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JP2006040580A - Fabrication method of organic el device - Google Patents

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JP2006040580A
JP2006040580A JP2004214743A JP2004214743A JP2006040580A JP 2006040580 A JP2006040580 A JP 2006040580A JP 2004214743 A JP2004214743 A JP 2004214743A JP 2004214743 A JP2004214743 A JP 2004214743A JP 2006040580 A JP2006040580 A JP 2006040580A
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Japan
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organic
layer
electrode
forming
ito
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JP2004214743A
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Japanese (ja)
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Kazu Tomoyose
寄 壹 友
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AMS KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fabrication method for a top emission type organic EL device, which endows the top emission type organic EL device with high heat dissipation from a substrate, does not cause deterioration of an organic EL layer, can form an ITO layer as a second electrode and continuously a passivation layer on it, and can form an insulator layer on a substrate surface. <P>SOLUTION: The fabrication method for the top emission type organic EL device has: a first step for preparing a metal base made of an alloy containing magnesium, or aluminum, or the two, and forming the insulator layer on a surface of the metal base to make a metal substrate; a second step for forming a plurality of first electrodes; a third step for forming the organic EL layer; a fourth step for forming the second electrode by using a facing targets spattering (FTS) apparatus and indium tin oxide (ITO) as the targets; and a fifth step for continuously forming the passivation layer made of oxidation silicon nitride on the second electrode by replacing the indium tin oxide (ITO) as the targets with silicon and blowing oxygen gas and nitrogen gas mixed at specified partial pressures of each other; in this order. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機EL素子の製法に係り、特に、基板としてマグネシウム材を用いたトップエミッション型の有機EL素子の製法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an organic EL element, and more particularly to a method for manufacturing a top emission type organic EL element using a magnesium material as a substrate.

有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、略して「有機EL素子」という。)は、近年の薄膜形成技術の進歩により、厚さnmクラスの高純度、良質の積層膜が形成できるようになり、5V程度の低電圧動作が可能となった。
このようにして有機EL素子は、低消費電力、高品質で、薄型で、さらには曲面表示も可能な、次世代表示システム用の素子として注目されている。
Organic electroluminescence elements (hereinafter referred to as “organic EL elements” for short) have become possible to form high-purity, high-quality laminated films with a thickness of nm class due to recent advances in thin film formation technology, and have a thickness of about 5V. Low voltage operation is possible.
In this way, organic EL elements are attracting attention as elements for next-generation display systems that have low power consumption, high quality, are thin, and can display curved surfaces.

有機EL素子では、所定の有機分子成分からなる複数の膜を上下に積層して有機EL層とし、その上下両側に各々電極層を付着してOLED(有機発光ダイオード)を形成し、両電極を通じて所定の電圧又は電流を印加して電子とホールを有機EL層に注入し、電子とホールが再結合する際に発光する現象を利用する。
従って、この発光を外部に導いて表示機能を果たさせるためには、上下に備えた電極の内、少なくとも一方の電極は透明でなければならない。
In an organic EL element, a plurality of films composed of predetermined organic molecular components are stacked one above the other to form an organic EL layer, and an electrode layer is attached to each of the upper and lower sides to form an OLED (organic light emitting diode). A phenomenon in which light is emitted when electrons and holes are recombined by applying a predetermined voltage or current to inject electrons and holes into the organic EL layer is used.
Therefore, in order to guide the emitted light to the outside and perform the display function, at least one of the electrodes provided on the upper and lower sides must be transparent.

透明電極としては、電気伝導度と透明度の両立を図ることができる材質としてITO(酸化インジウム錫)が普及しているが、一般にはITOの電気抵抗を下げるためアニールが必要であり、且つ、ITOの表面の平滑度を上げるため(粗度を下げるため)研磨が必要であった。   As a transparent electrode, ITO (Indium Tin Oxide) is widely used as a material capable of achieving both electrical conductivity and transparency. In general, however, annealing is required to reduce the electrical resistance of ITO, and ITO Polishing was necessary to increase the surface smoothness (to reduce the roughness).

