JP2006107745A - Organic el display device - Google Patents

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JP2006107745A JP2004288414A JP2004288414A JP2006107745A JP 2006107745 A JP2006107745 A JP 2006107745A JP 2004288414 A JP2004288414 A JP 2004288414A JP 2004288414 A JP2004288414 A JP 2004288414A JP 2006107745 A JP2006107745 A JP 2006107745A
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直忠 岡田
Junichi Tonotani
純一 戸野谷
Hiroshi Sano
浩 佐野
Satoshi Okuya
聡 奥谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic EL display device having excellent light extraction efficiency and manufacturable at a low cost. <P>SOLUTION: This organic EL display device 1 is provided with: an organic EL element 40 having an optically-transparent back electrode 41, an optically-transparent front electrode 43 facing to the back electrode 41 and an organic matter layer 42 interlaid between the back electrode 41 and the front electrode 43 and including a luminescent layer; a reflecting layer 70 facing the back electrode 41; and an optically-transparent flattened layer 60 interlaid between the reflecting layer 70 and the organic EL element 40. The device is characterized in that the facing layer of the reflecting layer 70 to the organic EL element 40 includes a plurality of projecting parts and recessed parts formed at nearly constant intervals and each having a normally-tapered cross-sectional shape; the height of each projecting part and the depth of each recessed part are not smaller than 0.5 μm; the interval is not smaller than 3 μm; and, when viewing one cross section of the reflecting layer 70, the facing surface of the reflecting layer 70 to the organic EL element 40 has a nearly sine-wave form. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置に関する。   The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) display device.

有機ＥＬ表示装置は自己発光表示装置であるため、視野角が広く、応答速度が速い。また、バックライトが不要であるため、薄型軽量化が可能である。これらの理由から、近年、有機ＥＬ表示装置は、液晶表示装置に代わる表示装置として注目されている。   Since the organic EL display device is a self-luminous display device, the viewing angle is wide and the response speed is fast. In addition, since a backlight is not necessary, it is possible to reduce the thickness and weight. For these reasons, in recent years, organic EL display devices have attracted attention as display devices that replace liquid crystal display devices.

有機ＥＬ表示装置の主要部である有機ＥＬ素子は、光透過性の前面電極と、これと対向した光反射性又は光透過性の背面電極と、それらの間に介在するとともに発光層を含んだ有機物層とで構成されており、有機物層に電気を流すことにより発光する電荷注入型の自発光素子である。有機ＥＬ表示装置で表示を行うためには、発光層が放出する光を前面電極から出射させる必要があるが、素子内で前面側へと進行する光のうち広角側へと進行する光は、前面電極界面で全反射される。そのため、有機物層が放出する光の多くを有機ＥＬ素子の前面側に取り出すことができない，すなわち光取り出し効率が低い，という問題があった。   An organic EL element which is a main part of an organic EL display device includes a light-transmitting front electrode, a light-reflective or light-transmitting back electrode facing the light-transmitting front electrode, and a light-emitting layer interposed therebetween. This is a charge injection type self-luminous element that is composed of an organic material layer and emits light when electricity is passed through the organic material layer. In order to perform display on the organic EL display device, it is necessary to emit light emitted from the light emitting layer from the front electrode. Among the light traveling to the front side in the element, the light traveling to the wide angle side is Total reflection at the front electrode interface. Therefore, there is a problem that most of the light emitted from the organic material layer cannot be extracted to the front side of the organic EL element, that is, the light extraction efficiency is low.

このような問題に対し、以下の特許文献１には、回折格子又はゾーンプレートを利用することが記載されている。この技術によれば、光取り出し効率を高めることができる。   In order to solve such a problem, the following Patent Document 1 describes using a diffraction grating or a zone plate. According to this technique, the light extraction efficiency can be increased.

しかしながら、例えば、回折格子を利用して光取り出し効率を高めるためには、格子定数を極めて小さくしなければならない。そのため、回折格子を形成するのに、例えば、電子ビーム描画などのように長時間を要する又は高コストな微細加工技術を利用しなければならない。
特許第２９９１１８３号公報 However, for example, in order to increase the light extraction efficiency using a diffraction grating, the grating constant must be extremely small. Therefore, it is necessary to use a microfabrication technique that takes a long time or is expensive, such as electron beam drawing, in order to form the diffraction grating.
Japanese Patent No. 2911183

本発明の目的は、光の取り出し効率に優れ且つ安価に製造可能な有機ＥＬ表示装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an organic EL display device that is excellent in light extraction efficiency and can be manufactured at low cost.

