JP3999606B2

JP3999606B2 - Organic EL display device and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3999606B2
Application number: JP2002248328A
Authority: JP
Inventors: 裕紀辻村
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004087358A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、一対の電極要素間に発光要素を設け、一対の電極要素により発光要素に電界を与えて発光させる表示装置、およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エレクトロルミネセントを利用したＥＬ表示装置の開発が盛んに行われている。ＥＬ表示装置は、陽極と陰極との間に発光層を設けた構成を有している。ＥＬ表示装置では、液晶表示装置と同様に、画素ごとにＴＦＴなどのスイッチを設けて各画素を個別に駆動するアクティブ駆動方式の他、線順次方式に代表されるパッシブ駆動方式を採用することができる。このようなＥＬ表示装置は、使用される発光性化合物の種類により、無機ＥＬ表示装置と有機ＥＬ表示装置に分類することができる。
【０００３】
ここで、有機ＥＬ表示装置の一例を挙げれば、図７に画素の断面を模式的に示したように、ガラス基板第１面５２ａ上に、陽極としての透明電極５３、正孔輸送層６２、発光層６３、電子輸送層６４、陰極としての反射電極５４を、この順序で積層した構造を有するものがある。このような有機ＥＬ表示装置Ｘ’では、発光層６３で生じた光が正孔輸送層６２、透明電極５３およびガラス基板５２を透過して、ガラス基板第２面５２ｂから外部に出射される。この光の出射方向を第１方向とする。また、発光層６３で生じた光には、第１方向とは逆方向に進むものもあるが、このような逆進光は、反射電極５４にて反射され、有機層６０、透明電極５３およびガラス基板５２を透過することで、第１方向へ向けて外部に出射される。したがって、ガラス基板第１面５２ａ上に透明電極５３−有機層６０−反射電極５４と積層した構造では、有機層６０内の発光層６３から生じた光は最終的に全てガラス基板５２を透過して第１方向へ出射されるので、このガラス基板第２面５２ｂの１面のみが表示画面として用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、図７に示した有機ＥＬ表示装置Ｘ’では、基本的に表示画面はガラス基板第２面５２ｂの１面のみである。たとえば透明電極５３および反射電極５４のいずれも透明な材料により構成すれば、ガラス基板第２面５２ｂおよび陰極第１面５４ａの２面から光を外部に出射させることが可能となるが、透明電極５３および反射電極５４の両方の材料にＩＴＯなどの透明な材料を用いると、銅やアルミニウムなどの抵抗率の小さい金属を用いて反射電極５４を形成する場合に比べ抵抗率が大きい分、駆動電圧が大きくなる。また、光を出射させる際、透明電極５３およびガラス基板５２などを光が通過するので、発光層６３から出射される光の光量に比べて、最終的にガラス基板５２から出射される光の光量の方が少なくなる。さらに、透明電極５３として一般的なＩＴＯを用いるとＩＴＯは可視光の長波長側を透過し易い波長選択性を有しているので、たとえば出射光（表示画面）が赤みがかるなど、色みに影響を与えることがある。
【０００５】
本願発明は、このような事情のもとに考え出されたものであって、相対的に低い駆動電圧で光を２方向出射させることが可能な構造を有し、かつ出射される光の光量減少の抑制や色みの安定化も図れる有機ＥＬ表示装置、およびその製造方法を提供することを、その課題としている。
【０００６】
【発明の開示】
上記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【０００７】
すなわち、本願発明の第１の側面により提供される有機ＥＬ表示装置は、基板に設けられた複数の表示素子を備え、かつ、これらの表示素子のそれぞれが、第１電極要素、電界を与えることにより発光する発光要素を有する有機要素、および第２電極要素がこの順に積層形成された形態を有する有機ＥＬ表示装置であって、複数の上記第１電極要素が第１の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第１の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向と直交する第２の方向に並列配置された複数の第１電極と、複数の上記第２電極要素が上記第２の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第２の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向に並列配置された複数の第２電極と、をさらに備えており、上記各第２電極における上記複数の第１電極と交差する部分のそれぞれには、各１つの矩形窓穴状の開口部が形成されており、上記発光要素で生じた光が上記各開口部から出射させられる一方、上記有機要素の少なくとも一部は、透光性を有する金属導体層により覆われ、かつ上記金属導体層は、第２電極要素と少なくとも一部は接していることを特徴としている。
【０００８】
好ましい実施の形態において、基板および第１電極要素は、透光性を有するものとして形成されている。
【０００９】
本願発明における有機ＥＬ表示装置は、基板上に第１電極要素−発光要素−第２電極要素の順に積層した形態を有している。ここで、この積層していく方向を積層方向、積層していく方向とは逆の方向を積層逆方向とすると、発光要素で生じた光は第２電極要素に設けられた開口部より積層方向に出射されるものと、透光性を有するように形成された基板および第１電極要素を透過して積層逆方向に出射されるものとの、２方向に光を取り出すことが可能となる。つまり、２方向に光を取り出す場合でも両電極要素とも透明な材料で構成する必要性はなく、たとえば開口部が設けられた第２電極要素を相対的に抵抗率の低い金属で構成すれば低い駆動電圧でもムラなく、２方向に光を出射させることが可能となる。また、上記構成によれば、パッシブ駆動が可能となる。
【００１０】
第２電極要素に開口部を設けたことにより、第１および第２電極要素の両方が不透明な金属で構成されたとしても、発光要素で生じた光は開口部から積層方向に取り出すことが可能である。そのため、両電極要素とも相対的に抵抗率の低い材料で構成すれば、低い駆動電圧でもムラなく、光の出射が可能となる。なお、相対的に抵抗率の低い材料としては、銅やアルミニウムなどが挙げられる。
【００１１】
また、積層方向への光の出射は開口部から行うので、電極要素や基板を透過させて出射させる場合と比べて、最終的に外部に出射される光の光量の減少を抑制できるとともに、たとえばＩＴＯを通過する際に生じることがある、出射光が赤みがかるなどの問題が起こらず、色みの不安定さも解消する。
【００１３】
また、上記のような透光性の金属導体層を形成することにより、本願発明の構成で開口部を設けたことによる有機要素と第２電極要素との接触面積の減少分を補うことができ、これにより電子もしくは正孔の注入効率を向上させることができる。加えて、開口部を設けたことにより大きくなった第２電極要素自体の抵抗も小さくすることができ、これにより駆動電圧を低減させることができる。なお、金属導体層を形成することによる開口部から積層方向へ出射される光の光量の減少を抑制するために、金属導体層は、たとえば金やアルミニウムを厚さ５０ｎｍ以下になるように形成されている。
【００１４】
また、開口部は、たとえば矩形状または略矩形状とされ、上記開口部における上記第２方向の寸法は、上記第１電極における上記第２方向の寸法よりも小さくされている。
