JP5425372B2 - ORGANIC EL ELEMENT AND EL DISPLAY DEVICE - Google Patents
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Description
本発明は、有機EL素子、EL表示装置および有機EL素子の製造方法の技術に関する。 The present invention relates to a technique of an organic EL element, an EL display device, and a method for manufacturing the organic EL element.
近年、有機EL(Electroluminescence)素子を備えたEL表示装置の開発が盛んに行われている。有機EL素子は、ガラス基板上に金属電極と、発光層を含む有機層と、透明電極とが積層されて構成されている。このような構成を有する有機EL素子では、発光層において発光した光(発光光)を金属電極において反射させて外部に取り出すことによって、有機EL素子の輝度を向上させている。 In recent years, EL display devices including organic EL (Electroluminescence) elements have been actively developed. The organic EL element is configured by laminating a metal electrode, an organic layer including a light emitting layer, and a transparent electrode on a glass substrate. In the organic EL element having such a configuration, the luminance of the organic EL element is improved by reflecting light emitted from the light emitting layer (emitted light) at the metal electrode and taking it out to the outside.
しかし、反射機能を有する金属電極においては、外光をも反射することになるので、例えば、発光領域の周辺に位置する金属表面において外光が多く反射されると、有機EL素子の外部に、発光光以外に反射した多くの外光が取り出されるので、EL表示装置のコントラストが低下するという問題がある。 However, in the metal electrode having a reflection function, it also reflects outside light. For example, when a large amount of outside light is reflected on the metal surface located around the light emitting region, outside the organic EL element, Since much external light reflected other than the emitted light is extracted, there is a problem that the contrast of the EL display device is lowered.
これに対する従来の対策としては、金属電極を凹凸形状に形成して当該金属電極に反射散乱機能を付加させることによって外光を散乱させ、コントラストの低下を防止する技術が存在する(特許文献1)。 As a conventional measure against this, there is a technique for preventing a decrease in contrast by forming a metal electrode in an uneven shape and adding a reflection / scattering function to the metal electrode to scatter external light (Patent Document 1). .
なお、有機EL素子は、有機層の膜厚が変化することによって、有機層の発する光の色も変化してしまう。 In the organic EL element, the color of light emitted from the organic layer changes as the film thickness of the organic layer changes.
上述した特許文献1に記載の有機EL素子では、凹凸形状の金属電極上に有機層が形成されるため、かかる有機層の膜厚を均一にすることが難しく、有機層に印加する電圧に対して所望の光を発生させることが困難になる。また、有機層の膜厚の薄い領域に電圧が印加されると、その領域に電界集中が発生し、有機EL素子の輝度を低下させる可能性がある。
In the organic EL element described in
そこで、本発明は、有機層の膜厚に影響を与えることなく、外光を散乱させEL表示装置のコントラストを良好に維持するとともに、有機EL素子の輝度の低下を抑制させる技術を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a technique for maintaining good contrast of an EL display device by scattering outside light without affecting the film thickness of the organic layer and suppressing a decrease in luminance of the organic EL element. With the goal.
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、有機EL素子であって、第1電極と、前記第1電極と間を空けて形成された導電層と、前記第1電極上に形成され、開口を有する絶縁層と、前記絶縁層の開口を被覆して、前記第1電極上に形成される有機発光層と、前記有機発光層上に形成された第2電極と、前記第1電極と前記絶縁層との間に介在された、前記有機発光層のうちの前記第1電極と接している部分と同一平面上に配されている外光減退膜と、前記第1電極の下方に設けられた薄膜トランジスタと、を備え、前記導電層は、前記第2電極から延在された前記第2電極の一部と接続され、前記外光減退膜によって被覆されており、前記外光減退膜は、前記絶縁層と接する表面の算術平均粗さが、前記第1電極の上面の算術平均粗さよりも大きく、前記薄膜トランジスタは、平面視して前記外光減退膜の直下に配置され、該外光減退膜により上方を覆われていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る有機EL素子において、前記外光減退膜は、前記開口の周囲を取り囲むように形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the organic EL device according to the first aspect of the invention, the external light reducing film is formed so as to surround the periphery of the opening.
