JP2006221960A - Light emitting device and method for manufacturing light emitting device - Google Patents
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
【課題】 隔壁で囲まれた領域内に液状物を充填して機能層を形成する場合でも、生産性を低下させることなく、下部電極層と上部電極層との短絡を確実に防止できる発光装置、およびその製造方法を提供すること。
【解決手段】 有機EL装置の製造工程において、画素電極11および隔壁5を形成する際、画素電極11の外周縁115を隔壁5の底部の内周縁505より所定の寸法dだけ内側に位置させて画素電極11と隔壁5の底部との間には、画素電極11の周りを囲むように、底面に第2層間絶縁膜23が位置する溝130を形成しておく。このため、隔壁5により囲まれた凹部51内に正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bの充填、固化により、正孔注入層13aおよび発光層13bからなる機能層13を形成しても、画素電極11と対向電極12とが短絡することがない。
【選択図】 図6PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably prevent a short circuit between a lower electrode layer and an upper electrode layer without lowering productivity even when a functional layer is formed by filling a liquid material in a region surrounded by a partition wall. And a method of manufacturing the same.
In the manufacturing process of an organic EL device, when forming a pixel electrode 11 and a partition wall 5, an outer peripheral edge 115 of the pixel electrode 11 is positioned inward by a predetermined dimension d from an inner peripheral edge 505 at the bottom of the partition wall 5. Between the pixel electrode 11 and the bottom of the partition wall 5, a groove 130 in which the second interlayer insulating film 23 is located is formed on the bottom surface so as to surround the pixel electrode 11. Therefore, the functional layer 13 including the hole injection layer 13a and the light emitting layer 13b is formed in the recess 51 surrounded by the partition walls 5 by filling and solidifying the hole injection layer forming material 40a and the light emitting layer forming material 40b. However, the pixel electrode 11 and the counter electrode 12 are not short-circuited.
[Selection] Figure 6
Description
本発明は、発光装置、およびその製造方法に関するものである。さらに詳しくは、発光装置の機能層を液相プロセスにより形成するための構造技術に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a structural technique for forming a functional layer of a light emitting device by a liquid phase process.
携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDA(Personal Digital Assistants)などの電子機器に使用される表示装置や、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして、有機エレクトロルミネッセンス(EL/Electroluminescence)装置などの発光装置が注目されている。この種の発光装置を製造するにあたっては、図8(A)に示すように、画素電極(陽極)として機能する下部電極層11′の上側に樹脂によって隔壁5′を形成しておき、図8(B)に示すように、隔壁5′により囲まれた凹部51′内に、インクジェットプリンタなどで採用されているインクジェット方式で液状の発光層形成材料40a′を充填した後、図8(C)に示すように、液状の発光層形成材料40a′を固化させて発光層40′を形成し、しかる後に、図8(D)に示すように、発光層40′の上層側に陰極として機能する上部電極層12′を形成することが提案されている(例えば、特許文献1、2、3、4、5参照)。
An organic electroluminescence (EL / Electroluminescence) device, etc. as an exposure head in a display device used in an electronic device such as a mobile phone, a personal computer or a PDA (Personal Digital Assistants), or an image forming device such as a digital copying machine or a printer The light emitting device has attracted attention. In manufacturing this type of light emitting device, as shown in FIG. 8A, a partition wall 5 'is formed of resin on the upper side of a lower electrode layer 11' functioning as a pixel electrode (anode). As shown in FIG. 8B, after filling the
但し、図8に示す方法では、隔壁5と下部電極層11′とによって構成された隅部分50′で、液状物40a′が隔壁5によってはじかれてしまい、その結果、発光層40′が薄くなって下部電極層11′と上部電極層12′とが短絡するおそれがある。
However, in the method shown in FIG. 8, the
そこで、特許文献1、2では、図9(A)に示すように、樹脂製の隔壁5′の下層側に別の隔壁6′を形成しておき、この隔壁6′によって下部電極層11′の外周側を覆っておく構造が提案されている。このような構造によれば、図9(B)に示すように、隔壁5′により囲まれた凹部51′内に液状の発光層形成材料40a′を充填した後、図9(C)に示すように、液状の発光層形成材料40a′を固化させて発光層40′を形成し、しかる後に、発光層40′の上層側に上部電極層12′を形成したとき、隔壁5′と下部電極層11′とによって構成された隅部分50′で発光層40′が薄くなっても、そこには別の隔壁60′が存在するので、下部電極層11′と上部電極層12′とが短絡することがない。
Therefore, in
また、特許文献3では、レジストを残しておくことにより、2層構造の隔壁を形成することが提案されている。さらに、特許文献4、5では、隔壁の上面のみを撥液性とし、側面について親液性としておくことが提案されている。
しかしながら、2層構造の隔壁を利用して下部電極層と上部電極層との短絡を防止する構造の場合、その分、フォトリソグラフィプロセスが増えることになり、生産性が低下するという問題点がある。また、隔壁の上面のみを撥液性とし、側面について親液性としておく構造の場合も工程数が増えるという問題点がある。しかも、側面を選択的に親液性とする構造の場合、側面の親液性にばらつきが発生すると、機能膜の膜厚が大きくばらついてしまい、発光むらが発生するおそれがある。 However, in the case of the structure in which the lower electrode layer and the upper electrode layer are prevented from being short-circuited by using the two-layer structure partition wall, there is a problem that the photolithography process is increased correspondingly and the productivity is lowered. . In addition, there is a problem that the number of processes increases in the case of a structure in which only the upper surface of the partition wall is made liquid-repellent and the side surface is made lyophilic. Moreover, in the case of a structure in which the side surface is selectively made lyophilic, if the lyophilicity of the side surface varies, the film thickness of the functional film varies greatly, which may cause uneven light emission.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、隔壁で囲まれた領域内に液状物を充填して機能層を形成する場合でも、生産性を低下させることなく、下部電極層と上部電極層との短絡を確実に防止できる発光装置、およびその製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to form a lower electrode layer and an upper electrode without reducing productivity even when a liquid layer is filled in a region surrounded by a partition wall to form a functional layer. An object of the present invention is to provide a light emitting device capable of reliably preventing a short circuit with a layer and a method for manufacturing the same.