【００１５】
本願発明の第２の側面によって提供される有機ＥＬ表示装置の製造方法は、基板に設けられた複数の表示素子を備え、かつ、これらの表示素子のそれぞれが、第１電極要素、電界を与えることにより発光する発光要素を有する有機要素、および第２電極要素がこの順に積層形成された形態を有し、複数の上記第１電極要素が第１の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第１の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向と直交する第２の方向に並列配置された複数の第１電極と、複数の上記第２電極要素が上記第２の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第２の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向に並列配置された複数の第２電極と、をさらに備えており、上記各第２電極における上記複数の第１電極と交差する部分のそれぞれには、各１つの矩形窓穴状の開口部が形成されている有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、上記開口部が形成された複数の第２電極は、これらの第２電極の幅方向両側の細帯状部分を形成する第１工程と、上記各開口部を挟むように上記細帯状部分をつなぐ部分を形成する第２工程とにより形成することを特徴とする。
【００１６】
本願発明のその他の利点および特徴については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかとなるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００１８】
本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置Ｘを、図１ないし図５を参照して説明する。
【００１９】
図１に示した有機ＥＬ表示装置Ｘは、基板２およびカバー７と、基板２上に配置された複数の陽極３および複数の陰極４と、マトリクス状に配置された複数の表示素子１と、を備えている。表示素子１は、図２に示したように一対の電極要素３３，３４（陽極要素３３，陰極要素３４）と、これら一対の電極要素３３，３４の間に設けられた有機要素４０とを有しており、この有機要素４０が、一対の電極要素３３，３４を用いた電圧印加に基づくエレクトロルミネセントにより発光するように構成されている。なお、有機要素４０は、各有機層１０における各表示素子１に対応する部分とされている。
【００２０】
また、この表示素子１は、本実施形態において線順次方式によるパッシブ駆動により各表示素子１を駆動させる構成とされたものであって、陽極要素３３および陰極要素３４が互いに交差するように形成されている。なお、陽極要素３３および陰極要素３４は、各陽極３および各陰極４における各表示素子１に対応する部分とされている。
【００２１】
基板２は、図面上には明確に表れていないが、たとえば矩形状であり、透明なガラスもしくはプラスチックフィルムなどからなっている。また、基板２には表示素子１が形成される基板第１面２ａと、陽極３および基板２を透明な材料で形成した場合に光の出射面の１つとなる基板第２面２ｂを有している。以後、この基板第２面２ｂを透過して出射される光の向きを第１方向、その逆方向へ出射される光の向きを第２方向とする。
【００２２】
陽極３は、複数の陽極要素３３が列状に配置され、かつ図１の矢印ＡＢ方向に延びる帯状に形成されている。また、複数の陽極３が、それらの幅方向に並んでいる。これらの陽極３は、たとえばフォトリソグラフィー後、蒸着やスパッタリング、エッチングなどを行うことにより形成される。なお、陽極３を形成する材料としては、ＩＴＯなどが挙げられる。また、１方向（第２方向）へのみ光を出射させる場合は、陽極３が不透明であってもよいので、反射率が高く、かつ有機層１０への正孔注入効率が高い材料が選定される。
【００２３】
有機層１０は、陽極３上に積層形成されており、図１および図２に示したように、陽極３からの正孔注入効率を向上させるために設けられる正孔注入層１１と、正孔を輸送するとともに、励起子の正孔注入層１１への接触防止や電子障壁としての機能を有する正孔輸送層１２と、発光物質を有し、電子と正孔が再結合することにより励起子を生成する場である発光層１３と、電子を発光層１３まで輸送するとともに、正孔障壁としての機能を有する電子輸送層１４と、陰極４からの電子注入効率を向上させるために設けられる電子注入層１５を含んで構成されている。
【００２４】
隣接する陽極３の間、および隣接する有機層１０の間には、絶縁隔壁５が設けられている。この絶縁隔壁５により、陽極３の相互間、有機層１０の相互間の電気的絶縁の確実化が図られている。
【００２５】
陰極４は、複数の陰極要素３４が列状に配置され、かつ図１の矢印ＣＤ方向に延びる帯状に形成されている。加えて、陰極要素３４毎に第２方向への光の出射口となる矩形状の開口部９を有するように構成されている。また、複数の陰極４が、図１の矢印ＡＢ方向に並んでいる。なお、開口部９の形状は、矩形状に限らず、たとえば略矩形状などでもよい。
【００２６】
これらの陰極４は、有機層１０および絶縁隔壁５上に積層形成されており、たとえば図３に示したように、基板第１面２ａ上に陽極３、絶縁隔壁５および有機層１０を積層形成済みの基板２Ａが、陰極形成前工程（図４に例示）および陰極形成後工程（図５に例示）を経て、形成される。なお、陰極４を形成する材料としては、開口部９を有しているため不透明であってもよく、また有機層１０への電子注入を良好にするために、仕事関数または電子親和力が、より小さい材料が選定され、たとえばアルミニウム、マグネシウム−銀合金、アルミニウム−リチウム合金などが挙げられる。
【００２７】
陰極形成前工程は、たとえばマスク法で行われる。図３に示した積層形成済み基板２Ａ上に図４に示したメタルマスク７０を、金属を付着させたい部分にマスク開口部７１を合わせて設置後、真空蒸着することによって行われ、最終的に図４の下図に示したような陰極４ａを形成する。
【００２８】
陰極形成後工程は、たとえばマスク法で行われる。図４に示した陰極４ａ形成済み基板２Ｂ上に図５に示したメタルマスク７２を、金属を付着させたい部分にマスク開口部７３を合わせて設置後、真空蒸着することによって行われ、最終的に図５の下図に示したような陰極４を形成する。この陰極４の形成と同時に形成される開口部９は、陽極３と陰極４が交差する部分に設けられ、矩形状もしくは略矩形状を有している。また、開口部９における矢印ＣＤ方向の寸法は、陽極３における矢印ＣＤ方向の寸法よりも小さくなるように形成されている。この構造により、開口部９の全面からムラなく光を出射させることが可能となる。
【００２９】
カバー７は、カバー内面７ａに反射防止効果を有する低屈折率蒸着膜層６を有しており、図１に示したように有機ＥＬ表示装置Ｘの基板２上を覆って密閉するように形成される。また、カバー７の固定は接着剤３０を用いて行われる。なお、カバー７を構成する材料としては、ガラスなどが挙げられ、低屈折率蒸着膜層６を構成する材料としては、いわゆるＡＲコートなどが挙げられる。
【００３０】
有機要素４０では、陽極要素３３上に正孔注入要素４１、正孔輸送要素４２、有機要素４３、電子輸送要素４４および電子注入要素４５がこの順に積層形成されている。なお、正孔注入要素４１、正孔輸送要素４２、有機要素４３、電子輸送要素４４および電子注入要素４５は、各正孔注入層１１、各正孔輸送層１２、各有機層１３、各電子輸送層１４および各電子注入層１５における各表示素子１に対応する部分とされている。
【００３１】