有機EL層はITOのアニールの際に高温になると変質してしまうので、有機EL層は、従来はITOより後に形成する必要があった。
即ち、積層順が[基板−第1電極(ITO)−有機EL層−第2電極(不透明電極)]となり、基板側から発光させる(ボトムエミッション)ため、基板も透明でなければならず、通常、ガラス基板を用いている。
Since the organic EL layer deteriorates when the ITO is annealed at a high temperature, the organic EL layer conventionally needs to be formed after the ITO.
That is, the stacking order is [substrate-first electrode (ITO) -organic EL layer-second electrode (opaque electrode)], and light is emitted from the substrate side (bottom emission). A glass substrate is used.

しかしながら、ガラス基板は熱伝導性が悪く、作動中の発熱に対し放熱が不十分で高温になり有機EL層の劣化を招き易い。   However, the glass substrate has poor thermal conductivity, and the heat dissipation during operation is insufficient to dissipate heat, resulting in a high temperature and easily deteriorating the organic EL layer.

さらに、高速高精細の表示システムを得るためには、アクティブマトリクス(TFT)駆動にしなければならないが、その場合、TFTトランジスタを基板とITO電極の間に形成しなければならないので、TFTトランジスタの存在する分だけ開口率が低下し、発光の外部変換効率が低下する。
即ち、所要の発光量を確保するためには消費電力が増大し、従って消費電力に比例する発熱量が増大し、さらに高温になってしまい、有機EL層の劣化を一層招き易い。
Furthermore, in order to obtain a high-speed and high-definition display system, it is necessary to drive the active matrix (TFT). In that case, since the TFT transistor must be formed between the substrate and the ITO electrode, the presence of the TFT transistor As a result, the aperture ratio decreases, and the external conversion efficiency of light emission decreases.
That is, in order to ensure the required amount of light emission, the power consumption increases, and accordingly, the amount of heat generated in proportion to the power consumption increases, resulting in a higher temperature, and the organic EL layer is more likely to deteriorate.

そこで、第2電極を透明化して[基板―TFT−第1電極−有機EL層−第2電極(ITO)]とし、基板の反対側から発光させる(トップエミッション)方式が研究されている。
その際、第2電極の形成により有機EL層を変質させないように、種々の工夫がなされている。
Therefore, a method of making the second electrode transparent to be [substrate-TFT-first electrode-organic EL layer-second electrode (ITO)] and emitting light from the opposite side of the substrate (top emission) has been studied.
At that time, various measures are taken so that the organic EL layer is not altered by the formation of the second electrode.

例えば特許文献1には、第2電極(透明電極)を多層ITO薄膜化し、従来と同程度の電気伝導度を確保しつつ透明度を向上し、ITO成膜の際の基板の温度を低温に抑える技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, the second electrode (transparent electrode) is made into a multilayer ITO thin film, the transparency is improved while ensuring the same electrical conductivity as before, and the temperature of the substrate during the ITO film formation is kept low. Technology is disclosed.

また例えば特許文献2には、ボトムエミッション型で作成した有機EL層基板(色変換基板)と、別に作成したTFT基板を貼り合わせる(その際、両基板間のギャップ調整と応力緩和用にオーバコート層を設ける)ことによりトップエミッション型に切り替える技術が開示されている。
しかしながら、これらの技術には、基板の温度上昇抑制が必ずしも十分でなく、また、工程数が増加して製造方法が複雑になるという問題がある上に、ガラス基板に頼っているので放熱が十分でなく、有機EL層の劣化を招き易いという問題があった。
特開2004−139991号公報 特開2003−282261号公報
Further, for example, in Patent Document 2, an organic EL layer substrate (color conversion substrate) created by a bottom emission type and a TFT substrate created separately are bonded together (in this case, an overcoat for gap adjustment and stress relaxation between the two substrates). A technique for switching to a top emission type by providing a layer is disclosed.
However, these technologies do not always have sufficient suppression of temperature rise of the substrate, and there are problems that the number of steps increases and the manufacturing method becomes complicated, and the heat dissipation is sufficient because it relies on a glass substrate. In addition, there is a problem that the organic EL layer is likely to be deteriorated.
JP 2004-139991 A JP 2003-282261 A

本発明は、トップエミッション型有機EL素子の、基板からの放熱性が高く、しかも経済的な製法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an economical manufacturing method of a top emission type organic EL element having high heat dissipation from a substrate.