本発明の第１側面によると、光透過性の背面電極と、前記背面電極と向き合った光透過性の前面電極と、前記背面電極と前記前面電極との間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、前記背面電極と向き合った反射層と、前記反射層と前記有機ＥＬ素子との間に介在した光透過性の平坦化層とを具備し、前記反射層の前記有機ＥＬ素子との対向面は、略一定のピッチで配列すると共に各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部又は凹部を含み、前記凸部の高さ又は前記凹部の深さは０．５μｍ以上であり、前記ピッチは３μｍ以上であり、前記反射層の一断面を見た場合に、前記反射層の前記有機ＥＬ素子との対向面は略正弦波形状を有していることを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, the light-transmitting back electrode, the light-transmitting front electrode facing the back electrode, and the light emitting layer are interposed between the back electrode and the front electrode. An organic EL device comprising an organic layer, a reflective layer facing the back electrode, and a light-transmitting planarizing layer interposed between the reflective layer and the organic EL device, the reflective layer The surface facing the organic EL element includes a plurality of convex portions or concave portions that are arranged at a substantially constant pitch and each have a forward tapered cross-sectional shape, and the height of the convex portion or the depth of the concave portion. Is 0.5 μm or more, the pitch is 3 μm or more, and when the cross section of the reflective layer is viewed, the surface of the reflective layer facing the organic EL element has a substantially sinusoidal shape. An organic EL display device is provided.

本発明の第２側面によると、光透過性の背面電極と、前記背面電極と向き合った光透過性の前面電極と、前記背面電極と前記前面電極との間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、前記背面電極と向き合った反射層と、前記反射層と前記有機ＥＬ素子との間に介在した光透過性の平坦化層とを具備し、前記反射層の前記有機ＥＬ素子との対向面は、各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部又は凹部を含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, the light-transmitting back electrode, the light-transmitting front electrode facing the back electrode, and the light emitting layer are interposed between the back electrode and the front electrode. An organic EL device comprising an organic layer, a reflective layer facing the back electrode, and a light-transmitting planarizing layer interposed between the reflective layer and the organic EL device, the reflective layer The organic EL display device is characterized in that the surface facing the organic EL element includes a plurality of convex portions or concave portions each having a forward tapered cross-sectional shape.

本発明によると、光の取り出し効率に優れ且つ安価に製造可能な有機ＥＬ表示装置が提供される。   According to the present invention, an organic EL display device that is excellent in light extraction efficiency and can be manufactured at low cost is provided.

以下、本発明の態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同様又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same referential mark is attached | subjected to the component which exhibits the same or similar function, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図１は、本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図である。図１では、有機ＥＬ表示装置１を、その表示面，すなわち前面または光出射面，が上方を向き、背面が下方を向くように描いている。   FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device according to an aspect of the present invention. In FIG. 1, the organic EL display device 1 is depicted such that its display surface, that is, the front surface or the light emitting surface faces upward, and the back surface faces downward.

図１に示す有機ＥＬ表示装置１は、アクティブマトリクス型駆動方式を採用した上面発光型の有機ＥＬ表示装置である。   An organic EL display device 1 shown in FIG. 1 is a top emission type organic EL display device that employs an active matrix driving method.

この有機ＥＬ表示装置１は、例えば、ガラス基板などの絶縁基板１０を含んでいる。
絶縁基板１０上では、複数の画素がマトリクス状に配列している。各画素は、画素回路と有機ＥＬ素子４０とを含んでいる。 The organic EL display device 1 includes an insulating substrate 10 such as a glass substrate, for example.
On the insulating substrate 10, a plurality of pixels are arranged in a matrix. Each pixel includes a pixel circuit and an organic EL element 40.

画素回路は、例えば、一対の電源端子間で有機ＥＬ素子４０と直列に接続された駆動制御素子（図示せず）及び出力制御スイッチ２０と、画素スイッチ（図示せず）とを含んでいる。駆動制御素子は、その制御端子が画素スイッチを介して映像信号線（図示せず）に接続されており、映像信号線から供給される映像信号に対応した大きさの電流を出力制御スイッチ２０を介して有機ＥＬ素子４０へ出力する。また、画素スイッチの制御端子は走査信号線（図示せず）に接続されており、走査信号線から供給される走査信号によりスイッチング動作が制御される。なお、これら画素には、他の構造を採用することも可能である。   The pixel circuit includes, for example, a drive control element (not shown) and an output control switch 20 connected in series with the organic EL element 40 between a pair of power supply terminals, and a pixel switch (not shown). The drive control element has a control terminal connected to a video signal line (not shown) via a pixel switch, and outputs a current having a magnitude corresponding to the video signal supplied from the video signal line to the output control switch 20. To the organic EL element 40. The control terminal of the pixel switch is connected to a scanning signal line (not shown), and the switching operation is controlled by the scanning signal supplied from the scanning signal line. Note that other structures may be employed for these pixels.