また、請求項3の発明は、請求項1または請求項2の発明に係る有機EL素子において、前記外光減退膜は、クロム、モリブデン又はタングステンからなることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the organic EL device according to the first or second aspect of the present invention, the external light reducing film is made of chromium, molybdenum, or tungsten.
また、請求項4の発明は、EL表示装置であって、請求項1乃至請求項3のいずれかの発明に係る前記有機EL素子を備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an EL display device comprising the organic EL element according to any one of the first to third aspects.
本発明によれば、有機EL素子に入射する外光を減退させEL表示装置のコントラストを良好に維持するとともに、有機EL素子の輝度の低下を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing the external light which injects into an organic EL element, maintaining the contrast of EL display apparatus favorable, the fall of the brightness | luminance of an organic EL element can be suppressed.
<実施形態>
<構成>
図1は、本発明の実施形態に係るEL表示装置1の平面図であり、図2は、図1のA−A断面図である。
<Embodiment>
<Configuration>
FIG. 1 is a plan view of an
本実施形態に係るEL表示装置1は、図1に示されるように、隔壁12によって略格子状に区画された複数の有機EL素子20によって構成されている。これらの有機EL素子20は、画素領域21をそれぞれ形成している。また、有機EL素子20はその画素領域21内に、有機発光層としての有機層9(後述)で発光された光を放射する発光領域(横線ハッチングが付された領域)23を有している。
As shown in FIG. 1, the
図2に示されるように、有機EL素子20は、基板2と、回路層3と、平坦化膜4と、第1電極5と、導電層6と、外光減退膜としての保護膜7と、絶縁層としての層間絶縁膜8と、有機層9と、第2電極10と、封止膜11と、隔壁12と、封止基板13とを備えている。基板2の上面側には、第1電極5、有機層9および第2電極10によって有機電界発光部22が形成されている。なお、外光減退膜は、その膜の表面において、有機EL素子に進入する外光を吸収または散乱させ、有機EL素子の外部に向かって反射される外光を減退させる機能を有している。
As shown in FIG. 2, the
この有機EL素子20は、有機層9が発光した光を上面側の第2電極10を介して矢印LTのように外部に取り出すトップエミッション型の構造となっている。また、この有機EL素子20の構成は、アクティブマトリクス駆動方式に対応した構成となっているが、パッシブマトリクス駆動方式に対応した構成を採用してもよい。また、第1電極5と第2電極10のいずれをアノード側に設定してもよい。
The
基板2はガラス基板等により構成される。回路層3は、薄膜トランジスタTおよび容量素子等を備えている。かかる薄膜トランジスタTは、平面視して保護膜7の直下に配置され、保護膜7によって覆われている。具体的には、薄膜トランジスタTは、回路層3において、第1電極5の表面(第1電極面)における垂線と平行な光線を保護膜7に照射した場合に生じる正射影に含まれる領域(例えば、図2では斜線ハッチング領域)に配置される。これによれば、薄膜トランジスタTに進入する外光を少なくし、薄膜トランジスタTが電気的誤作動を起こすのを防止することができ、信頼性の優れた有機EL素子およびEL表示装置を提供することができる。また、平坦化膜(PFA:Polymer Film on Array)4は、回路層3と第1電極5との間を絶縁するように、これらの間に形成されている。
The
下部電極15(詳細には第1電極5および導電層6)は、平坦化膜4上に形成され、その電極材料としては、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、マグネシウム(Mg)、ビスマス(Bi)またはネオジム(Nd)、あるいはこれらを組み合わせた合金が採用される。
The lower electrode 15 (specifically, the
また、下部電極15を構成する第1電極(ここでは金属電極)5は、有機層9において発光された光(発光光)を反射する機能を有している。これによれば、発光光を有機EL素子の外部に効率よく取り出すことが可能となり、有機EL素子20の輝度を向上させることが可能となる。
Further, the first electrode (here, metal electrode) 5 constituting the