本発明は、また、トップエミッション型有機EL素子の、有機EL層の変質を招かないで第2電極であるITO膜とその上の保護膜を連続して形成でき、しかもITO膜が研磨を要しないほど平滑にできる、経済的な製法を提供することを目的とする。   In the present invention, the ITO film as the second electrode and the protective film thereon can be continuously formed without causing alteration of the organic EL layer of the top emission type organic EL element, and the ITO film needs to be polished. The object is to provide an economical production method that can be made smoother than possible.

本発明は、また、このようにトップエミッション型有機EL素子の、基板表面の絶縁層を経済的に形成できる製法を提供することを目的とする。   Another object of the present invention is to provide a method for economically forming an insulating layer on the substrate surface of the top emission type organic EL device.

上記目的を達成するために、本発明による有機EL素子の製法は請求項1に記載のとおり、マグネシウム、アルミニウム、又はそれらを含む合金からなる金属母体を用意し、その表面に絶縁層を形成して、金属基板とする第1の段階と、複数本の第1電極を形成する第2の段階と、有機EL層を形成する第3の段階と、対向ターゲットスパッタ(FTS)装置により、ターゲットを酸化インディウム錫(ITO)として、第2電極を形成する第4の段階と、前記ターゲットをシリコンに替えて、酸素ガスと窒素ガスを所定の分圧に混合して吹き込むことにより、酸化窒化シリコンからなる保護膜を第2電極に連続して形成する第5の段階と、を、この順に含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, according to the method of manufacturing an organic EL device according to the present invention, a metal base made of magnesium, aluminum, or an alloy containing them is prepared, and an insulating layer is formed on the surface. The target is formed by a first step of forming a metal substrate, a second step of forming a plurality of first electrodes, a third step of forming an organic EL layer, and a counter target sputtering (FTS) apparatus. A fourth step of forming a second electrode as indium tin oxide (ITO) and silicon oxynitride by blowing oxygen gas and nitrogen gas mixed at a predetermined partial pressure instead of silicon as the target And a fifth step of continuously forming a protective film made of the second electrode on the second electrode in this order.

また、請求項2に記載のとおり、第1の段階において、前記絶縁層が金属母体の表面を酸化して形成されることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first step, the insulating layer is formed by oxidizing a surface of a metal matrix.

また、請求項3に記載のとおり、第1の段階と第2の段階の間に、さらに、前記有機EL層の下部に相当する位置にTFTトランジスタを形成する第6の段階を含むことを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, the method further includes a sixth step of forming a TFT transistor at a position corresponding to a lower portion of the organic EL layer between the first step and the second step. And

本発明によるトップエミッション型有機EL素子の製法によれば、第2電極(ITO)膜とその上の保護膜が連続して形成され、しかも基板からの放熱性が高いので有機EL層の劣化を招かず、信頼性の高い有機EL素子を経済的に提供できる。   According to the manufacturing method of the top emission type organic EL device according to the present invention, the second electrode (ITO) film and the protective film thereon are continuously formed, and the heat dissipation from the substrate is high, so the deterioration of the organic EL layer is prevented. A highly reliable organic EL element can be economically provided without inviting.

また、本発明によるトップエミッション型有機EL素子の製法によれば、第2電極(ITO)の形成に際して有機EL層を変質させることがないので、高品質の有機EL素子を高歩留でしかも経済的に提供できる。   In addition, according to the method of manufacturing a top emission type organic EL element according to the present invention, the organic EL layer is not altered when forming the second electrode (ITO), so that a high-quality organic EL element can be produced with high yield and economy. Can be provided.