基板１０上には、アンダーコート層１２として、例えば、ＳｉＮx層とＳｉＯx層とが順次積層されている。アンダーコート層１２上には、例えばチャネル及びソース・ドレインが形成されたポリシリコン層である半導体層１３、例えばＴＥＯＳ（TetraEthyl OrthoSilicate）などを用いて形成され得るゲート絶縁膜１４、及び例えばＭｏＷなどからなるゲート電極１５が順次積層されており、それらはトップゲート型の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を構成している。この例では、これらＴＦＴは、画素スイッチ、出力制御スイッチ２０、駆動制御素子のＴＦＴとして利用している。また、ゲート絶縁膜１４上には、ゲート電極１５と同一の工程で形成可能な走査信号線（図示せず）がさらに配置されている。 On the substrate 10, for example, a SiN x layer and a SiO x layer are sequentially stacked as the undercoat layer 12. On the undercoat layer 12, for example, a semiconductor layer 13, which is a polysilicon layer in which a channel and source / drain are formed, a gate insulating film 14 that can be formed using, for example, TEOS (TetraEthyl OrthoSilicate), etc., and MoW, for example, The gate electrodes 15 are sequentially stacked, and they constitute a top gate type thin film transistor (hereinafter referred to as TFT). In this example, these TFTs are used as pixel switches, output control switches 20, and drive control element TFTs. A scanning signal line (not shown) that can be formed in the same process as the gate electrode 15 is further disposed on the gate insulating film 14.

ゲート絶縁膜１４及びゲート電極１５は、例えばプラズマＣＶＤ法などにより成膜されたＳｉＯxなどからなる層間絶縁膜１７で被覆されている。層間絶縁膜１７上にはソース・ドレイン電極２１が配置されており、それらは、例えばＳｉＮxなどからなるパッシベーション膜１８で埋め込まれている。ソース・ドレイン電極２１は、例えば、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの三層構造を有しており、層間絶縁膜１７に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴのソース・ドレインに電気的に接続されている。また、層間絶縁膜１７上には、ソース・ドレイン電極２１と同一の工程で形成可能な映像信号線（図示せず）がさらに配置されている。 The gate insulating film 14 and the gate electrode 15 are covered with an interlayer insulating film 17 made of, for example, SiO x formed by a plasma CVD method or the like. A source / drain electrode 21 is disposed on the interlayer insulating film 17 and is buried with a passivation film 18 made of, for example, SiN x . The source / drain electrode 21 has, for example, a three-layer structure of Mo / Al / Mo, and is electrically connected to the source / drain of the TFT through a contact hole provided in the interlayer insulating film 17. . Further, video signal lines (not shown) that can be formed in the same process as the source / drain electrodes 21 are further arranged on the interlayer insulating film 17.

パッシベーション膜１８上には、絶縁性の下地層１９が形成されている。下地層１９の材料としては、例えば樹脂などを使用することができる。   An insulating base layer 19 is formed on the passivation film 18. As a material of the foundation layer 19, for example, a resin can be used.

下地層１９の有機ＥＬ素子４０との対向面は、各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部を含んでいる。なお、「順テーパ状の断面形状を有する凸部」とは、膜面に垂直な一断面を見た場合に、下方から上方に向けて幅が減少している凸部を意味する。図１では、これら凸部の断面は、それぞれ曲線を有しており、下地層１９の上面に略正弦波形状を生じさせている。   The surface of the base layer 19 facing the organic EL element 40 includes a plurality of convex portions each having a forward tapered cross-sectional shape. Note that “a convex portion having a forward tapered cross-sectional shape” means a convex portion whose width decreases from the bottom to the top when one cross section perpendicular to the film surface is viewed. In FIG. 1, the cross sections of these convex portions each have a curve, and a substantially sine wave shape is generated on the upper surface of the base layer 19.

下地層１９の凸部は、典型的には、下地層１９をその膜面に垂直な方向から観察した場合に周期構造を形成するように設ける。例えば、これら凸部は、下地層１９をその膜面に垂直な方向から観察した場合に、三角格子又は正方格子などのような二次元配列構造を形成するように設ける。   The protrusions of the underlayer 19 are typically provided so as to form a periodic structure when the underlayer 19 is observed from a direction perpendicular to the film surface. For example, these convex portions are provided so as to form a two-dimensional array structure such as a triangular lattice or a square lattice when the base layer 19 is observed from a direction perpendicular to the film surface.

下地層１９上には、反射層７０が配置されている。反射層７０の上面は、下地層１９の上面に沿った形状を有している。すなわち、反射層７０の上面は、各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部を含んでいる。図１では、これら凸部は、それぞれ曲面を有しており、反射層７０の上面に略正弦波形状を生じさせている。反射層７０の材料としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム−ネオジムなどのアルミニウム合金、銀及び銀合金などを使用することができる。   A reflective layer 70 is disposed on the base layer 19. The upper surface of the reflective layer 70 has a shape along the upper surface of the base layer 19. That is, the upper surface of the reflective layer 70 includes a plurality of convex portions each having a forward tapered cross-sectional shape. In FIG. 1, each of these convex portions has a curved surface, and a substantially sine wave shape is generated on the upper surface of the reflective layer 70. As a material of the reflective layer 70, for example, aluminum, aluminum alloys such as aluminum-neodymium, silver, and silver alloys can be used.

