressing attenuation due to multiple reflection, The coefficient κ is 0.05 or less, preferably 0.01 or less.
本実施形態では、補助電極202としてITOをスパッタ法で形成した。基板温度250℃で成膜することにより比抵抗60μΩ・cmの膜が得られた。膜厚は300nmとした。透明導電膜の膜質は成膜条件で大きく変わることは知られており、特に透過率と比抵抗は、低温成膜の場合は吸収が多く比抵抗が高い膜になる。本発明においては第2基板201上に高温下で成膜が可能であることから第2電極203として形成する透明導電膜と比べ1桁以上比抵抗が小さい膜を得ることができる。
In this embodiment, ITO is formed as the
第1基板101の画素に対応した位置を開口した、つまり隔壁114上に配置されるようにブラックマトリクス205を補助電極202に形成する。このブラックマトリクス205はAl、Cr、Ag、Cu、Mo、Niなどの金属や合金を用いる。一般的な金属膜での遮光層は、100nmから150nmの膜厚が一般的である。しかし、ブラックマトリクス205は遮光だけでなく、補助電極の一部としても機能させるため、第2電極203と同等の100nmから300nmの膜厚が望ましい。
The
本実施形態では、ブラックマトリクス205の材料としてAl合金を用いた。Al合金の比抵抗は4μΩ・cmである。ここではブラックマトリクス205の膜厚を300nmとした。
In the present embodiment, an Al alloy is used as the material for the
以上のように形成した第1基板101のブラックマトリクス側と第2基板201の補助電極側とを向き合わせて貼り合わせることで、第2電極203と補助電極202とを電気的に接続させる。
The
有機EL表示素子では、有機発光層112に使用する材料が酸素や水に弱く、劣化しやすいことから酸素濃度や水分濃度が高い環境下で使用すると寿命が短いという問題がある。素子の劣化が発生しない酸素及び水分濃度の上限は一般的に10ppm以下とされている。このため、素子周辺を不活性ガスで取り囲み上記の上限以下にする必要がある。そこで、以下のように表示素子を組み立てることでこの問題を回避する。
In the organic EL display element, since the material used for the organic
第1基板101或いは第2基板201のどちらか一方に対して、環状にUV接着材を塗布し、接着層(不図示)を形成する。そして、酸素及び水分の含有率が10ppm以下の窒素ガス内の環境で第1基板101と第2基板201との膜面を対向させながら、減圧雰囲気下で重ね合わせる。その状態で第2電極203とブラックマトリクス205とが密着するように第1基板101と第2基板201とを加圧して接着層に紫外線光を照射し、硬化・封止する。
A UV adhesive material is applied in an annular shape to either the
上記では不活性ガスである窒素ガスを封入したが、これに限定されるものではない。封止した内部に吸湿剤を配置したり、空間部分を他の液状、固体状物質で埋めても良い。 In the above, nitrogen gas, which is an inert gas, is sealed, but the present invention is not limited to this. A hygroscopic agent may be disposed in the sealed interior, or the space may be filled with another liquid or solid substance.