また、本発明によるトップエミッション型有機EL素子の製法によれば、TFTトランジスタによって開口率が制限されることのない、アクティブマトリクス型有機EL素子を経済的に提供できる。   Further, according to the method for producing a top emission type organic EL element according to the present invention, an active matrix type organic EL element in which the aperture ratio is not limited by the TFT transistor can be economically provided.

以下、本発明に係る実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。   Embodiments according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

本発明では、対向ターゲット・スパッタ(以下、「FTS」と略する)技術によりITO透明電極膜を形成することにより、通常の単純スパッタ技術による場合よりも低温で、即ち有機EL層を変質させることなく、比抵抗率の低い、かつ透明度の高い、そして平滑度の良いITOが得られるという事実に着目する。   In the present invention, the ITO transparent electrode film is formed by the facing target sputtering (hereinafter abbreviated as “FTS”) technique, thereby changing the organic EL layer at a lower temperature than in the case of the normal simple sputtering technique. Focus on the fact that ITO with low resistivity, high transparency and good smoothness can be obtained.

FTSは、その原理が1977年に東工大の直江教授他により提案されたものである。
(Y.Hoshi, M.Naoe and S.Yamanaka, Jpn.J.Appl. Phys.,16(1977),PP. 1715)
その特徴はターゲット面を対向させ、ターゲット間に挟まれた空間に高密度プラズマを拘束し高真空・低電圧放電によりスパッタ粒子を発生し、その際、スパッタ粒子を堆積し膜を生成すべき基板表面をプラズマ空間の外に位置させて、プラズマ粒子が直接基板表面に衝突しないようにしながら、スパッタ粒子が低温で基板表面に堆積するようにして、衝突ダメージ、粒界欠陥の無い膜を形成することにある。
The principle of FTS was proposed in 1977 by Professor Naoe et al. At Tokyo Tech.
(Y. Hoshi, M. Naoe and S. Yamanaka, Jpn. J. Appl. Phys., 16 (1977), PP. 1715)
The feature is that the target surface is opposed, the high-density plasma is constrained in the space between the targets, and sputter particles are generated by high vacuum / low voltage discharge. At that time, the sputter particles are deposited to form a substrate The surface is positioned outside the plasma space so that the plasma particles do not directly collide with the substrate surface, and the sputtered particles are deposited on the substrate surface at a low temperature to form a film free from collision damage and grain boundary defects. There is.

なお単純スパッタ法でもCVD(化学蒸着)方式による薄膜形成では、原料ガスを均一に分解し基板上に輸送し、基板温度や基板バイアスにより選択的に所望の量の分子を堆積するので、ほぼ同等の、粒界欠陥のない膜を形成できる。
しかし、CVD方式では基板温度を高温にしなければならない場合があり、その場合は有機EL層の上の膜形成に使えない。
さらに有毒なガスを使用する場合が多く、かつガス分解した有機物が薄膜形成プロセス中に必要な真空容器や配管系統へ付着するので、環境安全性や保守を考慮した広いスペースと高額な設備投資を必要とし、好ましくない。
Even in simple sputtering, thin film formation by CVD (Chemical Vapor Deposition) method decomposes the source gas uniformly, transports it onto the substrate, and deposits a desired amount of molecules selectively depending on the substrate temperature and substrate bias. A film having no grain boundary defects can be formed.
However, in the CVD method, the substrate temperature may have to be increased, and in that case, it cannot be used for film formation on the organic EL layer.
In addition, toxic gases are often used, and organic substances decomposed by gas adhere to the necessary vacuum vessels and piping systems during the thin film formation process, so a large space and high capital investment considering environmental safety and maintenance are required. Necessary and undesirable.

図1、図3は、本発明による有機EL素子の製法を示すフローチャートであり、図2、図4は、本発明による有機EL素子の製法を示す断面模式図であり、図1、図2はパッシブマトリクス駆動の場合、図3、図4はアクティブマトリクス駆動の場合である。   1 and 3 are flowcharts showing a method for producing an organic EL element according to the present invention, FIGS. 2 and 4 are schematic cross-sectional views showing a method for producing an organic EL element according to the present invention, and FIGS. In the case of passive matrix driving, FIGS. 3 and 4 are cases of active matrix driving.