複数の陽極３および複数の陰極４は、図外のドライバＩＣと導通接続されている。ドライバＩＣからは、複数の陽極３に対して順次走査電圧が印加され、複数の陰極４に対して表示画像に応じた信号電圧がクロックパルスに同期して入力される。
【００３２】
ドライバＩＣにより、選択された表示素子１に対応する陽極要素３３および陰極要素３４の間に閾値以上の電圧が付与された場合には、陽極要素３３からは正孔注入要素４１に正孔が注入され、陰極要素３４からは電子注入要素４５に電子が注入される。電子は、電子輸送要素４４を介して発光要素４３に輸送され、正孔は正孔輸送要素４２を介して発光要素４３に輸送される。発光要素４３では、電子と正孔が再結合して励起子が生成し、この励起子が発光要素４３を移動する。励起子が発光性物質のバンド間に相当するエネルギーを放出することにより、発光性物質ひいては発光要素４３が発光する。図２に良く表れているように本願発明の構造では、有機要素４０内で生じた光を開口部９から直接、第２方向側に取り出すことが可能である。このようにして、選択された表示素子１が発光し、かつ、これらを組み合わせることによって画像が表示される。
【００３３】
なお、有機ＥＬ表示装置Ｘをカラー表示用に構成する場合には、たとえば隣接する３つの発光層１３を、Ｒ発光層、Ｇ発光層、およびＢ発光層からなる組とし、このような組を複数設ければよい。この場合には、Ｒ発光層、Ｇ発光層、およびＢ発光層は、それぞれの色に相当する光を発する発光性物質を含有させてもよいし、それぞれの色に相当する光のフィルターを発光層１３上に設けてもよい。
【００３４】
以上のように、本実施の形態における構成では、有機層１０内で生じた光を開口部９から直接、第２方向側に取り出せる構造を有している。そのため、図７に示したような構成では、基板第２面５２ｂから光を出射させる場合、たとえば透明電極５３としてのＩＴＯや基板としてのガラス基板５２を光が通過するため、最終的に外部に取り出せる光の光量は減少するが、本実施の形態における構成では陰極４に設けられた開口部９から光を出射することができるので、光量の減少は抑制される。加えて、透明電極５３を透過させることなく光を取り出せる構成を有しているので、たとえばＩＴＯを透過させる際に生じることがある、出射光が赤みがかるなどの問題は起こらず、色みの不安定さも解消する。
【００３５】
また、図７のような構成において、第１および第２方向の２方向への光の出射を行うには、必ず陽極としての透明電極５３および陰極としての反射電極５４を透明な材料で構成する必要があり、たとえばＩＴＯなどを採用すると、銅やアルミニウムなどの不透明だが相対的に抵抗率の低い金属により構成されたものに比べ、駆動電圧が大きくなる。しかし、本実施の形態における構成では、陽極３を透明電極にするだけで上記２方向への光の出射が可能となるので、たとえば陰極４を相対的に抵抗率の低い金属により構成すれば、低い駆動電圧でも光をムラなく上記２方向へ出射させることができ、駆動電圧の低減が図れる。
【００３６】
さらに、図７に示した構成の場合、透明電極５３および反射電極５４のいずれか一方を透明電極にしなければ、光を外部に出射させることができなかったが、本実施の形態における構成では、陽極３および陰極４の両方に不透明な金属電極を使用したとしても、開口部９から第２方向に向けて光を出射させることが可能である。そのため、不透明だが抵抗率の低い材料、たとえば銅やアルミニウムを用いることができるので、低い駆動電圧でも光をムラなく出射させることが可能となる。
【００３７】
また、この場合、不透明だが熱拡散率の高いシリコン基板を使用することもできる。そのため、本実施の形態における構成のように熱の発生が大きくなる可能性を有する場合、基板２としてシリコン基板を採用することにより熱的な劣化を抑制し、表示装置１の寿命を長くすることも可能である。
【００３８】
本実施の形態では、正孔注入層１１、正孔輸送層１２、発光層１３、電子輸送層１４、電子注入層１５により有機層１０が構成された有機ＥＬ表示装置Ｘを例にとって説明したが、有機層１０の構成は種々に設計変更可能である。たとえば正孔輸送層１２と発光層１３、あるいは電子輸送層１４と発光層１３からなる２層構造でもよいし、正孔輸送層１２、電子輸送層１４および発光層１３からなる３層構造であってもよい。
【００３９】
本願発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置Ｘ’を、図６を参照して説明する。この図においては、先に説明した有機ＥＬ表示装置Ｘと同一または同種の部材または要素については、同一の符号を付してあり、それらのものについての重複説明は省略するものとする。
【００４０】
図６に示したように有機ＥＬ表示装置Ｘ’は、本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置Ｘと同様の構成を有している。加えて、陰極４に設けられた開口部９により有機層１０が露出されている部分は、透光性を有する金属導体層２０により覆われ、かつ、この金属導体層２０は、陰極４と接するように構成されている。
【００４１】
金属導体層２０は、たとえば金またはアルミニウムなどの金属を厚みが５０ｎｍ以下になるように形成される。厚さを５０ｎｍ以下に設定することで、可視光における透光性を確保するとともに、陰極４に開口部９を設けたことによる有機層１０と陰極４との接触面積の減少分を補うことができ、電子注入効率の向上および陰極４の抵抗を下げることによる駆動電圧の低減を可能にする。また、金属導体層２０が有機層１０を覆う面積の決定は、開口部９から出射される光量、電子注入効率、駆動電圧および製造の容易性などの観点から自由に選択することができる。
【００４２】
なお、第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の設計変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図および破断要部斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【図３】本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の陰極形成工程を説明するための破断要部斜視図である。
【図４】本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の陰極形成工程を説明するための破断要部斜視図である。
【図５】本願発明の第１の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の陰極形成工程を説明するための破断要部斜視図である。
【図６】本願発明の第２の実施の形態に係る有機ＥＬ表示装置の一例であり、かつ図１のＩ−Ｉ線に沿う断面図に相当する部分の断面図である。
【図７】従来の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１素子
２基板
３第１電極
４第２電極
９開口部
２０金属導体層
３３第１電極要素
３４第２電極要素
４０有機要素
４３発光要素
Ｘ、Ｘ’、Ｘ” 有機ＥＬ表示装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device in which a light emitting element is provided between a pair of electrode elements, and an electric field is applied to the light emitting element by the pair of electrode elements to emit light , and a manufacturing method thereof .
[0002]
[Prior art]