有機EL表示素子の駆動は第1基板に複数有する素子の駆動回路(薄膜トランジスタ)で行う。図2は、1画素409の駆動回路の一例を示す模式図である。表示素子外部のスキャンライン駆動回路(不図示)及びデータライン駆動回路(不図示)につながれたスキャンライン401とデータライン402とは、それぞれ第1トランジスタ403のゲート電極とソース電極とにつながれている。スキャンライン401とデータライン402とにそれぞれ電圧信号が入力されると、第1トランジスタ403のドレイン電極に電圧が加わる。第1トランジスタ403のドレインにつながれた第2トランジスタ404のゲートとキャパシタ408とに信号が入力される。すると、電源407が接続された電流供給線405につながれた第2トランジスタ404のソースからドレインに電流が流れ、更にドレインにつながれた第1電極を経て有機発光層406に正孔を供給する。同時に基板端部で電源線につながれた第2電極より電子を有機発光層406に注入し、有機発光層406の中の発光層で正孔と電子とが再結合することにより、素子が発光する。
The organic EL display element is driven by a driving circuit (thin film transistor) for a plurality of elements on the first substrate. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a drive circuit for one
このような有機EL表示素子が画素として同一面内に複数配置されている領域が、表示装置の表示領域である。図3に2次元状に複数配置した状態、即ちマトリックス状に配置したものを模式的に示す。図3に示す画素は、配線を介してゲートドライバ503、ソースドライバ504と接続され、駆動パルスが供給されることで、発光状態或いは非発光状態となる。
A region where a plurality of such organic EL display elements are arranged in the same plane as pixels is a display region of the display device. FIG. 3 schematically shows a two-dimensional arrangement, that is, a matrix arrangement. The pixel shown in FIG. 3 is connected to the
図3で示した表示装置をパネルモジュール化した構成を図4に示す。パネルモジュール508とは、図3で示した構成に加え、インターフェースドライバ505、接続端子506などの外部機器との接続に必要な部品を筐体507で一体化した構成を意味する。
FIG. 4 shows a configuration in which the display device shown in FIG. 3 is made into a panel module. The
表示装置は例えばテレビ(図5(b)参照)やPC用の表示装置、或いは画像を表示する部分を有する機器であれば如何なる形態も問わない。例えば携帯型の表示装置であってもよい。或いはデジタルカメラ等の電子撮像装置や携帯電話(図5(a)参照)の表示部に本実施形態に係る表示装置を用いても良い。しかしながら、本発明の効果を最も享受できるのは対角40インチ以上の大画面とする場合であり、その理由を以下に説明する。 The display device may take any form as long as the display device is a television (see FIG. 5B), a display device for a PC, or a device having a portion for displaying an image. For example, a portable display device may be used. Alternatively, the display device according to the present embodiment may be used for a display unit of an electronic imaging device such as a digital camera or a mobile phone (see FIG. 5A). However, the effect of the present invention can be most enjoyed in the case of a large screen having a diagonal of 40 inches or more, and the reason will be described below.
ここで、特開2005−56846号公報を参考に、第2電極の電圧降下の計算例を示す。前提条件として単位電流当りの発光光量が10cd/Aという高い発光効率を有する有機発光材料を用いたとし、発光輝度を300cd/m2と設定した。また、定電流駆動を行う電圧許容範囲を10Vと設定する。表示装置としては、画面の縦横寸法比を9:16とし、画素の縦横の数をそれぞれ、1200ドット、2000ドットとした。また、図6に示すように表示領域502の長辺に沿った2端部を給電点501とした。
Here, a calculation example of the voltage drop of the second electrode will be described with reference to Japanese Patent Laid-Open No. 2005-56846. As a precondition, an organic light emitting material having a high light emission efficiency of 10 cd / A per unit current was used, and the light emission luminance was set to 300 cd / m 2 . Further, the allowable voltage range for performing constant current driving is set to 10V. For the display device, the aspect ratio of the screen was 9:16, and the number of pixels in the vertical and horizontal directions was 1200 dots and 2000 dots, respectively. In addition, as shown in FIG. 6, two end portions along the long side of the
まず、最も単純な系として第2電極のみの場合を計算する。この場合の表示領域の中央部での電圧降下ΔVを式(1)に示す。
ΔV=(中央までの総和×i×r)=1/2×M(N+1)×i×r (1)
N:縦方向の全画素数
M:横方向の全画素数
i:1画素に流れる定電流値
r:1画素当りの第2電極の抵抗値
First, the case of only the second electrode is calculated as the simplest system. The voltage drop ΔV at the center of the display area in this case is shown in Equation (1).
ΔV = (total to center × i × r) = 1/2 × M (N + 1) × i × r (1)
N: total number of pixels in the vertical direction M: total number of pixels in the horizontal direction i: constant current value flowing through one pixel r: resistance value of the second electrode per pixel
ここで、第2電極の比抵抗をρ1、膜厚をt1、画素の幅を横w、縦Lとする。 Here, the specific resistance of the second electrode is ρ 1 , the film thickness is t 1 , the pixel width is horizontal w, and vertical L.