上記課題を解決するために、本発明では、隔壁で囲まれた領域内に下部電極層および機能層がこの順に積層され、かつ、前記機能層の上層に上部電極層が積層された発光装置において、前記下部電極層の外周縁が前記隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置し、前記下部電極層と前記隔壁の底部との間には、前記下部電極層の周りを囲むように、底面に絶縁層が位置する溝が形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, in the present invention, in a light emitting device in which a lower electrode layer and a functional layer are laminated in this order in a region surrounded by a partition wall, and an upper electrode layer is laminated on the functional layer. The outer peripheral edge of the lower electrode layer is positioned inward by a predetermined dimension from the inner peripheral edge of the bottom of the barrier rib, and surrounds the lower electrode layer between the lower electrode layer and the bottom of the barrier rib. In addition, a groove in which the insulating layer is located is formed on the bottom surface.
本発明において、前記機能層は、前記隔壁で囲まれた領域内に充填された液状物を固化してなる層である。すなわち、本発明では、下部電極層の上方で隔壁により囲まれた凹部内に液状物を充填する液状物充填工程と、前記液状物を固化させて機能層を形成する固化工程と、前記機能層の上層に上部電極層を積層する上部電極層形成工程とを有する発光装置の製造方法において、前記液状物充填工程を行う前に、前記下部電極層および前記隔壁を形成する際、前記下部電極層の外周縁を前記隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置させることにより、前記下部電極層と前記隔壁の底部との間には、前記下部電極層の周りを囲むように、底面に絶縁層が位置する溝を形成しておくことを特徴とする。 In the present invention, the functional layer is a layer formed by solidifying a liquid material filled in a region surrounded by the partition walls. That is, in the present invention, a liquid material filling step of filling a liquid material into a recess surrounded by a partition above the lower electrode layer, a solidification step of solidifying the liquid material to form a functional layer, and the functional layer In the method of manufacturing a light emitting device having an upper electrode layer forming step of laminating an upper electrode layer on the upper layer, the lower electrode layer is formed when the lower electrode layer and the partition are formed before the liquid filling step. By positioning the outer peripheral edge of the inner wall by a predetermined dimension from the inner peripheral edge of the bottom of the partition wall, the bottom surface surrounds the lower electrode layer between the lower electrode layer and the bottom of the partition wall. A groove in which the insulating layer is located is formed in the substrate.
本発明では、下部電極層の外周縁は、隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置し、下部電極層と隔壁の底部との間には、下部電極層の周りを囲むように溝が形成されている。このため、隔壁により囲まれた凹部内に液状物を充填した際、液状物は、溝内にも充填される。また、隔壁により形成された隅部分で液状物が薄くなった場合でも、あくまで、薄くなった部分は、底面に絶縁層が位置する溝内に位置し、薄くなった部分には下部電極層が存在しない。それ故、液状物を固化させて機能層を形成した後、機能層の上層に上部電極層を形成したときでも、下部電極層と上部電極層とが短絡することがない。しかも、本発明では、下部電極層の外周縁と隔壁の底部の内周縁の相対位置を変更するだけであるため、製造工程数が増えないので、生産性が低下することもない。 In the present invention, the outer peripheral edge of the lower electrode layer is positioned inward by a predetermined dimension from the inner peripheral edge of the bottom of the barrier rib, and surrounds the lower electrode layer between the lower electrode layer and the bottom of the barrier rib. Grooves are formed. For this reason, when the liquid material is filled in the recess surrounded by the partition wall, the liquid material is also filled in the groove. In addition, even when the liquid material is thinned at the corners formed by the partition walls, the thinned part is located in the groove where the insulating layer is located on the bottom surface, and the lower electrode layer is formed in the thinned part. not exist. Therefore, even when the upper layer is formed on the functional layer after the liquid material is solidified to form the functional layer, the lower electrode layer and the upper electrode layer are not short-circuited. In addition, in the present invention, since only the relative positions of the outer peripheral edge of the lower electrode layer and the inner peripheral edge of the bottom of the partition wall are changed, the number of manufacturing steps does not increase, so that productivity does not decrease.
本発明において、前記溝は、前記下部電極層の周りの全体を囲むように形成されていることが好ましい。 In the present invention, the groove is preferably formed so as to surround the entire periphery of the lower electrode layer.
本発明において、前記隔壁は、前記液状物に対して撥液性を備えていることが好ましい。このように構成すると、液状物が隔壁の外にはみ出ることを確実に防止することができる。 In the present invention, the partition preferably has liquid repellency with respect to the liquid material. If comprised in this way, it can prevent reliably that a liquid substance protrudes out of a partition.
