JP6124584B2 - 発光装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
一方、有機EL素子の発光輝度は電流に比例して大きくなることが知られており、高い輝度で発光させることが可能である。
また、本発明の一態様において、前記第1の凹みによって形成された斜面上に位置する前記中間層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記中間層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いとよい。
また、本発明の一態様において、EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、前記斜面上に位置する前記EL層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いとよい。
また、本発明の一態様において、EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれの上に位置する前記EL層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いとよい。
本発明の一態様は、第1の配線及び第2の配線の上に絶縁層を形成し、前記絶縁層を加工することにより、前記第1の配線上に位置する第1の接続孔、前記第2の配線上に位置する第2の接続孔、及び第2の凹みを前記絶縁層に形成し、前記第2の凹みの一方側に位置する第1の下部電極を前記第1の接続孔内及び前記絶縁層上に形成するとともに、前記第2の凹みの他方側に位置する第2の下部電極を前記第2の接続孔内及び前記絶縁層上に形成し、前記第2の凹み内及び前記絶縁層上に隔壁を形成し、前記第1の下部電極、前記隔壁及び前記第2の下部電極の上に第1の発光ユニットを形成し、前記第1の発光ユニット上に中間層を形成し、前記中間層上に第2の発光ユニットを形成し、前記第2の発光ユニット上に上部電極を形成し、前記隔壁は、前記第2の凹み上に位置する第1の凹みを有することを特徴とする発光装置の製造方法である。
また、本発明の一態様において、前記第1の凹みによって形成された斜面上に位置する前記中間層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記中間層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いとよい。
また、本発明の一態様において、EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、前記斜面上に位置する前記EL層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いとよい。
また、本発明の一態様において、EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれの上に位置する前記EL層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いとよい。
<表示パネルの構成>
本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構成を図1に示す。図1(A)は本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルの構造の上面図であり、図1(B)は図1(A)の切断線A−BおよびC−Dにおける断面を含む構造の側面図である。
図1に例示する表示パネル400には、トップゲート型のトランジスタが適用されているがこれに限られず、ボトムゲート型のトランジスタも適用することができる。ソース側の駆動回路部403s、ゲート側の駆動回路部403g並びに副画素にはさまざまな構造のトランジスタを適用できる。また、これらのトランジスタのチャネルが形成される領域には、さまざまな半導体を用いることができる。具体的には、アモルファスシリコン、ポリシリコン、単結晶シリコンの他、酸化物半導体などを用いることができる。酸化物半導体の一例としては、少なくともインジウム(In)あるいは亜鉛(Zn)を含む酸化物半導体を挙げることができ、InとZnを含む酸化物半導体が好ましい。また、これらの酸化物半導体が、ガリウム(Ga)またはスズ(Sn)から選ばれた一種または複数を含むと、特に好ましい。
表示部401に設けられた画素402の構成について、図2(B)を参照して説明する。図2(A)は画素402の上面図であり、図2(B)は図2(A)の切断線E−Fにおける断面を含む構造の側面図であり、図2(C)は図2(A)の切断線H−Iおよび切断線J−Kにおける断面を含む画素の構造の側面図である。
図2(C)の左図は、図2(A)の切断線H−Iにおける断面を含む構造の側面図である。図2(C)の右図は、図2(A)の切断線J−Kにおける断面を含む構造の側面図である。
つまり、隔壁の高さを高くすることなく、中間層424bを流れる電流の経路を長くすることで、電気的なクロストークを防止できる。
本実施の形態で例示する表示パネル400は、第1の基板410、第2の基板440、およびシール材405で囲まれた空間431に、発光素子を封止する構造を備える(図1参照)。
図4(A)〜(G)は、本発明の一態様に係る隔壁の製造方法を示す断面図である。
まず、第1の基板410上に第1の配線415b及び第2の配線415gを形成する(図4(A)参照)。
本発明の一態様の発光モジュールに用いることができる発光素子の構成について図6を参照しつつ説明する。
発光素子の構成の一例を図6(A)に示す。図6(A)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間に発光ユニット1103aと発光ユニット1103bを含むEL層が設けられている。さらに、発光ユニット1103aと、発光ユニット1103bとの間には中間層1104が設けられている。