1画素当りの電流値は、
i=300〔cd/m2〕/10〔cd/A〕×w×L=30wL〔A〕 (2)
となる。また、1画素当りの抵抗値は、
r=ρ1×L/(w×t1)〔Ω〕 (3)
と表せる。縦方向と横方向の表示領域の幅をそれぞれW0、L0とすると、
w=W0/2000〔m/ドット〕 (4)
L=L0/1200〔m/ドット〕 (5)
である。
The current value per pixel is
i = 300 [cd / m 2 ] / 10 [cd / A] × w × L = 30 wL [A] (2)
It becomes. The resistance value per pixel is
r = ρ 1 × L / (w × t 1 ) [Ω] (3)
It can be expressed. If the widths of the vertical and horizontal display areas are W 0 and L 0 , respectively,
w = W 0/2000 [m / dot] (4)
L = L 0/1200 [m / dot] (5)
It is.
次に、導電性ブラックマトリクスを設けた場合を示す。導電性ブラックマトリクスの膜厚t2は、第2電極と同じ膜厚300nmで計算した。ここでの計算は導電性ブラックマトリクスの比抵抗をρ2とした。 Next, a case where a conductive black matrix is provided will be described. The film thickness t 2 of the conductive black matrix was calculated at the same film thickness of 300 nm as that of the second electrode. In this calculation, the specific resistance of the conductive black matrix is ρ 2 .
開口率80%を前提とすると、導電性ブラックマトリクスの縦方向と横方向の幅は画素の寸法に対して同じ比率の10.56%となる。 Assuming an aperture ratio of 80%, the width in the vertical and horizontal directions of the conductive black matrix is 10.56%, which is the same ratio to the pixel dimensions.
1画素当りに流れる電流は前述の(2)式と同じである。抵抗値rは第2電極側の抵抗r1と導電性ブラックマトリクス側の抵抗r2との合成抵抗になる。 The current that flows per pixel is the same as the above-described equation (2). Resistance r becomes the combined resistance of the resistance r 2 of the resistors r 1 and the conductive black matrix side of the second electrode side.
導電性ブラックマトリクスの横方向の幅は、0.1056wと表せることから、導電性ブラックマトリクスの縦方向の抵抗値r2は以下のようになる。
r2=ρ2×L/(0.1056w×t2)〔Ω〕 (6)
また、第2電極側の画素単位の抵抗値は、
r1=ρ1×L/(w×t)〔Ω〕 (7)
であるから、合成抵抗値は、
r=r1×r2/(r1+r2)〔Ω〕 (8)
となる。
Since the width in the horizontal direction of the conductive black matrix can be expressed as 0.1056w, the resistance value r 2 in the vertical direction of the conductive black matrix is as follows.
r 2 = ρ 2 × L / (0.1056 w × t 2 ) [Ω] (6)
In addition, the resistance value in pixel units on the second electrode side is
r 1 = ρ 1 × L / (w × t) [Ω] (7)
Therefore, the combined resistance value is
r = r 1 × r 2 / (r 1 + r 2 ) [Ω] (8)
It becomes.
さらに同じ要領で、第2基板に設けた透明導電膜による補助電極の効果を計算する。 Further, in the same manner, the effect of the auxiliary electrode by the transparent conductive film provided on the second substrate is calculated.
この場合、補助電極として使用できる領域は画素全面であることから、導電性ブラックマトリクスの場合のように配線幅による抵抗増大はない。さらには、第2電極と比べ、第2基板上に透明導電膜を形成する場合、低抵抗化する成膜条件にすることが可能であるため1桁以上低抵抗であり、かつ透過率が高い透明導電膜を形成することができる。 In this case, since the area that can be used as the auxiliary electrode is the entire surface of the pixel, there is no increase in resistance due to the wiring width as in the case of the conductive black matrix. Furthermore, compared to the second electrode, when a transparent conductive film is formed on the second substrate, it is possible to set the film forming conditions to lower resistance, so the resistance is one digit or more lower and the transmittance is higher. A transparent conductive film can be formed.