In recent years, EL display devices using electroluminescence have been actively developed. The EL display device has a configuration in which a light emitting layer is provided between an anode and a cathode. In the EL display device, as in the liquid crystal display device, a passive drive method represented by a line-sequential method may be adopted in addition to an active drive method in which each pixel is individually driven by providing a switch such as a TFT for each pixel. it can. Such an EL display device can be classified into an inorganic EL display device and an organic EL display device depending on the type of the luminescent compound used.
[0003]
Here, as an example of the organic EL display device, as schematically shown in the cross section of the pixel in FIG. 7, the transparent electrode 53 as the anode, the hole transport layer 62, on the glass substrate first surface 52 a, Some have a structure in which a light emitting layer 63, an electron transport layer 64, and a reflective electrode 54 as a cathode are laminated in this order. In such an organic EL display device X ′, light generated in the light emitting layer 63 passes through the hole transport layer 62, the transparent electrode 53, and the glass substrate 52, and is emitted to the outside from the glass substrate second surface 52b. The light emission direction is defined as a first direction. In addition, some of the light generated in the light emitting layer 63 travels in the direction opposite to the first direction. Such backward light is reflected by the reflective electrode 54, and the organic layer 60, the transparent electrode 53, and the like. By passing through the glass substrate 52, the light is emitted to the outside in the first direction. Therefore, in the structure in which the transparent electrode 53, the organic layer 60, and the reflective electrode 54 are stacked on the glass substrate first surface 52a, all the light generated from the light emitting layer 63 in the organic layer 60 finally passes through the glass substrate 52. Therefore, only one surface of the glass substrate second surface 52b is used as a display screen.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the organic EL display device X ′ shown in FIG. 7, the display screen is basically only one surface of the glass substrate second surface 52b. For example, if both the transparent electrode 53 and the reflective electrode 54 are made of a transparent material, light can be emitted to the outside from the two surfaces of the glass substrate second surface 52b and the cathode first surface 54a. When a transparent material such as ITO is used for both the material 53 and the reflective electrode 54, the drive voltage is higher because the resistivity is higher than when the reflective electrode 54 is formed using a metal having a low resistivity such as copper or aluminum. Becomes larger. In addition, when light is emitted, since the light passes through the transparent electrode 53 and the glass substrate 52, the light amount of the light finally emitted from the glass substrate 52 is larger than the light amount emitted from the light emitting layer 63. Is less. Furthermore, when general ITO is used as the transparent electrode 53, the ITO has a wavelength selectivity that allows easy transmission of the long wavelength side of visible light. For example, the emitted light (display screen) becomes reddish. May have an effect.