下地層１９及び反射層７０上には、平坦化層６０が形成されている。平坦化層６０は、有機ＥＬ素子４０に平坦な下地を提供する。平坦化層６０の材料としては、例えば、シリコーン樹脂やアクリル樹脂などの透明な樹脂を使用することができる。   A planarizing layer 60 is formed on the base layer 19 and the reflective layer 70. The planarization layer 60 provides a flat base for the organic EL element 40. As a material of the planarization layer 60, for example, a transparent resin such as a silicone resin or an acrylic resin can be used.

平坦化層６０上には、光透過性の第１電極４１が互いから離間して並置されている。各第１電極４１は、反射層７０と向き合うように配置されている。また、各第１電極４１は、パッシベーション膜１８、下地層１９、平坦化層６０に設けた貫通孔を介して、ドレイン電極２１に接続されている。   On the planarizing layer 60, the light transmissive first electrodes 41 are juxtaposed apart from each other. Each first electrode 41 is disposed to face the reflective layer 70. Each first electrode 41 is connected to the drain electrode 21 through a through hole provided in the passivation film 18, the base layer 19, and the planarization layer 60.

第１電極４１は、この例では陽極である。第１電極４１の材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）のような透明導電性酸化物を使用することができる。   The first electrode 41 is an anode in this example. As a material of the first electrode 41, for example, a transparent conductive oxide such as ITO (Indium Tin Oxide) can be used.

平坦化層６０上には、さらに、隔壁絶縁層５０が配置されている。この隔壁絶縁層５０には、第１電極４１に対応した位置に貫通孔が設けられている。隔壁絶縁層５０は、例えば、有機絶縁層であり、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。   On the planarizing layer 60, a partition insulating layer 50 is further disposed. The partition insulating layer 50 is provided with a through hole at a position corresponding to the first electrode 41. The partition insulating layer 50 is an organic insulating layer, for example, and can be formed using a photolithography technique.

隔壁絶縁層５０の貫通孔内で露出した第１電極４１上には、発光層を含んだ有機物層４２が配置されている。発光層は、例えば、発光色が赤色、緑色、または青色のルミネセンス性有機化合物を含んだ薄膜である。この有機物層４２は、発光層以外の層をさらに含むことができる。例えば、有機物層４２は、第１電極４１から発光層への正孔の注入を媒介する役割を果たすバッファ層をさらに含むことができる。また、有機物層４２は、正孔輸送層、ブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などもさらに含むことができる。   An organic layer 42 including a light emitting layer is disposed on the first electrode 41 exposed in the through hole of the partition insulating layer 50. The light emitting layer is, for example, a thin film containing a luminescent organic compound whose emission color is red, green, or blue. The organic layer 42 can further include layers other than the light emitting layer. For example, the organic layer 42 may further include a buffer layer that plays a role in mediating injection of holes from the first electrode 41 to the light emitting layer. The organic layer 42 may further include a hole transport layer, a blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like.

隔壁絶縁層５０及び有機物層４２は、光透過性の第２電極４３で被覆されている。第２電極４３は、この例では、各画素共通に連続して設けられた陰極である。第２電極４３は、パッシベーション膜１８、下地層１９、平坦化層６０、隔壁絶縁層５０に設けられたコンタクトホール（図示せず）を介して、映像信号線と同一の層上に形成された電極配線に電気的に接続されている。それぞれの有機ＥＬ素子４０は、これら第１電極４１、有機物層４２及び第２電極４３で構成されている。   The partition insulating layer 50 and the organic layer 42 are covered with a light transmissive second electrode 43. In this example, the second electrode 43 is a cathode provided continuously in common with each pixel. The second electrode 43 is formed on the same layer as the video signal line through a contact hole (not shown) provided in the passivation film 18, the base layer 19, the planarization layer 60, and the partition insulating layer 50. It is electrically connected to the electrode wiring. Each organic EL element 40 includes the first electrode 41, the organic material layer 42, and the second electrode 43.

この有機ＥＬ表示装置１では、通常、水分や酸素などとの接触により有機ＥＬ素子４０が劣化するのを防止するために、缶封止又は保護膜封止を行う。また、この有機ＥＬ表示装置１では、通常、有機ＥＬ素子４０の前面側に偏光板を配置する。   In the organic EL display device 1, can sealing or protective film sealing is usually performed in order to prevent the organic EL element 40 from being deteriorated by contact with moisture or oxygen. In the organic EL display device 1, a polarizing plate is usually disposed on the front side of the organic EL element 40.