従って、第2基板に設けた透明導電膜による補助電極の抵抗をr3とし、透明導電膜の比抵抗をρ3とすると以下のようになる。
r3=ρ3×L/(w×t3)〔Ω〕 (9)
であるから、合成抵抗値は、
r=r1×r2×r3/(r1×r2+r2×r3+r3×r1)〔Ω〕 (10)
となる。
Therefore, when the resistance of the auxiliary electrode by the transparent conductive film provided on the second substrate is r 3 and the specific resistance of the transparent conductive film is ρ 3 , the following is obtained.
r 3 = ρ 3 × L / (w × t 3 ) [Ω] (9)
Therefore, the combined resistance value is
r = r 1 × r 2 × r 3 / (r 1 × r 2 + r 2 × r 3 + r 3 × r 1 ) [Ω] (10)
It becomes.
(1)〜(2)式、(4)〜(10)式に基づき、電圧降下ΔVを計算した結果を図7に示す。ΔV1、ΔV2、ΔV3は、それぞれ第2電極のみの場合、第2電極と導電性ブラックマトリクスの場合、第2電極と導電性ブラックマトリクスと第2基板に設けた補助電極を使用する場合(本発明)である。 FIG. 7 shows the result of calculating the voltage drop ΔV based on the equations (1) to (2) and (4) to (10). ΔV 1 , ΔV 2 , ΔV 3 are respectively the case of only the second electrode, the case of the second electrode and the conductive black matrix, the case of using the second electrode, the conductive black matrix, and the auxiliary electrode provided on the second substrate. (Invention).
用いたパラメータの値は以下の通りである。
ρ1・・・600μΩ・cm
t1・・・300nm
ρ2・・・4μΩ・cm
t2・・・300nm
ρ3・・・60μΩ・cm
t3・・・300nm
The parameter values used are as follows.
ρ 1 ... 600μΩ · cm
t 1 ... 300nm
ρ 2・ ・ ・ 4μΩ ・ cm
t 2 ··· 300nm
ρ 3 ... 60μΩ · cm
t 3 ··· 300nm
図7ではΔV2(第2電極と導電性ブラックマトリクス)の場合、対角寸法が50インチよりも小さいもので、既に電圧降下が定電流駆動の電圧許容値10Vを超えてしまう。従って、定電流駆動が困難になり、表示装置の大型化に制限が生じる。膜厚を厚くして電圧降下を抑制することが考えられるが、材料コスト・プロセス時間の増大が発生するだけでなく、基板自体が金属膜の影響で反りを生じてしまい、組立時に支障が生じる。 In FIG. 7, in the case of ΔV 2 (second electrode and conductive black matrix), the diagonal dimension is smaller than 50 inches, and the voltage drop has already exceeded the voltage allowable value of 10 V for constant current driving. Therefore, it becomes difficult to drive at a constant current, and there is a limitation on the enlargement of the display device. Although it is conceivable to suppress the voltage drop by increasing the film thickness, not only will the material cost and process time increase, but the substrate itself will be warped due to the influence of the metal film, resulting in trouble during assembly. .
一方、本提案である、ΔV3(第2電極と導電性ブラックマトリクスと第2基板に設けた補助電極)の場合では、50インチにおいても電圧許容値10Vを超えることがない。従って、家庭用向け表示装置として十分な低抵抗化が得られている。 On the other hand, in the case of ΔV 3 (the second electrode, the conductive black matrix, and the auxiliary electrode provided on the second substrate) as proposed, the allowable voltage value of 10 V is not exceeded even at 50 inches. Therefore, a sufficiently low resistance is obtained for a display device for home use.
上記の計算例で本発明の効果を立証できたと考えられるが、計算結果は前提条件により変わる。従って、本発明が効果的な画面サイズを明確にすることは容易ではない。しかしながら、前出の計算をベースに設計マージンなどを考慮すると、本発明の効果的な画面サイズは40インチ以上である。 Although it is considered that the effect of the present invention has been proved by the above calculation example, the calculation result varies depending on the precondition. Therefore, it is not easy to clarify the effective screen size of the present invention. However, considering the design margin based on the above calculation, the effective screen size of the present invention is 40 inches or more.