本発明において、前記溝の底面は、前記液状物に対して親液性を備えていることが好ましい。このように構成すると、溝内を確実に液状物を充填することができる。 In the present invention, the bottom surface of the groove is preferably lyophilic with respect to the liquid material. If comprised in this way, the inside of a groove | channel can be reliably filled with a liquid material.
本発明において、前記下部電極層の厚さは、前記機能層の厚さの2倍以下であることが好ましい。このように構成すると、下部電極層の角部分で機能層が極端に薄くなることを防止することができる。 In the present invention, the thickness of the lower electrode layer is preferably not more than twice the thickness of the functional layer. If comprised in this way, it can prevent that a functional layer becomes extremely thin in the corner | angular part of a lower electrode layer.
本発明は、機能層で発生した光が下部電極層側から出射されるボトムエミッション型の発光装置、および機能層で発生した光を上部電極層側から出射されるトップエミッション型の発光装置の双方に適用することができる。前者の場合には、前記下部電極層は光透過性を備える一方、前記対向電極は光反射性を備えている構成を採用すればよい。これに対して、後者の場合には、前記下部電極層および前記対向電極はいずれも、光透過性を備える一方、前記下部電極層の下層側には、金属製の光反射層が形成されている構成を採用すればよい。この後者の場合も、前記光反射層の外周縁が前記隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置することにより、前記下部電極層および前記光反射層と前記隔壁の底部との間には、底面に前記絶縁層が位置する前記溝が前記光反射層および前記下部電極層の周りを囲むように形成されている構成を採用すれば、光反射層および下部電極層と、上部電極層との短絡を防止することができる。 The present invention relates to both a bottom emission type light emitting device in which light generated in the functional layer is emitted from the lower electrode layer side and a top emission type light emitting device in which light generated in the functional layer is emitted from the upper electrode layer side. Can be applied to. In the former case, the lower electrode layer may have a light transmitting property while the counter electrode may have a light reflecting property. On the other hand, in the latter case, the lower electrode layer and the counter electrode are both light transmissive, while a metal light reflecting layer is formed on the lower layer side of the lower electrode layer. What is necessary is just to employ | adopt the structure which is. Also in this latter case, the outer peripheral edge of the light reflecting layer is located inward by a predetermined dimension from the inner peripheral edge of the bottom part of the partition wall, so that the space between the lower electrode layer and the light reflecting layer and the bottom part of the partition wall is reduced. If the configuration in which the groove in which the insulating layer is located on the bottom surface is formed so as to surround the light reflecting layer and the lower electrode layer is adopted, the light reflecting layer, the lower electrode layer, and the upper electrode A short circuit with the layer can be prevented.
本発明において、前記下部電極層、前記機能層および前記上部電極層は、例えば、エレクトロルミネッセンス素子を構成している。 In the present invention, the lower electrode layer, the functional layer, and the upper electrode layer constitute, for example, an electroluminescence element.
本発明を適用した発光装置は、携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDAなどの電子機器において表示装置として用いられる。また、本発明を適用した発光装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いられる。 A light-emitting device to which the present invention is applied is used as a display device in an electronic apparatus such as a mobile phone, a personal computer, or a PDA. A light emitting device to which the present invention is applied is used as an exposure head in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a printer.
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明に用いた各図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を相違させてある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings used for the following description, the scales are different for each layer and each member in order to make each layer and each member large enough to be recognized on the drawing.
(有機EL表示装置の全体構成)
図1は、自発光素子として有機EL素子を備えた有機EL表示装置の電気的構成を示すブロック図である。図2(A)、(B)は、有機EL表示装置の1画素分の平面図および断面図である。
(Overall configuration of organic EL display device)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an organic EL display device including an organic EL element as a self-luminous element. 2A and 2B are a plan view and a cross-sectional view of one pixel of the organic EL display device.