図1、図2に示すように、パッシブマトリクス駆動型の有機EL素子は次の順序で形成される。
ステップ1で、最初に金属基板100を用意する。金属基板の材質としては、加工性、熱伝導性が高く、経済的に入手できることが望ましく、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)もしくはそれらを含む合金が好適である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the passive matrix driving type organic EL elements are formed in the following order.
In step 1, first, a metal substrate 100 is prepared. As the material of the metal substrate, it is desirable that the material has high workability and thermal conductivity and is economically available, and magnesium (Mg), aluminum (Al), or an alloy containing them is preferable.

金属基板100は、金属母体102と絶縁層104からなる。
絶縁層の形成に先立って、金属母体の表面を研磨して、所定の平滑度を得ておく。この平滑度は、後の工程で付着される有機EL層の光学的品質レベルに大きく影響するものである。
Mgの場合は、バフ研磨と電界研磨を併用することにより、0.010μ台の優秀な平滑度が得られることが報告されている。
The metal substrate 100 includes a metal base body 102 and an insulating layer 104.
Prior to the formation of the insulating layer, the surface of the metal matrix is polished to obtain a predetermined smoothness. This smoothness greatly affects the optical quality level of the organic EL layer deposited in a later step.
In the case of Mg, it has been reported that excellent smoothness of the order of 0.010 μm can be obtained by using buffing and electropolishing together.

絶縁層104は、母体金属の酸化によって形成する。
その際、Alの場合は、アルミナを形成するためには陽極酸化、即ち電気化成を要するのに対し、Mgの場合は、例えば2塩化マグネシウムMgClの2〜5%溶液にディップ(浸す)し、焼成するだけでよい。
形成された酸化Mgの膜厚は50〜100nmと薄いが、有機EL素子に要求される耐圧15Vを十分クリアできる。
The insulating layer 104 is formed by oxidation of the base metal.
At that time, in the case of Al, anodization, that is, electrical conversion, is required to form alumina, whereas in the case of Mg, for example, it is dipped in a 2 to 5% solution of magnesium dichloride MgCl 2. Just fire.
The film thickness of the formed Mg oxide is as thin as 50 to 100 nm, but can sufficiently clear the withstand voltage of 15 V required for the organic EL element.

MgCl液浸の場合、表面にムラ、アレを生ずる場合があるが、この問題は、適切な濃度のNaOH+NaClにディップし焼成することにより解決できることが報告されている。
(A.Yamamoto and H.Tsubakino,Materials Trans.,44−4(2003),pp511−517,Jpn.Inst.Metals)
以上のような加工性の観点から、以下の説明では金属基板をMg基板で代表する。
In the case of MgCl 2 immersion, unevenness and blemishes may occur on the surface, but it has been reported that this problem can be solved by dipping and baking to an appropriate concentration of NaOH + NaCl.
(A. Yamamoto and H. Tsubakino, Materials Trans., 44-4 (2003), pp511-517, Jpn. Inst. Metals)
From the viewpoint of workability as described above, in the following description, the metal substrate is represented by an Mg substrate.

次にステップ2で、絶縁層104の上に複数本の第1電極120が互いに平行に形成される。
第1電極の材質は、障壁電位が低く電気伝導性の高いMgもしくはMg−Agが好適である。
第1電極120の間は誘電体層(絶縁物層)122で埋められる。
Next, in step 2, a plurality of first electrodes 120 are formed on the insulating layer 104 in parallel with each other.
The material of the first electrode is preferably Mg or Mg—Ag having a low barrier potential and high electrical conductivity.
A space between the first electrodes 120 is filled with a dielectric layer (insulator layer) 122.