また、下部電極15を構成する導電層6は、平坦化膜4上における第1電極5と離間した領域に形成される。かかる導電層6は、平坦化膜4に設けられたスルーホール6aにおいて回路層3と電気的に接続される。なお、このように第1電極5と離間した領域に形成される導電層6は、有機EL素子20の画素領域21において、第1電極5とは間を空けて存在するとも表現することができる。また、導電層6は、第2電極10から延在された第2電極の一部と接続され、保護膜7によって被覆されている。なお、導電層6と第2電極の一部が接続される領域を、コンタクト領域24と称する。
In addition, the
保護膜7は、有機EL素子20の製造工程(後述)において、第1電極5および導電層6の上面に形成される。保護膜7としては、例えば、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)またはタングステン(W)、あるいはこれらを組み合わせた合金が採用される。当該保護膜7は、製造段階において、第1電極5および導電層6の酸化等を防止する保護膜として機能する。これによって、第1電極5および導電層6の電気抵抗の増加が防止される。下部電極15の上面に形成された保護膜7の一部(詳細には発光領域23およびコンタクト領域24を被覆する保護膜)は、保護膜7形成後の所定の工程において取り除かれる。なお、保護膜7は、後述する層間絶縁膜8の発光領域23およびコンタクト領域24における開口の周囲を取り囲むように形成されている。
The
また、保護膜7の層間絶縁膜8と接する表面は、第1電極5の表面よりも算術平均粗さ(Ra)の値が大きくなるように形成される。このように、粗く形成された表面を有する保護膜7は、外光を散乱させる光散乱膜として機能する。これによって、発光領域23およびコンタクト領域24以外の保護膜7に被覆された領域(「被覆領域」とも称する)に入射した外光は散乱され、有機EL素子の内部に進入した外光を、有機EL素子の外部に向かって反射するのを抑制することができる。有機層9が発光した光のみを有機EL素子の外部に取り出しやすくすることで、有機EL素子の外部に放出される光の色をより鮮明にすることができ、EL表示装置のコントラストが向上する。保護膜7の外光散乱機能については、後述する。
Further, the surface of the
層間絶縁膜8は、第1電極5と第2電極10とを絶縁するように、形成される。層間絶縁膜8は、例えば、酸化ケイ素或いは窒化ケイ素等の無機材料、またはアクリル樹脂、ノボラック樹脂或いはフェノール樹脂等の有機材料によって形成される。また、層間絶縁膜8は、発光領域23およびコンタクト領域24において開口8a(図7参照)を有するように形成される。
The
有機層9は、発光領域23における層間絶縁膜8の開口8aを被覆するように、第1電極5上に形成され、発光機能を有する有機材料を発光体として用いた発光層を含んで構成される。有機層9は、単層構造もしくは機能別に積層した多層構造のいずれも採用することができる。なお、単層構造は、素子形成プロセスを簡略化できることから、歩留まりを向上させることができ、低コストのEL表示装置1を提供できるという利点がある。
The
また、有機層9の構造として多層構造を採用する場合、例えば発光層に加え、正孔輸送層、正孔注入層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層、電子阻止層のうち、単数もしくは複数を選択して有機層9を構成する。なお、正孔注入層、電子注入層については無機材料が使用されることもあるが、その場合であっても、正孔注入層、電子注入層を含めて有機層と呼ぶ。
Further, when adopting a multilayer structure as the structure of the
第2電極(ここでは透明電極)10は、有機層9を覆うように形成され、コンタクト領域24において導電層6と電気的に接続される。これにより、第2電極10は、回路層3と電気的に接続された状態となる。また、第2電極10は、有機層9の上面側から光を取り出すために、インジウム錫酸化膜(ITO)、錫酸化膜等の光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、第2電極10が、例えばマグネシウム、銀、アルミニウムまたはカルシウム等の材料から成る場合、その厚みを100nm以下にすることによって、光透過性の電極とすることができる。ここで、光透過性の電極とは、光が透過することができる性質を有する電極をいう。
The second electrode (here, transparent electrode) 10 is formed so as to cover the
隔壁12は、光透過性を有する絶縁樹脂により形成され、その断面形状は下部よりも上部が幅広な略逆テーパを成している。また、隔壁12は、層間絶縁膜8の上から形成されている。なお、隔壁12には、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素或いは酸化窒化ケイ素等の無機材料、またはアクリル樹脂、ノボラック樹脂或いはフェノール樹脂等の有機材料を使用することができる。
The
封止膜11は、窒化ケイ素を主成分とした無機物質の膜として形成されており、封止性を有している。この封止膜11は、有機電界発光部22等を封止して酸素や水蒸気の侵入を防止する役目を担っている。 The sealing film 11 is formed as an inorganic substance film mainly composed of silicon nitride and has sealing properties. The sealing film 11 serves to seal the organic electroluminescent portion 22 and the like and prevent oxygen and water vapor from entering.