図1において、有機EL表示装置100は、有機半導体膜からなる機能膜に駆動電流が流れることによって発光するEL素子を薄膜トランジスタで駆動制御する発光装置であり、このタイプの発光装置を表示装置として用いた場合、発光素子が自己発光するため、バックライトを必要とせず、また、視野角依存性が少ないなどの利点がある。ここに示す有機EL表示装置100では、複数の走査線63と、この走査線63の延設方向に対して交差する方向に延設された複数のデータ線64と、これらのデータ線64に並列する複数の共通給電線65と、データ線64と走査線63との交差点に対応する画素15とが構成され、画素15は、画像表示領域にマトリクス状に配置されている。データ線64に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ線駆動回路51が構成されている。走査線63に対しては、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査線駆動回路54が構成されている。また、画素15の各々には、走査線63を介して走査信号がゲート電極に供給される画素スイチング用の薄膜トランジスタ6と、この薄膜トランジスタ6を介してデータ線64から供給される画像信号を保持する保持容量33と、この保持容量33によって保持された画像信号がゲート電極43に供給される電流制御用の薄膜トランジスタ7と、薄膜トランジスタ7を介して共通給電線65に電気的に接続したときに共通給電線65から駆動電流が流れ込む発光素子13とが構成されている。有機EL表示装置100でカラー表示を行う場合には、各画素15を赤色(R)、緑色(G)、青色(B)に対応させることになる。
In FIG. 1, an organic
このような有機EL表示装置100を構成するにあたって、より具体的には、図2(A)、(B)に示すように、素子基板を構成するガラス基板などからなる基板20上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜(図示せず)が形成され、この下地保護膜上に、薄膜トランジスタ7などを構成するための低温ポリシリコン膜からなる半導体膜9aが島状に形成されている。半導体膜9aには不純物の導入によってソース・ドレイン領域9b、9cが形成され、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域9dとなっている。下地保護膜および半導体膜9aの上層側にはゲート絶縁膜21が形成され、ゲート絶縁膜21上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなる走査線63およびゲート電極43が形成されている。走査線63、ゲート電極43およびゲート絶縁膜21の上層側には、第1層間絶縁膜22と第2層間絶縁膜23とがこの順に積層されている。ここで、第1層間絶縁膜22および第2層間絶縁膜23は、SiO2、TiO2などの無機絶縁膜から構成されている。
In constructing such an organic
第1層間絶縁膜22の上層には、第1層間絶縁膜22およびゲート絶縁膜21のコンタクトホール221、222を介してソース・ドレイン領域10b、10cにそれぞれ接続するソース・ドレイン電極26および共通給電線65が形成されている。また、第1層間絶縁膜22の上層にはデータ線64も形成されている。
A source /
第2層間絶縁膜22上には、ITO層からなる光透過性の画素電極11(上部電極層)が形成され、この画素電極11は、第2層間絶縁膜22のコンタクトホール221を介してソース・ドレイン電極26に電気的に接続している。従って、画素電極11は、薄膜トランジスタ7を介して共通給電線65に電気的に接続したとき、共通給電線65から駆動電流が流れ込む。
A light-transmissive pixel electrode 11 (upper electrode layer) made of an ITO layer is formed on the second
各画素15には、陽極としてのITO膜からなる画素電極11と、機能層13(有機機能層)と、陰極としての対向電極12(上部電極層)がこの順に積層された有機EL素子10(自発光素子)が形成されている。機能層13は、例えば、画素電極11上に積層された正孔注入層13aと、正孔注入層13a上に形成された発光層13bとから構成されている。発光層13bと対向電極12との間に電子注入層や電子輸送層が形成される場合もある。また、発光層13bと正孔注入層13aとの間に正孔輸送層が形成される場合もある。正孔注入層13aは、正孔を発光層13bに注入する機能を有しており、発光層13bでは、正孔注入層13aから注入された正孔と、対向電極12の側から注入された電子が再結合し、発光が得られる。ここで、多数の画素15は、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色に対応しており、このような色の対応は、機能層13を構成する材料の種類によって規定されている。
Each
本形態の有機EL表示装置100は、基板側に向けて表示光を出射するボトムエミッション型であり、対向電極12は、薄いカルシウム層やアルミニウム膜などからなり、光反射性を備えている。なお、有機EL表示装置100が、基板とは反対側に向けて表示光を出射するトップエミッション型である場合、図6を参照して後述するように、対向電極12は、薄いカルシウム層と、ITO層などからなる光透過性陰極層とから構成され、画素電極11の下層側には、画素電極11の略全体と重なるようにアルミニウム膜などからなる光反射層が形成される。
The organic
本形態では、隣接する画素15の境界領域には、画素電極11の周縁部を取り囲むように、感光性樹脂からなる隔壁5がバンクとして形成されている。隔壁5は、機能層13を形成する際にインクジェット法(液体吐出法)やスピンコート法などの液相プロセスを用いるとき、塗布される液状物の塗布領域を規定するものであり、その表面張力によって、液状物が均一な厚さで形成される。インクジェット式の液滴吐出装置としては、圧電体素子の体積変化により流動体を吐出させるピエゾジェットの液滴吐出装置や、エネルギー発生素子として電気熱変換体を用いた液滴吐出装置などが採用される。なお、液滴吐出装置としてはディスペンサー装置でもよい。ここで、液状物は、水性であると油性であるとを問わない。また、液状物については、流動性を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。また、液体材料に含まれる固体物質は融点以上に加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として分散させたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。
In this embodiment, a
なお、基板20の素子形成面側には、水や酸素の侵入を防ぐことによって、陰極層あるいは機能層の酸化を防止する封止樹脂(図示せず)が形成され、さらに封止基板(図示せず)が貼られることがある。
A sealing resin (not shown) is formed on the element forming surface side of the
(動作)
このように構成した有機EL表示装置100において、走査線63が駆動されて薄膜トランジスタ6がオン状態になると、そのときの信号線64の電位が保持容量33に保持され、この保持容量33の状態に応じて薄膜トランジスタ7の導通状態が制御される。また、薄膜トランジスタ7がオン状態になったとき、薄膜トランジスタ7を介して共通給電線65から画素電極11に電流が流れ、有機EL素子10では、機能層13を通じて対向電極12に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて発光層13bが発光する。そして、ボトムエミンション型の場合、発光層13bから発した光は、画素電極11および基板20を透過して出射される。これに対して、トップエミッション型の場合、対向電極12を透過して、観測者側に出射される一方、発光層13bから基板20に向けて出射された光は、画素電極11の下層に形成された光反射層によって反射され、対向電極12を透過して観測者側に出射される。
(Operation)
In the organic
(有機EL表示装置の製造方法)
図3(A)〜(K)は、本発明を適用した有機EL表示装置の製造方法を示す工程断面図である。図4(A)、(B)は、本発明を適用した有機EL表示装置の製造工程のうち、画素電極形成工程および隔壁形成工程を拡大して示す説明図である。図5(A)〜(E)は、本発明を適用した有機EL表示装置の製造工程のうち、液状物充填工程から上部電極層形成工程までを拡大して示す説明図である。
(Method for manufacturing organic EL display device)
3A to 3K are process cross-sectional views illustrating a method for manufacturing an organic EL display device to which the present invention is applied. 4A and 4B are explanatory views showing, in an enlarged manner, the pixel electrode forming step and the partition wall forming step in the manufacturing process of the organic EL display device to which the present invention is applied. FIGS. 5A to 5E are explanatory views showing, in an enlarged manner, from the liquid filling process to the upper electrode layer forming process in the manufacturing process of the organic EL display device to which the present invention is applied.