ところで、発光層が放出する光の一部は、有機ＥＬ表示装置１の前面側の何れかの界面で全反射される。この光の一部は、各構成要素の屈折率を適宜設定すれば、第１電極４１と平坦化層６０との界面を透過する。以下、この光を全反射光という。   By the way, a part of the light emitted from the light emitting layer is totally reflected at any interface on the front side of the organic EL display device 1. A part of this light passes through the interface between the first electrode 41 and the planarizing layer 60 if the refractive index of each component is appropriately set. Hereinafter, this light is referred to as total reflection light.

反射層７０の上面が平坦面であり且つ第１電極４１の下面と平行である場合、発光層が放出する光が第１電極４１から平坦化層６０に入射するときの屈折角と、この光が反射層７０によって反射されて平坦化層６０から第１電極４１に入射するときの入射角とは互いに等しい。そのため、先の全反射光は、有機ＥＬ表示装置１の内部に閉じ込められる。   When the upper surface of the reflective layer 70 is a flat surface and parallel to the lower surface of the first electrode 41, the refraction angle when the light emitted from the light emitting layer enters the flattening layer 60 from the first electrode 41, and this light Are incident on the first electrode 41 from the planarization layer 60 after being reflected by the reflective layer 70, and are equal to each other. Therefore, the total reflected light is confined inside the organic EL display device 1.

これに対し、図１の有機ＥＬ表示装置１では、反射層７０の上面は、各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部を含んでいる。そのため、発光層が放出する光が第１電極４１から平坦化層６０に入射するときの屈折角と、この光が反射層７０によって反射されて平坦化層６０から第１電極４１に入射するときの入射角とを異ならしめることができる。したがって、先の全反射光の少なくとも一部を、有機ＥＬ表示装置１の外部へと取り出すことが可能となる。すなわち、高い光の取り出し効率を実現することができる。   On the other hand, in the organic EL display device 1 of FIG. 1, the upper surface of the reflective layer 70 includes a plurality of convex portions each having a forward tapered cross-sectional shape. Therefore, when the light emitted from the light emitting layer is incident on the planarization layer 60 from the first electrode 41, and when this light is reflected by the reflection layer 70 and enters the first electrode 41 from the planarization layer 60. The incident angle can be made different. Therefore, at least a part of the total reflected light can be extracted to the outside of the organic EL display device 1. That is, high light extraction efficiency can be realized.

また、このように反射層７０の反射面を第１電極４１の下面に対して傾けることにより光の進行方向を変える場合、回折を利用する場合とは異なり、有機ＥＬ表示装置１を出射する光の指向性が過剰に高くなることがない。特に、図１の有機ＥＬ表示装置１では、反射層７０の反射面は曲面を含んでいるので、反射層７０は光散乱層としての機能を発揮する。すなわち、この有機ＥＬ表示装置１は、視角特性に優れている。   In addition, when the light traveling direction is changed by inclining the reflective surface of the reflective layer 70 with respect to the lower surface of the first electrode 41 in this way, the light emitted from the organic EL display device 1 is different from the case of using diffraction. The directivity of is not excessively high. In particular, in the organic EL display device 1 of FIG. 1, the reflective surface of the reflective layer 70 includes a curved surface, and thus the reflective layer 70 functions as a light scattering layer. That is, the organic EL display device 1 is excellent in viewing angle characteristics.

さらに、上記の効果は、反射層７０の上面に生じさせる凸部の寸法や間隔を小さくしなくても得ることができる。これについて、図２を参照しながら説明する。   Furthermore, the above-described effect can be obtained without reducing the size and spacing of the convex portions generated on the upper surface of the reflective layer 70. This will be described with reference to FIG.

図２は、図１の有機ＥＬ表示装置１の一部を拡大して示す断面図である。
図２の構造では、反射層７０の上面は正弦波形状を有している。この構造では、先の正弦波の振幅（Ｈ２−Ｈ１）／２の２倍，すなわち凸部の高さＨ２−Ｈ１，と平坦化層６０の屈折率ｎとの積が光の波長λの１／４である場合に、回折効果が最大となる。例えば、屈折率ｎが１．５であり、波長λが０．５３μｍである場合、高さＨ２−Ｈ１を約０．０９μｍとすると、回折効果が最大となる。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the organic EL display device 1 of FIG.
In the structure of FIG. 2, the upper surface of the reflective layer 70 has a sinusoidal shape. In this structure, the product of the amplitude (H2−H1) / 2 of the previous sine wave, that is, the height H2−H1 of the convex portion and the refractive index n of the planarizing layer 60 is 1 of the wavelength λ of light. In the case of / 4, the diffraction effect is maximized. For example, when the refractive index n is 1.5 and the wavelength λ is 0.53 μm, the diffraction effect is maximized when the height H2−H1 is about 0.09 μm.