[0005]
The present invention has been conceived under such circumstances, has a structure capable of emitting light in two directions with a relatively low driving voltage, and the amount of emitted light. An object of the present invention is to provide an organic EL display device capable of suppressing reduction and stabilizing color and a manufacturing method thereof.
[0006]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
[0007]
That is, the organic EL display device provided by the first aspect of the present invention includes a plurality of display elements provided on a substrate, and each of these display elements provides a first electrode element and an electric field. An organic EL display device having a configuration in which an organic element having a light emitting element that emits light and a second electrode element are stacked in this order, and a plurality of the first electrode elements are arranged in a row in a first direction A plurality of first electrodes arranged in a strip shape extending in the first direction and arranged in parallel in a second direction orthogonal to the first direction, and a plurality of the second electrode elements are A plurality of second electrodes arranged in a row aligned in the second direction and formed in a strip shape extending in the second direction and arranged in parallel in the first direction, and On each second electrode Each portion intersecting the plurality of first electrode, the opening of each one rectangular window hole shape is formed, while the light generated in the light emitting element is allowed to exit from the respective openings, the organic At least a part of the element is covered with a light-transmitting metal conductor layer, and the metal conductor layer is at least partially in contact with the second electrode element .
[0008]
In a preferred embodiment, the substrate and the first electrode element are formed to have translucency.
[0009]
The organic EL display device according to the present invention has a configuration in which a first electrode element, a light emitting element, and a second electrode element are stacked in this order on a substrate. Here, when the stacking direction is the stacking direction and the direction opposite to the stacking direction is the stacking reverse direction, the light generated in the light emitting element is stacked in the stacking direction from the opening provided in the second electrode element. It is possible to extract light in two directions, one that is emitted in the opposite direction and one that is transmitted through the transparent substrate and the first electrode element and emitted in the opposite direction of the stacking. In other words, even when light is extracted in two directions, both electrode elements do not need to be made of a transparent material. For example, if the second electrode element provided with the opening is made of a metal having a relatively low resistivity, it is low. Even with the driving voltage, light can be emitted in two directions without unevenness. Moreover, according to the said structure, passive drive is attained.
[0010]
By providing an opening in the second electrode element, even if both the first and second electrode elements are made of an opaque metal, light generated by the light emitting element can be extracted from the opening in the stacking direction. It is. Therefore, if both electrode elements are made of a material having a relatively low resistivity, light can be emitted evenly even at a low driving voltage. In addition, copper, aluminum, etc. are mentioned as a material with relatively low resistivity.
[0011]
In addition, since the emission of light in the stacking direction is performed from the opening, it is possible to suppress a decrease in the amount of light finally emitted to the outside as compared with the case where the light is transmitted through the electrode element and the substrate. Problems such as reddish emission light that may occur when passing through ITO do not occur, and instability of color is also eliminated.
[0013]
In addition, by forming the translucent metal conductor layer as described above, it is possible to compensate for the decrease in the contact area between the organic element and the second electrode element due to the provision of the opening in the configuration of the present invention. Thereby, the injection efficiency of electrons or holes can be improved. In addition, the resistance of the second electrode element itself, which has become larger due to the provision of the opening, can be reduced, whereby the drive voltage can be reduced. In order to suppress a decrease in the amount of light emitted from the opening in the stacking direction due to the formation of the metal conductor layer, the metal conductor layer is formed, for example, of gold or aluminum so as to have a thickness of 50 nm or less. ing.
[0014]
The opening is, for example, rectangular or substantially rectangular, and the dimension in the second direction at the opening is smaller than the dimension in the second direction at the first electrode.
[0015]
The manufacturing method of the organic EL display device provided by the second aspect of the present invention includes a plurality of display elements provided on a substrate, and each of these display elements provides a first electrode element and an electric field. The organic element having the light emitting element that emits light and the second electrode element are stacked in this order, and the plurality of the first electrode elements are arranged in a row aligned in the first direction and the above A plurality of first electrodes formed in a strip shape extending in the first direction and arranged in parallel in a second direction orthogonal to the first direction, and a plurality of the second electrode elements in the second direction A plurality of second electrodes arranged in a row and extending in the second direction and arranged in parallel in the first direction, and each of the second electrodes Intersects the plurality of first electrodes Each part, a method of manufacturing an organic EL display device in which the opening of the one rectangular window hole shape is formed, a plurality of second electrodes which the opening is formed, these second It forms by the 1st process of forming the strip-shaped part of the width direction both sides of an electrode, and the 2nd process of forming the part which connects the said strip-shaped part so that each said opening part may be pinched | interposed.