次にステップ3で、第1電極120の上に、有機EL層130が形成される。
有機EL層は下から順に、電子注入層132、電子輸送層133、発光層134、ホール輸送層135、ホール注入層136からなるが、一部の層が合体される場合もある。
Next, in step 3, the organic EL layer 130 is formed on the first electrode 120.
The organic EL layer includes, in order from the bottom, an electron injection layer 132, an electron transport layer 133, a light emitting layer 134, a hole transport layer 135, and a hole injection layer 136, but some layers may be combined.

次にステップ4で、有機EL層130のホール注入層136の上に、上記FTS装置を用いて、複数本の、酸化インディウム錫ITOからなる第2電極140が互いに平行に、しかも第1電極と直交するように形成される。
なお、第2電極ITOはホール注入効率が高いので、陽電極とするのが好適であり、従って第1電極は陰電極とするのが好適である。
Next, in step 4, on the hole injection layer 136 of the organic EL layer 130, a plurality of second electrodes 140 made of indium tin oxide ITO are parallel to each other using the FTS device, and the first electrodes And are formed to be orthogonal to each other.
Since the second electrode ITO has a high hole injection efficiency, it is preferable to use a positive electrode. Therefore, the first electrode is preferably a negative electrode.

第2電極の形成に際しては、上記FTS装置のターゲットをITOにしておき、有機EL層130が形成された基板を、所定のマスキングをした後、上記FTS装置の所定の位置に配置し、ITOを上記所定のマスクパターンに従って選択的に堆積する。   When forming the second electrode, the target of the FTS device is set to ITO, the substrate on which the organic EL layer 130 is formed is subjected to predetermined masking, and is then disposed at a predetermined position of the FTS device. It is selectively deposited according to the predetermined mask pattern.

その際、プラズマ粒子が有機EL層に衝突しないので、有機EL層を物理的に傷つけることなく、また高温に晒さないので、有機EL層を化学的に変質させることなく、高品質(比抵抗率の低い、かつ透明度の高い、そして研磨を要しないほど平滑度の良い)のITO層が得られる。   At that time, since the plasma particles do not collide with the organic EL layer, the organic EL layer is not physically damaged, and is not exposed to a high temperature. Low ITO, high transparency, and smoothness that does not require polishing).

これで、第1電極120、有機EL層130、第2電極140からなる有機発光ダイオード(OLED)110が形成されたことになる。
最後にステップ5で、ITO層140の上に保護膜150が形成される。
保護膜150は酸化窒化シリコンSiOxNyであり、酸素と窒素の比率は、透明性とバリア性が共に優れたx/y=2/3〜4/1に取るのが望ましい。
(T.Miyake et al,IDW’03,pp1289−1292)
例えば、x/y=8/3に取るのが好適である。
Thus, an organic light emitting diode (OLED) 110 including the first electrode 120, the organic EL layer 130, and the second electrode 140 is formed.
Finally, in step 5, a protective film 150 is formed on the ITO layer 140.
The protective film 150 is silicon oxynitride SiOxNy, and it is desirable that the ratio of oxygen and nitrogen be x / y = 2/3 to 3/1 because both transparency and barrier properties are excellent.
(T. Miyake et al, IDW'03, pp 1299-1292)
For example, it is preferable to take x / y = 8/3.

保護膜150は、上記FTS装置内でITOに続き連続的に形成する。
即ち、ITO形成後、ターゲットをITOからシリコンに取替え、反応性ガスとして酸素ガスと窒素ガスを所定の比率、例えば8:3の分圧に混合して、FTS装置内の、プラズマ領域の外部であって、基板の周辺だけに吹き込む。
その際、反応性ガスは専らターゲットから降ってきたシリコンと反応して、基板上の保護膜を形成するのに使われ、反応性ガス、特に酸素分子がプラズマ中に入ることがない。
The protective film 150 is formed continuously after ITO in the FTS apparatus.
That is, after the ITO is formed, the target is changed from ITO to silicon, and oxygen gas and nitrogen gas are mixed as a reactive gas at a predetermined ratio, for example, a partial pressure of 8: 3, outside the plasma region in the FTS apparatus. Blow only on the periphery of the substrate.
At this time, the reactive gas exclusively reacts with the silicon that has fallen from the target to form a protective film on the substrate, and the reactive gas, particularly oxygen molecules do not enter the plasma.