図1において、図示した3画素いずれも同一の有機発光層112を使用していることから、得られる発光はモノカラーであり、画素ごとに薄膜トランジスタを制御することにより発光301、302、303が得られる。以上のような構成により低コストで生産でき、かつ第2電極203に起因する電圧降下による発光輝度低下のない大面積な有機EL表示装置が実現可能となる。
In FIG. 1, since all the three illustrated pixels use the same organic
<実施形態2>
図8に異なるブラックマトリクス形態を持つ有機EL表示素子の断面図を示す。
<Embodiment 2>
FIG. 8 shows a cross-sectional view of an organic EL display element having a different black matrix form.
図8に示すように、絶縁部材からなるブラックマトリクス211と低抵抗な導電層204とが積層されており、ブラックマトリクス211内に導電ビア208を形成して第2電極203と補助電極202とを接続した構造となっている。
As shown in FIG. 8, a
ブラックマトリクス211は黒色顔料を含んだ材料を用いることによって、金属のみの導電性ブラックマトリクスに比べて画像のコントラストを向上することが可能である。本実施形態においては、感光性ポリイミドにカーボンなどの黒色顔料を分散させた材料を用いて、フォトリソプロセスを用いてブラックマトリクス211を形成した。ブラックマトリクス211の厚さは3000nmである。
By using a material containing a black pigment for the
導電ビア208の形成手法としてはスクリーン印刷での導電性ペーストの埋め込みを使用した。導電性ペーストは銀ペーストの硬化物で、150℃の温度で1時間、オーブン乾燥して硬化させた。 As a method for forming the conductive via 208, embedding of a conductive paste by screen printing was used. The conductive paste was a cured product of silver paste, which was cured by oven drying at a temperature of 150 ° C. for 1 hour.
導電層204はアルミニウムをスパッタ成膜して形成した。膜厚は300nmである。
The
その他の構造は実施形態1と同様にして有機EL表示素子が得られる。 Other structures are the same as in the first embodiment, and an organic EL display element is obtained.
<実施形態3>
図9は第2電極203を形成後に絶縁体よりなる保護膜115を成膜し、導電ビーズ209を用いて保護膜115を貫通させることで第2電極203と補助電極202との接続を取る例の断面構造である。
<Embodiment 3>
FIG. 9 shows an example in which a
実施形態1と同様な方法で第1基板101、第2基板201を成膜した。第2基板201には導電性ポリマーに導電ビーズ209として金メッキしたシリカビーズや金属ボールを分散させて、スピンコートで塗布し、フォトリソプロセスを行った。これによりブラックマトリクス205上に導電ビーズ209を選択的に固着させた。ビーズの直径は5μm〜30μm程度が適当である。
The
第1基板101と第2基板201とを重ね合わせる時に、導電ビーズ209を強く押し付けて保護膜115に孔を開け貫通させた。
When the
保護膜115は樹脂系の場合、パリレンのような化学気相成長でダイマーからポリマーを低温形成するプロセスや、モノマーの材料を蒸着し、紫外線重合によりポリマー化する手法が実用的である。例えば、保護膜115としては、窒化シリコン、窒化酸化シリコン等の金属窒化物膜や、酸化タンタル等の金属酸化物膜、ダイヤモンド薄膜;
また、フッ素樹脂、ポリパラキシレン、ポリエチレン、シリコーン樹脂、ポリスチレン樹脂等の高分子膜、さらには、光硬化性樹脂等が挙げられ、複数の組合せでも良い。
When the
Moreover, polymer films, such as a fluororesin, polyparaxylene, polyethylene, a silicone resin, a polystyrene resin, photocurable resin, etc. are mentioned, A several combination may be sufficient.
また、酸素透過性や水分透過性に対する抑制効果を向上させるために、酸化珪素や窒化珪素等の膜を更に積層してもよい。膜厚としては合計で0.5μm〜2μmが適当である。本実施形態ではポリパラキシレンを1μmの厚さに形成して用いている。 Further, in order to improve the effect of suppressing oxygen permeability and moisture permeability, a film of silicon oxide, silicon nitride, or the like may be further laminated. The total thickness is suitably 0.5 μm to 2 μm. In this embodiment, polyparaxylene is used with a thickness of 1 μm.