本形態の有機EL表示装置100を製造するには、まず、図3(A)に示すように、基板20を用意する。ここで、有機EL表示装置100がボトムエミッション型である場合、基板20としてはガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、特にガラスが好適に用いられる。また、基板20に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御するようにしてもよい。これに対して、有機EL表示装置100がトップエミッション型である場合、基板20は不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
In order to manufacture the organic
次に、基板20に対して、必要に応じてTEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスなどを原料としてプラズマCVD法により厚さ約200〜500nmのシリコン酸化膜からなる下地保護膜(図示せず)を形成する。
Next, a base protective film (not shown) made of a silicon oxide film having a thickness of about 200 to 500 nm is formed on the
次に、基板20の温度を約350℃に設定して、下地保護膜の表面にプラズマCVD法により厚さ約30〜70nmのアモルファスシリコン膜からなる半導体膜9を形成する。次に、半導体膜9に対してレーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程を行い、半導体膜9をポリシリコン膜に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が400mmのラインビームを用い、その出力強度は、例えば200mJ/cm2とする。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の90%に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
Next, the temperature of the
次に、図3(B)に示すように、半導体膜(ポリシリコン膜)9をパターニングして島状の半導体膜9aとし、その表面に対して、TEOSや酸素ガスなどを原料としてプラズマCVD法により厚さ約60〜150nmのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲート絶縁膜21を形成する。なお、半導体膜9aは、図1に示す薄膜トランジスタ7のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においては薄膜トランジスタ6のチャネル領域およびソース・ドレイン領域となる半導体膜も形成されている。すなわち、有機EL表示装置100では、二種類のトランジスタ6、7が同一の層間、あるいは異なる層間に形成されるが、概ね同一の手順で形成されるため、以下の説明では、薄膜トランジスタ7についてのみ説明し、薄膜トランジスタ6についてはその説明を省略する。
Next, as shown in FIG. 3B, the semiconductor film (polysilicon film) 9 is patterned to form an island-shaped
次に、図3(C)に示すように、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜からなる導電膜をスパッタ法により形成した後、これをパターニングし、ゲート電極43などを形成する。次に、この状態でリンなどの不純物を打ち込み、半導体膜9aに、ゲート電極43に対して自己整合的にソース・ドレイン領域9b、9cを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域9dとなる。
Next, as shown in FIG. 3C, a conductive film made of a metal film such as aluminum, tantalum, molybdenum, titanium, or tungsten is formed by sputtering, and then patterned to form a
次に、図3(D)に示すように、第1層間絶縁膜22を形成した後、コンタクトホール221、222を形成し、これらのコンタクトホール221、222を介してソース・ドレイン領域9b、9cに電気的に接続するソース・ドレイン電極26および共通給電線65を形成する。その際、データ線64なども形成する。
Next, as shown in FIG. 3D, after the first
次に、図3(E)に示すように、各配線の上面を覆うように、SiO2、TiO2などの無機絶縁膜からなる第2層間絶縁膜23を形成した後、第2層間絶縁膜23に対してソース・ドレイン電極26に対応する位置にコンタクトホール231を形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, a second
次に、図3(E)および図4(A)に示す画素電極形成工程(下部電極形成工程)において、第2層間絶縁膜23の上層にITO膜を形成した後、ITO膜をパターニングして、データ線64、走査線63および共通給電線65に囲まれた所定位置に画素電極11を形成する。
Next, in the pixel electrode formation step (lower electrode formation step) shown in FIGS. 3E and 4A, an ITO film is formed on the second
次に、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理(O2プラズマ処理)を行い、画素電極11、および第2層間絶縁膜23のうち、画素電極11から露出している部分235に、正孔注入層13aおよび発光層13bを形成するための液状物に対する親液性を付与する。ここで、第2層間絶縁膜23は、SiO2、TiO2などの無機絶縁膜からなるため、正孔注入層13aおよび発光層13bを形成するための液状物の組成によっては、プラズマ処理を行わなくても、親液性を備えている場合があり、この場合、プラズマ処理は省略できる。
Next, plasma processing (O 2 plasma processing) using oxygen as a processing gas in an air atmosphere is performed, and the portion 235 exposed from the
次に、図3(F)および図4(B)に示す隔壁形成工程において、正孔注入層13aおよび発光層13bの形成場所を囲むように隔壁5を形成する。その結果、隔壁5の内側には凹部51が形成される。隔壁5は、仕切り部材として機能するものであり、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の絶縁性有機材料、あるいはポリシラザン等の絶縁性無機材料で形成する。隔壁5の膜厚については、例えば1〜2μmの高さとなるように形成する。
Next, in the partition formation step shown in FIGS. 3F and 4B, the
本形態では、画素電極11の外周縁115が隔壁5の底部の内周縁505より所定の寸法dだけ内側に位置させて、画素電極11と隔壁5の底部との間には、画素電極11の周りを囲むように、底面に第2層間絶縁膜23が位置する溝130を形成しておく。このような溝130は、画素電極11の周りの全体を囲むように形成される。
In this embodiment, the outer
次に、隔壁5に対してフッ素化処理を行い、隔壁5に対して、正孔注入層13aおよび発光層13bを形成するための液状物に対する撥液性を付与する。このような撥液性を付与するためには、例えば、隔壁5の表面をフッ素系化合物などで表面処理するといった方法が採用される。フッ素化合物としては、例えばCF4、SF5、CHF3などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、UV照射処理などが挙げられる。
Next, the