このように、有機EL素子は図2に示した有機発光ダイオード(OLED)110を複数個、マトリクス状に並べたものを含み、第1と第2の電極間に所定の電圧を与えると、交点のOLEDにはその電圧に応じた電流が流れ、その電流に応じた光量を発光する。
発光された光は、透明な第2電極140と保護膜150を透過して、図の上方から外部に放出される。即ち、トップエミッション型の有機EL素子が得られる。
As described above, the organic EL element includes a plurality of organic light emitting diodes (OLEDs) 110 shown in FIG. 2 arranged in a matrix. When a predetermined voltage is applied between the first and second electrodes, A current corresponding to the voltage flows through the OLED and emits a light amount corresponding to the current.
The emitted light passes through the transparent second electrode 140 and the protective film 150 and is emitted to the outside from the upper side of the figure. That is, a top emission type organic EL element is obtained.

その際、交点のOLEDで発生する消費電力(電圧×電流)は、外部に発光された光のエネルギを除いて、熱エネルギとなるが、本発明による有機EL素子の場合は、基板の熱伝導率が高いので、速やかに放散することができ、有機EL層が低温に保たれるので、有機EL層の劣化を招かない。   At this time, the power consumption (voltage × current) generated in the OLED at the intersection is the heat energy except for the energy of the light emitted to the outside. In the case of the organic EL element according to the present invention, the heat conduction of the substrate. Since the rate is high, it can be quickly diffused, and the organic EL layer is kept at a low temperature, so that the organic EL layer is not deteriorated.

図3、図4を参照すると、アクティブマトリクス駆動の場合であり、上記図1、図2と比較して、ステップ1とステップ2の間にステップ6が介在する点で相違する。
本実施例では、アクティブマトリクス駆動の原理を模式的に示す。
ステップ6で、最初に、金属基板100の絶縁層104の上にポリシリコン又はアモルファスシリコンからなるTFT層124を設ける。
Referring to FIGS. 3 and 4, the case of active matrix driving is different from that in FIGS. 1 and 2 in that step 6 is interposed between step 1 and step 2.
In this embodiment, the principle of active matrix driving is schematically shown.
In step 6, first, a TFT layer 124 made of polysilicon or amorphous silicon is provided on the insulating layer 104 of the metal substrate 100.

TFT層124には、各々ゲート、ソース、ドレーンを有するTFTトランジスタ126が形成され、ドレーン配線Zが対応する第1電極120に接続され、ゲート配線X、ソース配線Yは互いに直交する行列をなす。
第1電極120は、その行列の交点の数だけアレイ状に形成される。
また第2電極150は全面一体でよい。
In the TFT layer 124, TFT transistors 126 each having a gate, a source, and a drain are formed, the drain wiring Z is connected to the corresponding first electrode 120, and the gate wiring X and the source wiring Y form a matrix orthogonal to each other.
The first electrodes 120 are formed in an array by the number of intersections of the matrix.
The second electrode 150 may be integrated on the entire surface.

ある行に対応するゲートXに所定の電圧を印加すると、その行のTFTをすべて選択することができ、その際のソースYに印加した電圧が対応するOLEDの第1電極120に転送され記憶される。   When a predetermined voltage is applied to the gate X corresponding to a certain row, all the TFTs in that row can be selected, and the voltage applied to the source Y at that time is transferred to and stored in the first electrode 120 of the corresponding OLED. The

このようにしてすべての行を順次選択して循環すると、個々のOLEDに、第2電極を基準とする、各々所望の電圧を与えることが出来、個々のOLEDは1周期の間、与えられた電圧に対応して発光し、実施例1の場合と同じように、トップエミッション型の有機EL素子が得られる。   When all the rows are selected and cycled in this way, each OLED can be given a desired voltage with respect to the second electrode, and each OLED is given for one period. As in the case of the first embodiment, a top emission type organic EL element is obtained corresponding to the voltage.