その他の構造は実施形態1と同様にして有機EL表示素子が得られる。 Other structures are the same as in the first embodiment, and an organic EL display element is obtained.
<実施形態4>
図10は第2電極203を形成後に絶縁体よりなる保護膜115を成膜し、導電バンプ210を用いて保護膜115を貫通させることで、第2電極203と補助電極202との接続を取る例の断面構造である。
<Embodiment 4>
In FIG. 10, after forming the
実施形態1と同様な方法で第1基板101、第2基板201を成膜した。第2基板201にはブラックマトリクス205を形成後、円柱状又は壁状の導電バンプ210をディスペンス法を用いて形成した。材質は銀ペーストの硬化物である。この導電バンプ210の高さは5μm〜30μmとする。銀ペーストは、150℃の温度で1時間、オーブン乾燥して硬化した。第1基板101と第2基板201とを重ね合わせた時に、導電バンプ210を強く押し付けて保護膜115に孔を開け貫通させた。
The
保護膜115は実施形態3と同じポリパラキシレンを1μmの厚さに形成した。給電点と画素の間の距離と比べ、導電バンプ210の高さは無視できる。このため導電バンプ210には、第2電極203と同程度の比抵抗の材料を用いても構わない。
As the
その他の構造は実施形態1と同様にして有機EL表示素子が得られる。 Other structures are the same as in the first embodiment, and an organic EL display element is obtained.
<実施形態5>
図11にカラーフィルタを設けた有機EL表示素子の断面図を示す。ブラックマトリクス205で囲まれた画素領域にフォトリソプロセスを使用しカラーフィルタ214、215、216を形成した。図11は3つの画素(表示素子)を示しており、いずれも同じ材料であることから同じ色を発光する。そして、3つの画素に、それぞれ異なる分光特性を有するカラーフィルタ214、215、216を設けていることから、対応した発光304、305、306が得られる。
<Embodiment 5>
FIG. 11 shows a cross-sectional view of an organic EL display element provided with a color filter.
表示素子が白色に発光する場合、ブラックマトリクス205の開口部に設けるカラーフィルタは、赤、緑、青の3色を形成する。表示素子が青色に発光する場合、赤、緑、青に発光色を変換する色変換フィルタを形成する。カラーフィルタ及び色変換フィルタには赤、緑、青色の光が得られるだけでなく、白色が得られるようにした領域を設けても構わない。また、複数のフィルタを重ねて目的とする発光が得られる構造としても良い。
When the display element emits white light, the color filter provided in the opening of the
その他の構造は実施形態1と同様にして有機EL表示素子が得られる。 Other structures are the same as in the first embodiment, and an organic EL display element is obtained.
フルカラーであれば画素の表示素子を薄膜トランジスタでそれぞれ制御する。また、フルカラーの場合の選択枝として、上記の3色の画素の他に白色の画素を加えた4色を1画素として表示の制御をする手法もある。 In the case of full color, each pixel display element is controlled by a thin film transistor. In addition, as a selection in the case of full color, there is also a method of controlling display by using four colors, which are white pixels in addition to the above three color pixels, as one pixel.
上記では有機発光層が単色発光する場合を示した。しかし、インクジェット、ディスペンスなどの塗布プロセスを用いたり、高精度のメタルマスクを用いた蒸着を用いたりといったパターン分離の課題が解決されるのであれば、画素毎に赤色・緑色・青色に発光する有機発光層を持つようにしても良い。 In the above description, the organic light emitting layer emits monochromatic light. However, if the problem of pattern separation, such as using a coating process such as inkjet or dispense, or vapor deposition using a high-precision metal mask is solved, organic light emitting in red, green, and blue for each pixel You may make it have a light emitting layer.