次に、上述した構成を備える発光素子に用いることができる具体的な材料について、陽極、陰極、EL層、電荷発生領域、電子リレー層並びに電子注入バッファ層の順に説明する。
陽極1101は、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上が好ましい)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有したインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙げられる。
陰極1102は、仕事関数の小さい(具体的には4.0eV未満)材料が好ましいが、陰極1102に接して第1の電荷発生領域を、発光ユニット1103との間に設ける場合、陰極1102は仕事関数の大小に関わらず様々な導電性材料を用いることができる。
上述した発光ユニット1103を構成する各層に用いることができる材料について、以下に具体例を示す。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層は、単層に限られず正孔輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、単層に限られず発光物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。発光物質は蛍光性化合物や、燐光性化合物を用いることができる。発光物質に燐光性化合物を用いると、発光素子の発光効率を高められるため好ましい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層は、単層に限られず電子輸送性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。正孔よりも電子の輸送性の高い物質であればよく、特に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質が、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層は、単層に限られず電子注入性の高い物質を含む層を二層以上積層したものでもよい。電子注入層を設ける構成とすることで陰極1102からの電子の注入効率が高まり、発光素子の駆動電圧を低減できるため好ましい。
第1の電荷発生領域1104c、及び第2の電荷発生領域は、正孔輸送性の高い物質と正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含む領域である。なお、電荷発生領域は、同一膜中に正孔輸送性の高い物質と正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含有する場合だけでなく、正孔輸送性の高い物質を含む層と正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含む層とが積層されていても良い。但し、陰極に接して設けられる第1の電荷発生領域が積層構造の場合には、正孔輸送性の高い物質を含む層が陰極1102と接する構造となる。陽極に接して設けられる第2の電荷発生領域が積層構造の場合には、正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質を含む層が陽極1101と接する構造となる。
電子リレー層1104bは、第1の電荷発生領域1104cにおいて正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質がひき抜いた電子を速やかに受け取ることができる層である。従って、電子リレー層1104bは、電子輸送性の高い物質を含む層であり、またそのLUMO準位は、第1の電荷発生領域1104cにおける正孔輸送性の物質に対してアクセプター性物質のアクセプター準位と、発光ユニット1103のLUMO準位との間に位置する。具体的には、およそ−5.0eV以上−3.0eV以下とするのが好ましい。
電子注入バッファ層1104aは、第1の電荷発生領域1104cから発光ユニット1103aへの電子の注入を容易にする層である。電子注入バッファ層1104aを第1の電荷発生領域1104cと発光ユニット1103aの間に設けることにより、両者の注入障壁を緩和することができる。
発光素子の作製方法の一態様について説明する。下部電極上にこれらの層を適宜組み合わせてEL層を形成する。EL層は、それに用いる材料に応じて種々の方法(例えば、乾式法や湿式法等)を用いることができ、例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法などを選んで用いればよい。また、各層で異なる方法を用いて形成してもよい。EL層上に上部電極を形成し、発光素子を作製する。
82 第1の下部電極
83 第2の下部電極
84 第3の下部電極
85 第1の発光ユニット
86 中間層
87 第2の発光ユニット
88 対向ガラス基板
89 キャリア注入層
105 遮光性の膜
118b 第1の下部電極
118g 第2の下部電極
400 表示パネル
401 表示部
402 画素
402B 青色を呈する光を射出する副画素
402G 緑色を呈する光を射出する副画素
402R 赤を呈する光を射出する副画素
403g ゲート側の駆動回路部
403s ソース側の駆動回路部
405 シール材
408 引き回し配線
409 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
410 第1の基板
411 スイッチング用のトランジスタ
412 電流制御用のトランジスタ
413 nチャネル型トランジスタ
414 pチャネル型トランジスタ
415 配線
416 絶縁層
416a 第2の凹みとしての溝
416b 接続孔
416g 接続孔
418 隔壁
418a 第1の凹み
418b 第1の斜面
418c 第2の斜面
418d 谷部
418e 第1の山部
418f 第2の山部
420B 発光素子