[0016]
Other advantages and features of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments of the invention.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
[0018]
An organic EL display device X according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
An organic EL display device X shown in FIG. 1 includes a substrate 2 and a cover 7, a plurality of anodes 3 and a plurality of cathodes 4 arranged on the substrate 2, a plurality of display elements 1 arranged in a matrix, It has. As shown in FIG. 2, the display element 1 includes a pair of electrode elements 33 and 34 (anode element 33 and cathode element 34) and an organic element 40 provided between the pair of electrode elements 33 and 34. The organic element 40 is configured to emit light by electroluminescence based on voltage application using the pair of electrode elements 33 and 34. The organic element 40 is a portion corresponding to each display element 1 in each organic layer 10.
[0020]
In addition, the display element 1 is configured to drive each display element 1 by passive driving by a line sequential method in the present embodiment, and is formed so that the anode element 33 and the cathode element 34 intersect each other. ing. The anode element 33 and the cathode element 34 are portions corresponding to the display elements 1 in the anodes 3 and the cathodes 4, respectively.
[0021]
Although not clearly shown on the drawing, the substrate 2 has, for example, a rectangular shape and is made of transparent glass or plastic film. Further, the substrate 2 has a substrate first surface 2a on which the display element 1 is formed, and a substrate second surface 2b that becomes one of light emission surfaces when the anode 3 and the substrate 2 are formed of a transparent material. ing. Hereinafter, the direction of light emitted through the substrate second surface 2b is defined as a first direction, and the direction of light emitted in the opposite direction is defined as a second direction.
[0022]
The anode 3 is formed in a strip shape in which a plurality of anode elements 33 are arranged in a row and extends in the direction of arrow AB in FIG. A plurality of anodes 3 are arranged in the width direction thereof. These anodes 3 are formed, for example, by performing vapor deposition, sputtering, etching, or the like after photolithography. In addition, as a material which forms the anode 3, ITO etc. are mentioned. In addition, when light is emitted only in one direction (second direction), the anode 3 may be opaque. Therefore, a material having high reflectivity and high hole injection efficiency into the organic layer 10 is selected. The
[0023]
The organic layer 10 is laminated on the anode 3, and as shown in FIGS. 1 and 2, the hole injection layer 11 provided to improve the hole injection efficiency from the anode 3, and the hole And a hole transport layer 12 having a function of preventing the exciton from contacting the hole injection layer 11 and serving as an electron barrier, and a luminescent substance. Are provided for improving the efficiency of electron injection from the cathode 4, the electron transport layer 14 having a function as a hole barrier, and transporting electrons to the light emitting layer 13. The injection layer 15 is included.
[0024]
Insulating partition walls 5 are provided between adjacent anodes 3 and between adjacent organic layers 10. The insulating partition 5 ensures electrical insulation between the anodes 3 and between the organic layers 10.
[0025]
The cathode 4 is formed in a strip shape in which a plurality of cathode elements 34 are arranged in a row and extends in the direction of the arrow CD in FIG. In addition, each cathode element 34 is configured to have a rectangular opening 9 serving as a light emission port in the second direction. Moreover, the some cathode 4 is located in a line with the arrow AB of FIG. The shape of the opening 9 is not limited to a rectangular shape, and may be a substantially rectangular shape, for example.
[0026]
These cathodes 4 are stacked on the organic layer 10 and the insulating partition 5. For example, as shown in FIG. 3, the anode 3, the insulating partition 5 and the organic layer 10 are stacked on the first surface 2 a of the substrate. A completed substrate 2A is formed through a cathode formation pre-process (illustrated in FIG. 4) and a cathode formation post-process (illustrated in FIG. 5). The material for forming the cathode 4 may be opaque because it has the opening 9, and in order to improve the electron injection into the organic layer 10, the work function or the electron affinity is higher. A small material is selected, and examples thereof include aluminum, a magnesium-silver alloy, and an aluminum-lithium alloy.
[0027]
The cathode formation pre-process is performed by, for example, a mask method. The metal mask 70 shown in FIG. 4 is placed on the layered substrate 2A shown in FIG. 3 by aligning the mask opening 71 with the portion where the metal is to be adhered, and then vacuum-deposited, and finally. A cathode 4a as shown in the lower diagram of FIG. 4 is formed.
[0028]
The post-cathode formation step is performed, for example, by a mask method. The metal mask 72 shown in FIG. 5 is placed on the substrate 2B on which the cathode 4a is formed shown in FIG. Then, the cathode 4 as shown in the lower diagram of FIG. 5 is formed. The opening 9 formed simultaneously with the formation of the cathode 4 is provided at a portion where the anode 3 and the cathode 4 intersect and has a rectangular shape or a substantially rectangular shape. Further, the dimension of the opening 9 in the arrow CD direction is formed to be smaller than the dimension of the anode 3 in the arrow CD direction. With this structure, light can be emitted uniformly from the entire surface of the opening 9.
[0029]
The cover 7 has a low refractive index deposited film layer 6 having an antireflection effect on the cover inner surface 7a, and is formed so as to cover and seal the substrate 2 of the organic EL display device X as shown in FIG. Is done. The cover 7 is fixed using an adhesive 30. In addition, as a material which comprises the cover 7, glass etc. are mentioned, As a material which comprises the low refractive index vapor deposition film layer 6, what is called AR coating etc. are mentioned.