この回折効果は、高さＨ２−Ｈ１が、最大の回折効果を与える値の５倍以上であれば、殆ど得られない。すなわち、上記の例では、高さＨ２−Ｈ１が約０．５μｍ以上の場合、回折効果は殆ど得られない。したがって、回折効果を利用して光の取り出し効率を高めるには、高さＨ２−Ｈ１を約０．５μｍよりも十分に小さくする必要がある。   This diffraction effect is hardly obtained if the height H2-H1 is 5 times or more the value giving the maximum diffraction effect. That is, in the above example, when the height H2-H1 is about 0.5 μm or more, the diffraction effect is hardly obtained. Therefore, in order to increase the light extraction efficiency using the diffraction effect, it is necessary to make the height H2-H1 sufficiently smaller than about 0.5 μm.

また、回折によって光の進行方向を変える効果は、凸部のピッチ，すなわち正弦波の波長，Ｌと波長λとを用いると、ｓｉｎ-1（λ／Ｌ）として与えられる。例えば、波長λが０．５３μｍであり、ピッチＬが約３μｍである場合を考えると、回折角は１０°程度に過ぎない。 Further, the effect of changing the traveling direction of light by diffraction is given as sin −1 (λ / L) when the pitch of the convex portion, that is, the wavelength of the sine wave, L and wavelength λ is used. For example, considering the case where the wavelength λ is 0.53 μm and the pitch L is about 3 μm, the diffraction angle is only about 10 °.

これに対し、反射層７０の反射面の傾きを利用して光の取り出し効率を高める場合、反射面の傾き角，すなわち高さＨ２−Ｈ１とピッチＬとの比，を適宜設定すれば、高さＨ２−Ｈ１やピッチＬのそれぞれに特に制限はない。すなわち、反射層７０を安価に形成できる程度に、高さＨ２−Ｈ１やピッチＬを大きくすることができる。例えば、振幅高さＨ２−Ｈ１を０．５μｍ以上とすることやピッチＬを３μｍ以上とすることができる。   On the other hand, when the light extraction efficiency is increased by using the inclination of the reflection surface of the reflection layer 70, if the inclination angle of the reflection surface, that is, the ratio between the height H2-H1 and the pitch L is appropriately set, the high There is no particular limitation on each of the length H2-H1 and the pitch L. That is, the height H2-H1 and the pitch L can be increased to such an extent that the reflective layer 70 can be formed at a low cost. For example, the amplitude height H2-H1 can be set to 0.5 μm or more, and the pitch L can be set to 3 μm or more.

例えば、反射層７０として厚さ５０ｎｍのＡｌ又はＡｌ合金層を形成し、第１電極４１としてＩＴＯ層を形成し、第２電極４２としてＭｇＡｇ層とＩＴＯ層との積層体を形成する場合を考える。このとき、ピッチＬを６μｍ、第１電極４１と反射層７０との厚さ方向の距離の最小値Ｈ１及び最大値Ｈ２をそれぞれ１．５μｍ及び３．０μｍ（高さＨ２−Ｈ１＝１．５μｍ）とすると、反射層７０が平坦である場合に閉じ込められていた光の約５０％を有機ＥＬ素子４０の前面側に取り出すことができる。   For example, consider a case where an Al or Al alloy layer having a thickness of 50 nm is formed as the reflective layer 70, an ITO layer is formed as the first electrode 41, and a laminate of an MgAg layer and an ITO layer is formed as the second electrode 42. . At this time, the pitch L is 6 μm, and the minimum value H1 and the maximum value H2 of the distance in the thickness direction between the first electrode 41 and the reflective layer 70 are 1.5 μm and 3.0 μm, respectively (height H2−H1 = 1.5 μm). ), About 50% of the light confined when the reflective layer 70 is flat can be extracted to the front side of the organic EL element 40.

振幅（Ｈ２−Ｈ１）／２とピッチＬとの比（Ｈ２−Ｈ１）／２Ｌは、例えば、０．１乃至０．５程度とする。この場合、光の取り出し効率を高める効果が大きい。   The ratio (H2-H1) / 2L between the amplitude (H2-H1) / 2 and the pitch L is, for example, about 0.1 to 0.5. In this case, the effect of increasing the light extraction efficiency is great.

また、第１電極４１と反射層７０との厚さ方向の距離の最小値Ｈ１と最大値Ｈ２との比Ｈ１／Ｈ２は、例えば、０．５未満とする。比Ｈ１／Ｈ２が大きい場合、平坦化層６０は、有機ＥＬ素子４０に平坦な下地を提供する役割を果たすことが難しくなる可能性がある。   The ratio H1 / H2 between the minimum value H1 and the maximum value H2 of the distance in the thickness direction between the first electrode 41 and the reflective layer 70 is, for example, less than 0.5. When the ratio H1 / H2 is large, the planarization layer 60 may be difficult to play a role of providing a flat base for the organic EL element 40.

上記の通り、図１の有機ＥＬ表示装置１では、振幅（Ｈ２−Ｈ１）／２やピッチＬを大きくすることができる。したがって、この有機ＥＬ表示装置１の製造には、以下の方法を利用することができる。   As described above, in the organic EL display device 1 of FIG. 1, the amplitude (H2−H1) / 2 and the pitch L can be increased. Therefore, the following method can be used for manufacturing the organic EL display device 1.