<実施形態6>
図12に、第2電極と補助電極との間に充填材207を設けた有機EL表示素子の断面図を示す。
<Embodiment 6>
FIG. 12 is a cross-sectional view of an organic EL display element in which a
充填材207は、光学的に透明であることが望ましく、化学的には第2電極若しくはカラーフィルタ側への侵食が生じない安定な物質であることが望ましい。本発明においてはアクリル系樹脂を用いて凹凸段差を埋める構造としている。その他の構造は実施形態1と同様にして有機EL表示素子が得られる。
The
この場合、図12に示すように補助電極202と第2電極203との間に充填材207が閉じ込められた状態を作っても良い。補助電極202と充填材207との間にカラーフィルタがあっても良い(不図示)。
In this case, a state in which the
本発明の有機EL表示素子は、テレビ、携帯電話、コンピュータ、ゲーム機、その他各種機器などに使用される表示装置に利用可能である。 The organic EL display element of the present invention can be used for a display device used in a television, a mobile phone, a computer, a game machine, and other various devices.
101 第1基板
102 半導体層
103 ゲート絶縁層
104 ゲート電極
105 ソース電極
106 ドレイン電極
107 ビアの開口
108 層間絶縁膜
109 平坦化膜
110 第1電極
111 注入層
112 有機発光層
113 補助隔壁
114 隔壁
115 保護膜
201 第2基板
202 補助電極
203 第2電極
204 導電層
205 導電性のブラックマトリクス
207 充填材
208 導電ビア
209 導電ビーズ
210 導電バンプ
211 絶縁性のブラックマトリクス
214、215、216 カラーフィルタ若しくは色変換フィルタ
301 1画素からの光の取り出し
302 1画素からの光の取り出し
303 1画素からの光の取り出し
304 1画素からの光の取り出し
305 1画素からの光の取り出し
306 1画素からの光の取り出し
401 スキャンライン
402 データライン
403 第1トランジスタ
404 第2トランジスタ
405 電流供給線
406 有機発光層
407 電源
408 キャパシタ
409 1画素の駆動回路範囲
501 給電点
502 表示領域
503 ゲートドライバ
504 ソースドライバ
505 インターフェースドライバ
506 接続端子
507 筐体
508 パネルモジュール
101
Claims (21)
前記第2電極の上に第2基板が配置されており、
前記第2基板の前記第2電極側には、前記有機発光層からの光が前記第2電極を透過して前記第2基板側に放射される発光面を覆うように、透明導電膜からなる補助電極が形成されており、
前記第2電極と前記補助電極とが電気的に接続されていることを特徴とする有機EL表示素子。 A thin film transistor on a first substrate, a first electrode electrically connected to the thin film transistor, a second electrode facing the first electrode, and sandwiched between the first electrode and the second electrode An organic light emitting layer,
A second substrate is disposed on the second electrode;
A transparent conductive film is formed on the second electrode side of the second substrate so as to cover a light emitting surface through which light from the organic light emitting layer is transmitted through the second electrode and emitted to the second substrate side. An auxiliary electrode is formed,
The organic EL display element, wherein the second electrode and the auxiliary electrode are electrically connected.
前記第2電極の上に第2基板が配置されており、
前記第2基板の前記第2電極側には、前記有機発光層からの光が前記第2電極を透過して前記第2基板側に放射される発光面を覆うように、透明導電膜からなる補助電極が形成されており、
前記第1基板の上の第2電極と前記第2基板の上の補助電極とを重ねて貼り合せることで第2電極と補助電極とを電気的に接続することを特徴とする有機EL表示素子の製造方法。 A thin film transistor on a first substrate, a first electrode electrically connected to the thin film transistor, a second electrode facing the first electrode, and sandwiched between the first electrode and the second electrode An organic light emitting layer,
A second substrate is disposed on the second electrode;
A transparent conductive film is formed on the second electrode side of the second substrate so as to cover a light emitting surface through which light from the organic light emitting layer is transmitted through the second electrode and emitted to the second substrate side. An auxiliary electrode is formed,
An organic EL display element, wherein the second electrode and the auxiliary electrode are electrically connected by overlapping and bonding the second electrode on the first substrate and the auxiliary electrode on the second substrate. Manufacturing method.
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