封止基板13は、基板2と略同一の大きさの矩形状の封止部材であり、基板2に対して略平行に配置される。封止基板14は、トップエミッション型の有機ELディスプレイの場合、ガラス等の透明材料により形成されるが、ボトムエミッションの場合、透明材料には限られず、アルミニウム等の不透明材料も使用可能である。
The sealing
<保護膜7の機能について>
ここで、保護膜7が有する機能について詳述する。上述のように、本実施形態に係る保護膜7は、2つの機能を有している。具体的には、有機EL素子20の製造工程においては、第1電極5および導電層6の酸化を防止する保護膜として機能し、有機EL素子20の完成後は、封止基板13および層間絶縁膜8等の光透過性を有する部材を透過してきた外光を散乱させる光散乱膜として機能する。つまり、保護膜7は、アルミ二ウム等の材料よりも酸化しにくいモリブデン等の材料から成り、製造工程において第1電極5を被覆することで、第1電極の酸化を防止することができ、さらに保護膜7の表面の算術平均粗さ(Ra)を大きくすることによって、その表面で有機EL素子に進入する外光を効率良く散乱させることができる。なお、算術平均粗さ(Ra)は、JISB0601−2001に準ずる。
<About the function of the
Here, the function of the
図3は、表面粗さの異なるAlNd合金の正反射率を示す図である。図3において、実線JLは、算術平均粗さ(Ra)の値がRa1=1.8nmであるAlNd合金表面における正反射率を示し、破線HLは、算術平均粗さ(Ra)の値がRa2=3.0nmであるAlNd合金表面における正反射率を示している。ここで、正反射率とは、物体表面の法線方向から入射した光が、当該物体表面において、法線方向(入射方向と反対方向)へと反射される光の割合(反射率)を表している。 FIG. 3 is a diagram showing the regular reflectance of AlNd alloys having different surface roughnesses. In FIG. 3, the solid line JL indicates the regular reflectance at the AlNd alloy surface where the value of arithmetic average roughness (Ra) is Ra1 = 1.8 nm, and the broken line HL indicates that the value of arithmetic average roughness (Ra) is Ra2 The specular reflectance on the surface of the AlNd alloy with = 3.0 nm is shown. Here, the regular reflectance represents the ratio (reflectance) of light that is incident from the normal direction of the object surface to the normal surface (direction opposite to the incident direction) on the object surface. ing.
物質表面における光の正反射率は、その物質表面の粗さに依存し、粗くない(なめらかな)表面における正反射率に比べて粗い表面における正反射率は低くなる。例えば、図3に示されるように、算術平均粗さ(Ra)の値がRa2=3.0nmの表面と算術平均粗さ(Ra)の値がRa1=1.8nmの表面とを比較すると、算術平均粗さ(Ra)の値が大きい表面、すなわち粗い表面の正反射率(破線HL)は、粗くない表面の正反射率よりも可視光領域(波長が、約400nmから800nm)において、約2パーセント低くなる。 The regular reflectance of light on a material surface depends on the roughness of the material surface, and the regular reflectance on a rough surface is lower than the regular reflectance on a non-rough (smooth) surface. For example, as shown in FIG. 3, when comparing a surface with an arithmetic average roughness (Ra) value of Ra2 = 3.0 nm and a surface with an arithmetic average roughness (Ra) value of Ra1 = 1.8 nm, The specular reflectance (dashed line HL) of a surface having a large arithmetic average roughness (Ra) value, that is, a rough surface is approximately equal in the visible light region (having a wavelength of about 400 nm to 800 nm) than the regular reflectance of a non-rough surface. 2 percent lower.