図３乃至図６は、図１の有機ＥＬ表示装置の製造に利用可能な方法の一例を概略的に示す断面図である。図２には、下地層１９及び反射層７０の形成方法を示している。   3 to 6 are cross-sectional views schematically showing an example of a method that can be used for manufacturing the organic EL display device of FIG. FIG. 2 shows a method for forming the base layer 19 and the reflective layer 70.

この方法では、まず、図３に示すように、パッシベーション膜１８上に、感光性樹脂層１９を形成する。次いで、この感光性樹脂層１９に対し、光透過性基板１０１上に遮光体パターン１０２を形成してなるフォトマスク１００を介して、例えば紫外線などのエネルギー線を照射する。   In this method, first, as shown in FIG. 3, a photosensitive resin layer 19 is formed on the passivation film 18. Next, the photosensitive resin layer 19 is irradiated with energy rays such as ultraviolet rays, for example, through a photomask 100 in which the light shielding pattern 102 is formed on the light transmissive substrate 101.

その後、感光性樹脂層１９を現像する。これにより、図４に示すように、複数の樹脂部からなる樹脂パターン１９を得る。   Thereafter, the photosensitive resin layer 19 is developed. Thereby, as shown in FIG. 4, the resin pattern 19 which consists of a some resin part is obtained.

次に、樹脂パターン１９を加熱して、樹脂部のリフローを生じさせる。樹脂パターン１９の加熱温度及び加熱時間を適宜設定すると、図５に示すように、表面に各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部が設けられた下地層１９が得られる。   Next, the resin pattern 19 is heated to cause reflow of the resin portion. When the heating temperature and heating time of the resin pattern 19 are appropriately set, as shown in FIG. 5, a base layer 19 having a plurality of convex portions each having a forward tapered cross-sectional shape on the surface is obtained.

その後、例えば、スパッタリング法などにより、図６に示すように、下地層１９上に反射層７０を形成する。   Thereafter, the reflective layer 70 is formed on the base layer 19 by sputtering, for example, as shown in FIG.

この方法では、回折格子を形成する通常の方法とは異なり、図４の樹脂パターン１９は、エッチングマスクとして使用しない。代わりに、図４の樹脂パターン１９をリフローさせることにより、図５に示すように、表面に凸部が設けられた下地層１９を形成し、この上に反射層７０を成膜する。また、上記の通り、振幅（Ｈ２−Ｈ１）／２やピッチＬを大きくすることができるので、リフローによる図４の構造から図５の構造の変化を、容易且つ高精度に制御することができる。したがって、この方法によると、表面に凸部が設けられた反射層７０を容易に形成することができる。   In this method, unlike the normal method of forming a diffraction grating, the resin pattern 19 in FIG. 4 is not used as an etching mask. Instead, by reflowing the resin pattern 19 of FIG. 4, as shown in FIG. 5, the base layer 19 having a convex portion on the surface is formed, and the reflective layer 70 is formed thereon. Further, as described above, since the amplitude (H2−H1) / 2 and the pitch L can be increased, the change in the structure of FIG. 5 from the structure of FIG. 4 due to reflow can be easily and accurately controlled. . Therefore, according to this method, it is possible to easily form the reflective layer 70 having a convex portion on the surface.

上記態様では、反射層７０の表面に各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部を生じさせたが、その代わりに、反射層７０の表面に各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凹部を生じさせてもよい。なお、「順テーパ状の断面形状を有する凹部」とは、膜面に垂直な一断面を見た場合に、上方から下方に向けて幅が減少している凹部を意味する。このような反射層７０は、例えば、図４に示した複数の樹脂部からなる樹脂パターン１９の代わりに、格子状の樹脂パターン１９が得られるように図３を参照しながら説明した工程を実施することにより得ることができる。   In the above embodiment, a plurality of convex portions each having a forward tapered cross-sectional shape are generated on the surface of the reflective layer 70. Instead, each of the surfaces of the reflective layer 70 has a forward tapered cross-sectional shape. A plurality of recesses may be generated. Note that “a concave portion having a forward tapered cross-sectional shape” means a concave portion whose width decreases from the top to the bottom when one cross section perpendicular to the film surface is viewed. For example, the reflective layer 70 is subjected to the process described with reference to FIG. 3 so that a lattice-shaped resin pattern 19 is obtained instead of the resin pattern 19 including a plurality of resin portions illustrated in FIG. Can be obtained.