次に、図3(G)および図5(A)に示す第1の液滴吐出工程(液状物充填工程)においては、基板20の上面を上に向けた状態で、液状の正孔注入層形成材料40a(液状物)を、液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドより、隔壁5に囲まれた凹部51内に選択的に充填する。その際、正孔注入層形成材料40aは、流動性が高いため水平方向に広がろうとするが、塗布された位置を囲んで隔壁5が形成されているので、正孔注入層形成材料40aは隔壁5を越えてその外側に広がることがない。ここで、正孔注入層形成材料40aとしては、例えば、ポリオレフィン誘導体である3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)を正孔注入材料として用い、これを有機溶剤を主溶媒として分散させてなる分散液が好適に用いられる。但し、正孔注入材料としては、前記のものに限定されることなく、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1,1−ビス−(4−N、N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム等を用いることもできる。
Next, in the first droplet discharging step (liquid filling step) shown in FIGS. 3G and 5A, the liquid hole injection layer is placed with the upper surface of the
このようにして正孔注入層形成材料40aを液滴吐出ヘッドから吐出して所定位置に配置した後、液状の正孔注入層形成材料40aに対して乾燥処理を行い、正孔注入層形成材料40a中の分散媒を蒸発させ、正孔注入層形成材料40aを固化させる(固化工程)。その結果、図3(H)および図5(B)に示すように、画素電極11上に正孔注入層13aが形成される。
In this way, after the hole injection
次に、図3(I)および図5(C)に示す第2の液滴吐出工程(液状物充填工程)においては、基板20の上面を上に向けた状態で、上述した液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドより液状物として発光層形成材料40b(液状物)を、隔壁5に囲まれた凹部51内に選択的に充填する。発光材料としては、例えば分子量が1000以上の高分子材料が用いられる。具体的には、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープしたものが用いられる。なお、このような高分子材料としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外にも、例えば特開平11−40358号公報に示される有機EL素子用組成物、すなわち共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも1種の蛍光色素とを含んでなる有機EL素子用組成物も、発光層形成材料として使用可能である。このような発光材料を溶解あるいは分散する有機溶媒としては、非極性溶媒が好適とされ、特に発光層が正孔注入層13aの上に形成されることから、この正孔注入層13aに対して不溶なものが用いられる。具体的には、キシレン、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等が好適に用いられる。なお、発光層形成材料40bの吐出による発光層の形成は、赤色の発色光を発光する発光層の形成材料、緑色の発色光を発光する発光層の形成材料、青色の発色光を発光する発光層の形成材料を、それぞれ対応する画素に吐出し塗布することによって行う。また、各色に対応する画素は、これらが規則的な配置となるように予め決められている。
Next, in the second droplet discharge step (liquid filling step) shown in FIGS. 3I and 5C, the above-described droplet discharge device is described with the upper surface of the
このようにして各色の発光層形成材料40bを吐出した後、液状の発光層形成材料40bに対して乾燥処理を行い、発光層形成材料40b中の分散媒を蒸発させ、発光層形成材料40bを固化させる(固化工程)。その結果、図3(J)および図5(D)に示すように、正孔注入層13a上に固形の発光層13bが形成される。これにより、正孔注入層13aおよび発光層13bからなる機能層13が形成される。
After discharging the light emitting
ここで、機能層13の厚さは、画素電極11の厚さの1/2倍以上であることが好ましい。言い換えれば、画素電極11の厚さは、機能層13の厚さの2倍以下であることが好ましい。
Here, the thickness of the
なお、発光層形成材料40bの乾燥処理については、発光層形成材料40bのガラス転移点未満の温度、例えば100°未満の温度で加熱することにより、乾燥するのが好ましい。このような温度で乾燥することにより、発光層形成材料40b中の溶剤の蒸発速度を比較的低く抑えることができるとともに、発光層形成材料40bの液状化による流動も抑えることができ、その結果、得られる発光層13bについても十分に平坦化することができる。また、発光層形成の際の乾燥処理によって生じる熱的ダメージが、発光層発光層13bだけでなく正孔注入層13aに対しても小さくなり、初期輝度の低下などによる表示性能の低下が抑制される。ここで、正孔注入層13aと発光層13bの他、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層を形成する場合には、同様な方法で形成することができるので、それらの説明を省略する。
In addition, about the drying process of the light emitting
次に、図3(K)および図5(E)に示すように、基板20の表面全体に、あるいはストライプ状に、LiF/Al(LiFとAlとの積層膜)やMgAg、あるいはLiF/Ca/Al(LiFとCaとAlとの積層膜)を蒸着法等によって成膜し、対向電極12を形成する。その後、封止を行った後、さらに配線等の各種要素を形成することにより、有機EL素子10を各画素15に備えた有機EL表示装置100を製造する。
Next, as shown in FIGS. 3K and 5E, LiF / Al (a laminated film of LiF and Al), MgAg, or LiF / Ca is formed on the entire surface of the
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、液状物(正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40b)の充填工程を行う前に、画素電極11および隔壁5を形成する際、画素電極11の外周縁115を隔壁5の底部の内周縁505より所定の寸法dだけ内側に位置させて画素電極11と隔壁5の底部との間には、画素電極11の周りを囲むように、底面に第2層間絶縁膜23が位置する溝130を形成しておく。このため、隔壁5により囲まれた凹部51内に正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bを充填した際、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bが隔壁5ではじかれても、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bは、溝130内にも充填され、画素電極11を確実に覆う従って、隔壁5により形成された隅部分で正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bが薄くなった場合でも、薄くなった部分では、底面に第2層間絶縁膜23が位置し、画素電極11が存在しない。それ故、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bを固化させて機能層13を形成した後、機能層13の上層に対向電極12を形成したときでも、画素電極11と対向電極12とが短絡することがない。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, when the