[0030]
In the organic element 40, a hole injection element 41, a hole transport element 42, an organic element 43, an electron transport element 44, and an electron injection element 45 are laminated on the anode element 33 in this order. Note that the hole injection element 41, the hole transport element 42, the organic element 43, the electron transport element 44, and the electron injection element 45 include the respective hole injection layers 11, the respective hole transport layers 12, the respective organic layers 13, and the respective electrons. It is a part corresponding to each display element 1 in the transport layer 14 and each electron injection layer 15.
[0031]
The plurality of anodes 3 and the plurality of cathodes 4 are electrically connected to a driver IC (not shown). A scanning voltage is sequentially applied to the plurality of anodes 3 from the driver IC, and a signal voltage corresponding to the display image is input to the plurality of cathodes 4 in synchronization with the clock pulse.
[0032]
When a voltage higher than the threshold is applied between the anode element 33 and the cathode element 34 corresponding to the selected display element 1 by the driver IC, holes are injected from the anode element 33 into the hole injection element 41. Then, electrons are injected from the cathode element 34 into the electron injection element 45. Electrons are transported to the light emitting element 43 via the electron transport element 44 and holes are transported to the light emitting element 43 via the hole transport element 42. In the light emitting element 43, electrons and holes are recombined to generate excitons, and the excitons move through the light emitting element 43. The excitons emit energy corresponding to the band of the luminescent material, so that the luminescent material and thus the light emitting element 43 emits light. As clearly shown in FIG. 2, in the structure of the present invention, light generated in the organic element 40 can be extracted directly from the opening 9 to the second direction side. In this way, the selected display element 1 emits light, and an image is displayed by combining them.
[0033]
In the case where the organic EL display device X is configured for color display, for example, the three adjacent light emitting layers 13 are made up of an R light emitting layer, a G light emitting layer, and a B light emitting layer. A plurality may be provided. In this case, the R light emitting layer, the G light emitting layer, and the B light emitting layer may contain a light emitting substance that emits light corresponding to each color, or emit light filters corresponding to each color. It may be provided on the layer 13.
[0034]
As described above, the configuration in the present embodiment has a structure in which light generated in the organic layer 10 can be extracted directly from the opening 9 to the second direction side. Therefore, in the configuration as shown in FIG. 7, when light is emitted from the second substrate surface 52b, for example, light passes through ITO as the transparent electrode 53 or the glass substrate 52 as the substrate. Although the amount of light that can be extracted is reduced, in the configuration in the present embodiment, light can be emitted from the opening 9 provided in the cathode 4, and thus the reduction in the amount of light is suppressed. In addition, since the light can be taken out without being transmitted through the transparent electrode 53, there is no problem such as a problem that the emitted light is reddish, which may occur when the ITO is transmitted. Stability is also eliminated.
[0035]
Further, in the configuration as shown in FIG. 7, in order to emit light in two directions, the first and second directions, the transparent electrode 53 as the anode and the reflective electrode 54 as the cathode are always made of a transparent material. For example, when ITO or the like is used, the driving voltage is increased as compared with an opaque but relatively low resistivity metal such as copper or aluminum. However, in the configuration of the present embodiment, light can be emitted in the two directions just by making the anode 3 a transparent electrode. For example, if the cathode 4 is made of a metal having a relatively low resistivity, Even with a low driving voltage, light can be emitted in the two directions without unevenness, and the driving voltage can be reduced.
[0036]
Furthermore, in the case of the configuration shown in FIG. 7, the light cannot be emitted to the outside unless one of the transparent electrode 53 and the reflective electrode 54 is a transparent electrode. Even if opaque metal electrodes are used for both the anode 3 and the cathode 4, light can be emitted from the opening 9 in the second direction. For this reason, an opaque but low resistivity material such as copper or aluminum can be used, so that light can be emitted evenly even at a low driving voltage.
[0037]
In this case, a silicon substrate that is opaque but has a high thermal diffusivity can also be used. Therefore, in the case where there is a possibility that the generation of heat becomes large as in the configuration in the present embodiment, by adopting a silicon substrate as the substrate 2, thermal degradation is suppressed and the life of the display device 1 is extended. Is also possible.
[0038]
In the present embodiment, the organic EL display device X in which the organic layer 10 is configured by the hole injection layer 11, the hole transport layer 12, the light emitting layer 13, the electron transport layer 14, and the electron injection layer 15 has been described as an example. The configuration of the organic layer 10 can be variously modified. For example, a two-layer structure including the hole transport layer 12 and the light-emitting layer 13 or an electron transport layer 14 and the light-emitting layer 13 may be used, or a three-layer structure including the hole transport layer 12, the electron transport layer 14 and the light-emitting layer 13. May be.
[0039]
An organic EL display device X ′ according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this figure, the same or similar members or elements as those of the organic EL display device X described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
[0040]
As shown in FIG. 6, the organic EL display device X ′ has the same configuration as the organic EL display device X according to the first embodiment of the present invention. In addition, the portion where the organic layer 10 is exposed through the opening 9 provided in the cathode 4 is covered with a light-transmitting metal conductor layer 20, and the metal conductor layer 20 is in contact with the cathode 4. It is configured as follows.
[0041]
The metal conductor layer 20 is formed of a metal such as gold or aluminum so that the thickness is 50 nm or less. By setting the thickness to 50 nm or less, it is possible to secure a light-transmitting property in visible light and to compensate for a decrease in the contact area between the organic layer 10 and the cathode 4 due to the provision of the opening 9 in the cathode 4. Therefore, it is possible to improve the electron injection efficiency and reduce the driving voltage by lowering the resistance of the cathode 4. Further, the determination of the area where the metal conductor layer 20 covers the organic layer 10 can be freely selected from the viewpoints of the amount of light emitted from the opening 9, the electron injection efficiency, the driving voltage, and the ease of manufacturing.