420G 発光素子
420R 発光素子
421B 第1の下部電極
421G 第2の下部電極
421R 第3の下部電極
422 上部電極
423 発光性の有機化合物を含む層「EL層」
423a 発光ユニット
423b 発光ユニット
424 中間層
424a 中間層
424b 中間層
431 空間
440 第2の基板
441B カラーフィルタ
441G カラーフィルタ
441R カラーフィルタ
442 遮光性の膜
450B 発光モジュール
450G 発光モジュール
450R 発光モジュール
1101 陽極
1102 陰極
1103 発光ユニット
1103a 発光ユニット
1103b 発光ユニット
1104 中間層
1104a 電子注入バッファ層
1104b 電子リレー層
1104c 電荷発生領域
1113 正孔注入層
1114 正孔輸送層
1115 発光層
1116 電子輸送層
1117 電子注入層
Claims (22)
- 絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された第1の下部電極と、
前記絶縁層上に形成された第2の下部電極と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1の下部電極と前記第2の下部電極の間に位置する隔壁と、
前記第1の下部電極、前記隔壁及び前記第2の下部電極の上に形成された第1の発光ユニットと、
前記第1の発光ユニット上に形成された中間層と、
前記中間層上に形成された第2の発光ユニットと、
前記第2の発光ユニット上に形成された上部電極と、
前記絶縁層に形成された第2の凹みと、
を具備し、
前記隔壁は、前記第2の凹み内及び前記絶縁層上に形成され、
前記隔壁は、第1の凹みを有し、
前記第1の凹みは、前記第2の凹み上に位置することを特徴とする発光装置。 - 請求項1において、
前記第1の凹みによって形成された斜面上に位置する前記中間層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記中間層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置。 - 請求項2において、
前記第1の発光ユニットはキャリア注入層を有し、
前記斜面上に位置する前記キャリア注入層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記キャリア注入層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置。 - 請求項2または3において、
EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、
前記斜面上に位置する前記EL層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記発光装置はさらに、複数の副画素からなる画素を有し、
前記第1の凹みは、発光色が異なる副画素の間に設けられ、発光色が同じ副画素の間には設けられないことを特徴とする発光装置。 - 絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された第1の下部電極と、
前記絶縁層上に形成された第2の下部電極と、
前記絶縁層上に形成され、前記第1の下部電極と前記第2の下部電極の間に位置する隔壁と、
前記第1の下部電極、前記隔壁及び前記第2の下部電極の上に形成された第1の発光ユニットと、
前記第1の発光ユニット上に形成された中間層と、
前記中間層上に形成された第2の発光ユニットと、
前記第2の発光ユニット上に形成された上部電極と、
前記絶縁層に形成された溝と、
を具備し、
前記隔壁は、前記溝内及び前記絶縁層上に形成され、
前記隔壁は、谷部と、前記谷部に対して前記第1の下部電極側に位置する第1の山部と、前記谷部に対して前記第2の下部電極側に位置する第2の山部を有し、
前記第1の山部の頂点と前記谷部の間に位置する第1の斜面、及び前記第2の山部の頂点と前記谷部の間に位置する第2の斜面それぞれの上に位置する前記中間層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記中間層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄く、
前記谷部は、前記溝の底部上に位置することを特徴とする発光装置。 - 請求項6において、
前記第1の発光ユニットはキャリア注入層を有し、
前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれの上に位置する前記キャリア注入層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記キャリア注入層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置。 - 請求項6または7において、
EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、
前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれの上に位置する前記EL層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置。 - 請求項6乃至8のいずれか一項において、
前記発光装置はさらに、複数の副画素からなる画素を有し、
前記谷部は、発光色が異なる副画素の間に設けられ、発光色が同じ副画素の間には設けられないことを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至9のいずれか一項において、
前記隔壁上に位置する前記上部電極と近接または接するカラーフィルタを有し、
前記カラーフィルタは、前記第1の下部電極と重なる第1の色と、前記第2の下部電極と重なる第2の色を有することを特徴とする発光装置。 - 請求項1乃至10のいずれか一項において、