また、画素電極11の上層では、機能層13が隔壁5の撥液性から受ける影響を緩和できるため、機能層13の厚さが画素電極11上の位置によってばらつかない。それ故、輝度むらの発生を防止することができるという利点もある。
In addition, since the influence of the
しかも、本形態では、画素電極11の外周縁115と隔壁5の底部の内周縁505の相対位置を変更するだけであるため、製造工程数が増えないので、生産性が低下することもない。
In addition, in this embodiment, since only the relative positions of the outer
また、本形態において、隔壁5は、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bに対して撥液性を備えているため、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bが隔壁5の外にはみ出ることを確実に防止することができる。この場合、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bは、隔壁5の側面によって、より強力にはじかれることになるが、このような場合でも、画素電極11と対向電極12とが短絡することがない。
In this embodiment, since the
さらに、本形態において、溝130の底面に位置する第2層間絶縁膜24には、正孔注入層形成材料40aおよび発光層形成材料40bに対する親液性が付与されているため、溝130内を確実に液状物を充填することができる。
Further, in this embodiment, the second
さらにまた、本形態において、機能層13の厚さは、画素電極11の厚さの1/2倍以上である。言い換えれば、画素電極11の厚さは、機能層13の厚さの2倍以下である。従って、画素電極11の角部分114で機能層13が極端に薄くなることを防止することができる。それ故、機能層13の厚さが画素電極11上の位置によってばらつかないので、輝度むらの発生を防止することができる。なお、溝130の幅については、画素電極11と対向電極12との短絡を防止できる寸法であればよい。
Furthermore, in this embodiment, the thickness of the
[その他の実施の形態]
上記有機EL表示装置100は、ボトムエミッション型であるため、画素電極11を透過して基板20の側から光が出射される。このような場合には、出射光がソース・ドレイン電極26や薄膜トランジスタ7などで遮られて出射光量が低下する。このような出射光量の低下が問題点となる場合には、画素電極11の一部を隔壁5と平面的に重なる領域まで延ばし、隔壁5と平面的に重なる領域にコンタクトホール221を形成してもよい。この場合には、画素電極11の一部と隔壁とが重なるため、部分的に溝130を形成できない箇所が発生するが、かかる箇所は極めて狭いので、画素電極11と対向電極12とが短絡が発生する可能性は極めて低いといえる。
[Other embodiments]
Since the organic
これに対して、有機EL表示装置100がトップエミッション型である場合、対向電極12の側から光が出射されるので、上記形態で説明したような形態、すなわち、機能層13と平面的に重なる領域にコンタクトホール221を形成しても出射光量の低下は発生しない。
On the other hand, when the organic
但し、トップエミッション型の場合、図6に示すように、画素電極11の下層側には、画素電極11の略全体と重なるようにアルミニウム膜などからなる光反射層16が形成される。この場合も、光反射層16の外周縁165については、画素電極11の外周縁115と同様、隔壁5の底部の内周縁505より所定の寸法だけ内側に位置させて、画素電極11および光反射層と隔壁5の底部との間には、画素電極11および光反射層の周りを囲むように、底面に第2層間絶縁膜23が位置する溝130を形成しておけば、画素電極11および光反射層16と、対向電極12との短絡を防止することができる。
However, in the case of the top emission type, as shown in FIG. 6, a
上記形態では、機能層13の形成領域の平面形状、および隔壁5によって形成された凹部51の平面形状が矩形であったが、液状物が隔壁5によって形成された凹部51の隅々まで行き渡るように、図7(A)に示すように、隔壁5によって形成された凹部51の平面形状については角が丸まった矩形形状、あるいは、図7(B)に示すように、隔壁5によって形成された凹部51の平面形状が楕円形状や長円形状とすることがある。これらのいずれの形態を採用した場合にも、画素電極11および隔壁5を形成する際、画素電極11の外周縁115を隔壁5の底部の内周縁505より所定の寸法dだけ内側に位置させて画素電極11と隔壁5の底部との間には、画素電極11の周りを囲むように、底面に第2層間絶縁膜23が位置する溝130を形成しておけば、画素電極11と対向電極12との短絡を防止することができる。
In the above embodiment, the planar shape of the formation region of the
上記形態では、機能層13を形成する際の液相プロセスとして、インクジェット法により、隔壁5によって形成された凹部51内に液滴を吐出して充填する構成であったが、液状物をスピンコート法により塗布して、隔壁5によって形成された凹部51内に液状物を充填する場合に本発明を適用してもよい。
In the above embodiment, the liquid phase process for forming the
また、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能であり、実施形態で挙げた具体的な材料や構成などは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。従って、EL表示装置の他、プラズマディスプレイ装置、電子放出素子を用いた装置(Field Emission Display及びSurface‐Conduction Electron‐Emitter Display等)などの各種電気光学装置に本発明を適用してもよい。また、本発明を適用した電気光学装置については、携帯電話機、パーソナルコンピュータやPDAなど、様々な電子機器において表示装置として用いることができる。また、本発明を適用した発光装置は、デジタル複写機やプリンタなどの画像形成装置における露光用ヘッドとして用いることもできる。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention, and the specific materials and configurations described in the embodiment are included. These are merely examples, and can be changed as appropriate. Therefore, in addition to an EL display device, the present invention may be applied to various electro-optical devices such as a plasma display device and a device using an electron-emitting device (Field Emission Display, Surface-Conduction Electron-Emitter Display, etc.). In addition, the electro-optical device to which the present invention is applied can be used as a display device in various electronic devices such as a mobile phone, a personal computer, and a PDA. The light emitting device to which the present invention is applied can also be used as an exposure head in an image forming apparatus such as a digital copying machine or a printer.