その際、ボトムエミッション型の場合と異なり、TFTトランジスタ126を有機EL層130の下の領域に形成しても外部への発光を妨げないので、開口率、従って最終的な発光効率を上げることができる。
逆に、同一の光量が低消費電力で得られるので、有機EL層の温度をさらに抑え、劣化を防ぐことができる。
At this time, unlike the case of the bottom emission type, even if the TFT transistor 126 is formed in the region below the organic EL layer 130, the light emission to the outside is not hindered, so that the aperture ratio and thus the final light emission efficiency can be increased. it can.
Conversely, since the same amount of light can be obtained with low power consumption, the temperature of the organic EL layer can be further suppressed and deterioration can be prevented.

本発明による有機EL素子の製法の、パッシブマトリクス型の場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of the passive matrix type of the manufacturing method of the organic EL element by this invention. パッシブマトリクス型の有機EL素子の模式図である。It is a schematic diagram of a passive matrix type organic EL element. 本発明による有機EL素子の製法の、アクティブマトリクス型の場合のフローチャートである。It is a flowchart in the case of an active matrix type of the manufacturing method of the organic EL element by this invention. アクティブマトリクス型の有機EL素子の模式図である。It is a schematic diagram of an active matrix type organic EL element.

符号の説明Explanation of symbols

100 金属基板
102 金属母体
104 絶縁層
110 有機発光ダイオード(OLED)
120 第1電極
122 誘電体層
124 TFT層
126 TFTトランジスタ
130 有機EL層
132 電子注入層
133 電子輸送層
134 発光層
135 ホール輸送層
136 ホール注入層
140 第2電極(ITO)
150 保護膜
100 Metal Substrate 102 Metal Base 104 Insulating Layer 110 Organic Light-Emitting Diode (OLED)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 1st electrode 122 Dielectric layer 124 TFT layer 126 TFT transistor 130 Organic EL layer 132 Electron injection layer 133 Electron transport layer 134 Light emitting layer 135 Hole transport layer 136 Hole injection layer 140 2nd electrode (ITO)
150 Protective film

Claims (3)

マグネシウム、アルミニウム、又はそれらを含む合金からなる金属母体を用意し、その表面に絶縁層を形成して、金属基板とする第1の段階と、
複数本の第1電極を形成する第2の段階と、
有機EL層を形成する第3の段階と、
対向ターゲットスパッタ(FTS)装置により、ターゲットを酸化インディウム錫(ITO)として、第2電極を形成する第4の段階と、
前記ターゲットをシリコンに替えて、酸素ガスと窒素ガスを所定の分圧に混合して吹き込むことにより、酸化窒化シリコンからなる保護膜を第2電極に連続して形成する第5の段階と、
を、この順に含むことを特徴とする有機EL素子の製法。
Preparing a metal base made of magnesium, aluminum, or an alloy containing them, and forming an insulating layer on the surface thereof to form a metal substrate;
A second step of forming a plurality of first electrodes;
A third step of forming an organic EL layer;
A fourth stage in which a second electrode is formed by using an indium tin oxide (ITO) target with a counter target sputtering (FTS) apparatus;
A fifth step of continuously forming a protective film made of silicon oxynitride on the second electrode by changing the target to silicon and blowing oxygen gas and nitrogen gas in a predetermined partial pressure; and
Are included in this order, and the manufacturing method of the organic EL element characterized by the above-mentioned.
第1の段階において、前記絶縁層が金属母体の表面を酸化して形成されることを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子の製法。   2. The method of manufacturing an organic EL element according to claim 1, wherein in the first step, the insulating layer is formed by oxidizing a surface of a metal base. 第1の段階と第2の段階の間に、さらに、前記有機EL層の下部に相当する位置にTFTトランジスタを形成する第6の段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の有機EL素子の製法。   2. The organic EL according to claim 1, further comprising a sixth step of forming a TFT transistor at a position corresponding to a lower portion of the organic EL layer between the first step and the second step. Element manufacturing method.
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