本発明の一態様に係る有機ＥＬ表示装置を概略的に示す断面図。1 is a cross-sectional view schematically showing an organic EL display device according to one embodiment of the present invention. 図１の有機ＥＬ表示装置１の一部を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows a part of organic electroluminescence display 1 of FIG. 図１の有機ＥＬ表示装置の製造に利用可能な方法の一例を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly an example of the method which can be utilized for manufacture of the organic electroluminescence display of FIG. 図１の有機ＥＬ表示装置の製造に利用可能な方法の一例を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly an example of the method which can be utilized for manufacture of the organic electroluminescence display of FIG. 図１の有機ＥＬ表示装置の製造に利用可能な方法の一例を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly an example of the method which can be utilized for manufacture of the organic electroluminescence display of FIG. 図１の有機ＥＬ表示装置の製造に利用可能な方法の一例を概略的に示す断面図。Sectional drawing which shows roughly an example of the method which can be utilized for manufacture of the organic electroluminescence display of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１…有機ＥＬ表示装置、１０…絶縁基板、１２…アンダーコート層、１３…半導体層、１４…ゲート絶縁膜、１５…ゲート電極、１７…層間絶縁膜、１８…パッシベーション膜、１９…下地層、２０…出力制御スイッチ、２１…ソース・ドレイン電極、４０…有機ＥＬ素子、４１…第１電極、４２…有機物層、４３…第２電極、５０…隔壁絶縁層、６０…平坦化層、７０…反射層、１００…フォトマスク、１０１…光透過性基板、１０２…遮光体パターン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Organic EL display device, 10 ... Insulating substrate, 12 ... Undercoat layer, 13 ... Semiconductor layer, 14 ... Gate insulating film, 15 ... Gate electrode, 17 ... Interlayer insulating film, 18 ... Passivation film, 19 ... Underlayer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Output control switch, 21 ... Source / drain electrode, 40 ... Organic EL element, 41 ... 1st electrode, 42 ... Organic substance layer, 43 ... 2nd electrode, 50 ... Partition insulation layer, 60 ... Planarization layer, 70 ... Reflective layer, 100... Photomask, 101... Light transmissive substrate, 102.

Claims (4)

光透過性の背面電極と、前記背面電極と向き合った光透過性の前面電極と、前記背面電極と前記前面電極との間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、
前記背面電極と向き合った反射層と、
前記反射層と前記有機ＥＬ素子との間に介在した光透過性の平坦化層とを具備し、
前記反射層の前記有機ＥＬ素子との対向面は、略一定のピッチで配列すると共に各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部又は凹部を含み、
前記凸部の高さ又は前記凹部の深さは０．５μｍ以上であり、前記ピッチは３μｍ以上であり、
前記反射層の一断面を見た場合に、前記反射層の前記有機ＥＬ素子との対向面は略正弦波形状を有していることを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 An organic EL device comprising a light transmissive back electrode, a light transmissive front electrode facing the back electrode, and an organic material layer interposed between the back electrode and the front electrode and including a light emitting layer When,
A reflective layer facing the back electrode;
Comprising a light transmissive planarization layer interposed between the reflective layer and the organic EL element;
The surface of the reflective layer facing the organic EL element includes a plurality of convex portions or concave portions arranged at a substantially constant pitch and each having a forward tapered cross-sectional shape,
The height of the convex part or the depth of the concave part is 0.5 μm or more, and the pitch is 3 μm or more,
An organic EL display device, wherein when the cross section of the reflective layer is viewed, the surface of the reflective layer facing the organic EL element has a substantially sinusoidal shape. 前記背面電極と前記反射層との厚さ方向の距離の最小値Ｈ１と最大値Ｈ２との比Ｈ１／Ｈ２は０．５未満であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。   2. The organic EL display device according to claim 1, wherein a ratio H1 / H2 between a minimum value H1 and a maximum value H2 of the distance in the thickness direction between the back electrode and the reflective layer is less than 0.5. . 前記反射層の材料は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀及び銀合金からなる群より選択されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。   2. The organic EL display device according to claim 1, wherein the material of the reflective layer is selected from the group consisting of aluminum, an aluminum alloy, silver, and a silver alloy. 光透過性の背面電極と、前記背面電極と向き合った光透過性の前面電極と、前記背面電極と前記前面電極との間に介在すると共に発光層を含んだ有機物層とを備えた有機ＥＬ素子と、
前記背面電極と向き合った反射層と、
前記反射層と前記有機ＥＬ素子との間に介在した光透過性の平坦化層とを具備し、
前記反射層の前記有機ＥＬ素子との対向面は、各々が順テーパ状の断面形状を有する複数の凸部又は凹部を含んだことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。 An organic EL device comprising a light transmissive back electrode, a light transmissive front electrode facing the back electrode, and an organic material layer interposed between the back electrode and the front electrode and including a light emitting layer When,
A reflective layer facing the back electrode;
Comprising a light transmissive planarization layer interposed between the reflective layer and the organic EL element;
The organic EL display device, wherein a surface of the reflective layer facing the organic EL element includes a plurality of convex portions or concave portions each having a forward tapered cross-sectional shape.
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