前記隔壁は着色されていることを特徴とする発光装置。 - 第1の配線及び第2の配線の上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層を加工することにより、前記第1の配線上に位置する第1の接続孔、前記第2の配線上に位置する第2の接続孔、及び第2の凹みを前記絶縁層に形成し、
前記第2の凹みの一方側に位置する第1の下部電極を前記第1の接続孔内及び前記絶縁層上に形成するとともに、前記第2の凹みの他方側に位置する第2の下部電極を前記第2の接続孔内及び前記絶縁層上に形成し、
前記第2の凹み内及び前記絶縁層上に隔壁を形成し、
前記第1の下部電極、前記隔壁及び前記第2の下部電極の上に第1の発光ユニットを形成し、
前記第1の発光ユニット上に中間層を形成し、
前記中間層上に第2の発光ユニットを形成し、
前記第2の発光ユニット上に上部電極を形成し、
前記隔壁は、前記第2の凹み上に位置する第1の凹みを有することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項12において、
前記第1の凹みによって形成された斜面上に位置する前記中間層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記中間層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項13において、
前記第1の発光ユニットはキャリア注入層を有し、
前記斜面上に位置する前記キャリア注入層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記キャリア注入層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項13または14において、
EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、
前記斜面上に位置する前記EL層の前記斜面に垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項12乃至15のいずれか一項において、
前記発光装置はさらに、複数の副画素からなる画素を有し、
前記第1の凹みは、発光色が異なる副画素の間に設けられ、発光色が同じ副画素の間には設けられないことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 第1の配線及び第2の配線の上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層を加工することにより、前記第1の配線上に位置する第1の接続孔、前記第2の配線上に位置する第2の接続孔、及び溝を前記絶縁層に形成し、
前記溝の一方側に位置する第1の下部電極を前記第1の接続孔内及び前記絶縁層上に形成するとともに、前記溝の他方側に位置する第2の下部電極を前記第2の接続孔内及び前記絶縁層上に形成し、
前記溝内及び前記絶縁層上に隔壁を形成し、
前記第1の下部電極、前記隔壁及び前記第2の下部電極の上に第1の発光ユニットを形成し、
前記第1の発光ユニット上に中間層を形成し、
前記中間層上に第2の発光ユニットを形成し、
前記第2の発光ユニット上に上部電極を形成し、
前記隔壁は、前記溝の底部上に位置する谷部と、前記谷部に対して前記第1の下部電極側に位置する第1の山部と、前記谷部に対して前記第2の下部電極側に位置する第2の山部を有し、
前記第1の山部の頂点と前記谷部の間に位置する第1の斜面、及び前記第2の山部の頂点と前記谷部の間に位置する第2の斜面それぞれの上に位置する前記中間層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記中間層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項17において、
前記第1の発光ユニットはキャリア注入層を有し、
前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれの上に位置する前記キャリア注入層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記キャリア注入層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項17または18において、
EL層は前記第1の発光ユニット、前記中間層及び前記第2の発光ユニットを有し、
前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれの上に位置する前記EL層の前記第1の斜面及び前記第2の斜面それぞれに垂直な方向についての厚さは、前記第1の下部電極上に位置する前記EL層の前記第1の下部電極に垂直な方向についての厚さより薄いことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項17乃至19のいずれか一項において、
前記発光装置はさらに、複数の副画素からなる画素を有し、
前記谷部は、発光色が異なる副画素の間に設けられ、発光色が同じ副画素の間には設けられないことを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項12乃至20のいずれか一項において、
前記上部電極を形成した後に、前記隔壁上に位置する前記上部電極と近接または接するカラーフィルタを配置し、
前記カラーフィルタは、前記第1の下部電極と重なる第1の色と、前記第2の下部電極と重なる第2の色を有することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項12乃至21のいずれか一項において、
前記隔壁は着色されていることを特徴とする発光装置の製造方法。
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