[0042]
In the second embodiment, the same design change as in the first embodiment can be made.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are a cross-sectional view and a cutaway perspective view showing an example of an organic EL display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
FIG. 3 is a fragmentary perspective view for explaining a cathode forming step of the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
4 is a fragmentary perspective view for explaining a cathode forming step of the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 5 is a cutaway perspective view for explaining a cathode forming step of the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
6 is an example of an organic EL display device according to a second embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view of a portion corresponding to a cross-sectional view taken along line II in FIG. 1. FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a conventional organic EL display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Element 2 Board | substrate 3 1st electrode 4 2nd electrode 9 Opening part 20 Metal conductor layer 33 1st electrode element 34 2nd electrode element 40 Organic element 43 Light emitting element X, X ', X "Organic EL display apparatus

Claims

基板に設けられた複数の表示素子を備え、かつ、これらの表示素子のそれぞれが、第１電極要素、電界を与えることにより発光する発光要素を有する有機要素、および第２電極要素がこの順に積層形成された形態を有する有機ＥＬ表示装置であって、
複数の上記第１電極要素が第１の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第１の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向と直交する第２の方向に並列配置された複数の第１電極と、複数の上記第２電極要素が上記第２の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第２の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向に並列配置された複数の第２電極と、をさらに備えており、
上記各第２電極における上記複数の第１電極と交差する部分のそれぞれには、各１つの矩形窓穴状の開口部が形成されており、上記発光要素で生じた光が上記各開口部から出射させられる一方、
上記有機要素の少なくとも一部は、透光性を有する金属導体層により覆われ、かつ上記金属導体層は、第２電極要素と少なくとも一部は接していることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。A plurality of display elements provided on a substrate, and each of these display elements is stacked in this order, a first electrode element, an organic element having a light emitting element that emits light by applying an electric field, and a second electrode element An organic EL display device having a formed form,
A plurality of the first electrode elements are arranged in a row aligned in the first direction, are formed in a strip shape extending in the first direction, and are arranged in parallel in a second direction orthogonal to the first direction. In addition, the plurality of first electrodes and the plurality of second electrode elements are arranged in rows arranged in the second direction and are formed in a strip shape extending in the second direction, and are parallel to the first direction. A plurality of second electrodes arranged; and
Each of the portions of the second electrodes intersecting with the plurality of first electrodes is formed with one rectangular window hole-shaped opening, and light generated by the light emitting element is emitted from each of the openings. While being emitted ,
At least a part of the organic element is covered with a light-transmitting metal conductor layer, and the metal conductor layer is at least partly in contact with the second electrode element. .

上記基板および上記第１電極要素は、透光性を有するものとして形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。 The organic EL display device according to claim 1, wherein the substrate and the first electrode element are formed to have translucency.

上記金属導体層は、金またはアルミニウムにより厚みが５０ｎｍ以下に形成されている、請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。The metal conductive layer, the thickness of gold or aluminum is formed on the 50nm or less, the organic EL display device according to claim 1 or 2.

上記開口部は、矩形状または略矩形状とされており、
上記開口部における上記第２の方向の寸法は、上記第１電極における上記第２方向の寸法よりも小さくされている、請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。The opening is rectangular or substantially rectangular,
The dimensions of the second direction in the opening, the first is smaller than the dimension of the second direction of the electrode, the organic EL display device according to any one of claims 1 to 3.

基板に設けられた複数の表示素子を備え、かつ、これらの表示素子のそれぞれが、第１電極要素、電界を与えることにより発光する発光要素を有する有機要素、および第２電極要素がこの順に積層形成された形態を有し、複数の上記第１電極要素が第１の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第１の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向と直交する第２の方向に並列配置された複数の第１電極と、複数の上記第２電極要素が上記第２の方向に並ぶ列状に配置されるとともに上記第２の方向に延びる帯状に形成され、かつ上記第１の方向に並列配置された複数の第２電極と、をさらに備えており、上記各第２電極における上記複数の第１電極と交差する部分のそれぞれには、各１つの矩形窓穴状の開口部が形成されている有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
上記開口部が形成された複数の第２電極は、これらの第２電極の幅方向両側の細帯状部分を形成する第１工程と、上記各開口部を挟むように上記細帯状部分をつなぐ部分を形成する第２工程とにより形成することを特徴とする、有機ＥＬ表示装置の製造方法。A plurality of display elements provided on a substrate, and each of these display elements is stacked in this order, a first electrode element, an organic element having a light emitting element that emits light by applying an electric field, and a second electrode element A plurality of the first electrode elements are arranged in a row aligned in the first direction, are formed in a strip shape extending in the first direction, and are orthogonal to the first direction. A plurality of first electrodes arranged in parallel in the second direction and a plurality of the second electrode elements are arranged in a row aligned in the second direction and formed in a strip shape extending in the second direction, And a plurality of second electrodes arranged in parallel in the first direction, and each of the portions of the second electrodes intersecting with the plurality of first electrodes has one rectangular window. Organic with hole-shaped openings A method of manufacturing a L display device,
The plurality of second electrodes in which the openings are formed include a first step of forming narrow strips on both sides in the width direction of the second electrodes, and a portion connecting the narrow strips so as to sandwich the openings. And a second step of forming the organic EL display device.