5 隔壁、6、7 薄膜トランジスタ、11 画素電極(上部電極層)、13 機能層(有機機能層)、12 対向電極(上部電極層)、10 有機EL素子(自発光素子)、13a 正孔注入層、13b 発光層、16 光反射層、20 基板、21、22 層間絶縁膜、40a 正孔注入層形成材料(液状物)、40b 発光層形成材料(液状物)、51 隔壁によって構成された凹部、63 走査線、64 データ線、65 共通給電線、100 有機EL表示装置(発光装置)、115 画素電極の外周縁、130 溝、165 光反射層の外周縁、505 隔壁底部の内周縁 5 partition walls, 6 and 7 thin film transistors, 11 pixel electrodes (upper electrode layers), 13 functional layers (organic functional layers), 12 counter electrodes (upper electrode layers), 10 organic EL elements (self-emitting elements), 13a hole injection layers , 13b light emitting layer, 16 light reflecting layer, 20 substrate, 21, 22 interlayer insulation film, 40a hole injection layer forming material (liquid material), 40b light emitting layer forming material (liquid material), 51 recess formed by partition walls, 63 scanning lines, 64 data lines, 65 common power supply lines, 100 organic EL display devices (light emitting devices), 115 outer peripheral edges of pixel electrodes, 130 grooves, 165 outer peripheral edges of light reflecting layers, 505 inner peripheral edges of partition walls
Claims (12)
前記下部電極層の外周縁が前記隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置し、前記下部電極層と前記隔壁の底部との間には、前記下部電極層の周りを囲むように、底面に絶縁層が位置する溝が形成されていることを特徴とする発光装置。 In the light emitting device in which the lower electrode layer and the functional layer are laminated in this order in the region surrounded by the partition wall, and the upper electrode layer is laminated on the upper layer of the functional layer,
An outer peripheral edge of the lower electrode layer is positioned inward by a predetermined dimension from an inner peripheral edge of the bottom of the barrier rib, and surrounds the lower electrode layer between the lower electrode layer and the bottom of the barrier rib. A light emitting device, wherein a groove in which an insulating layer is located is formed on a bottom surface.
当該光反射層の外周縁が前記隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置することにより、前記下部電極層および前記光反射層と前記隔壁の底部との間には、底面に前記絶縁層が位置する前記溝が前記光反射層および前記下部電極層の周りを囲むように形成されていることを特徴とする発光装置。 7. The method according to claim 1, wherein the lower electrode layer and the counter electrode are both light transmissive, and a metal light reflecting layer is formed on a lower layer side of the lower electrode layer. ,
The outer peripheral edge of the light reflecting layer is located inward by a predetermined dimension from the inner peripheral edge of the bottom of the partition wall, so that the bottom electrode layer and the light reflecting layer and the bottom of the partition wall have the bottom surface on the bottom surface. The light emitting device, wherein the groove in which the insulating layer is located is formed so as to surround the light reflecting layer and the lower electrode layer.
前記液状物充填工程を行う前に、前記下部電極層および前記隔壁を形成する際、前記下部電極層の外周縁を前記隔壁の底部の内周縁より所定の寸法だけ内側に位置させることにより、前記下部電極層と前記隔壁の底部との間には、前記下部電極層の周りを囲むように、底面に絶縁層が位置する溝を形成しておくことを特徴とする発光装置の製造方法。 A liquid filling step of filling a liquid in a recess surrounded by a partition above the lower electrode layer; a solidification step of solidifying the liquid to form a functional layer; and an upper electrode layer above the functional layer In a method for manufacturing a light emitting device having an upper electrode layer forming step of laminating
Before forming the liquid material filling step, when forming the lower electrode layer and the partition, the outer peripheral edge of the lower electrode layer is positioned inward by a predetermined dimension from the inner peripheral edge of the bottom of the partition, A method for manufacturing a light-emitting device, characterized in that a groove in which an insulating layer is located on a bottom surface is formed between a lower electrode layer and a bottom portion of the partition so as to surround the lower electrode layer.
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