図3は、AlNd合金表面における正反射率を示しているが、他の物質、例えばモリブデンの表面においても、同様のことが言える。すなわち、モリブデンの表面を粗くすると、粗くしない場合に比べて、正反射率は低下する。したがって、モリブデンを材料とする保護膜7の表面を一般的な製造工程によって形成される表面よりも粗くすることによって、保護膜7の表面に入射する外光を散乱させ、正反射率を低下させることが可能となる。また、保護膜7に使用するモリブデンまたはタングステンは、第1電極に使用するアルミニウムまたは銀よりも可視光反射率が低いため、さらに外光の正反射率を低下させることが可能となる。
FIG. 3 shows the regular reflectance on the surface of the AlNd alloy, but the same can be said for the surface of another material, for example, molybdenum. That is, when the surface of molybdenum is roughened, the regular reflectance is reduced as compared with the case where the surface is not roughened. Accordingly, the surface of the
以上のように、本実施形態に係るEL表示装置1は、第1電極5を被覆し、第1電極5の上面と比較して表面粗さの大きい上面を有する保護膜7を備えている。このため、保護膜7においては、入射する外光を散乱させることが可能となるので、コントラストを向上させることが可能になる。また、本実施形態に係るEL表示装置1は、発光領域23における第1電極5の表面を比較的なめらかに形成し、その表面に有機層9と第2電極10とを順次積層することによって、発光領域23における有機層9の膜厚を略一定にすることができる。その結果、有機層9全体に略均一に電圧を印可することができ、有機層9の膜厚の薄い領域に電界集中が発生するのを低減することができ、さらには有機EL素子の輝度が低下するのを効果的に抑制することができる。
As described above, the
なお、第1電極5と保護膜7とは、スパッタターゲット(単に「ターゲット」とも称する)をAlNd合金からモリブデンに変更する以外は、同一条件で行われるスパッタリング法(スパッタリング)によって形成されると仮定すると、第1電極5と保護膜7とにおける表面の算術平均粗さ(Ra)は略等しくなってしまう。そこで、本実施形態では、保護膜7を成膜する際に実行するスパッタリングを、第1電極5を成膜する際に実行するスパッタリングとは、意図的に異なる条件で行うことによって、第1電極5の表面粗さ(Ra)よりも保護膜7の表面を粗さ(Ra)を大きく(粗く)する。詳細は、後述する。
It is assumed that the
また、EL表示装置1では、保護膜7は、導電層6の上面においても形成されるので、第1電極の存在領域以外の領域に入射した外光を有効に減退させることができる。
In the
<製法>
次に、EL表示装置1の製造工程について説明する。図4〜図8は、各製造段階において備える有機EL素子20の構成を示す図である。図9および図10は、ターゲット30と被成膜部位HSとの相対位置を示す概念図である。図11は、被成膜部位とターゲットとの相対位置を変更して形成された各膜の表面粗さ(Ra)の実測値を示す図である。
<Production method>
Next, a manufacturing process of the
EL表示装置1の製造工程は、主として以下の工程SP1〜SP6を備えている。
The manufacturing process of the
(SP1) 基板2上に回路層3が形成される(図4参照)。回路層3は、CVDまたはスパッタリング等の薄膜形成技術やフォトリソグラフィー等の薄膜加工技術を採用することにより形成される。そして、回路層3上には、スルーホール6aを設けた平坦化膜4が形成される(図4)。平坦化膜4は、スピンコート法、CVD等の薄膜形成技術やフォトリソグラフィー等の薄膜加工技術を用いて形成される。
(SP1) The
(SP2) 平坦化膜4上に下部電極15(詳細には第1電極5および導電層6)が形成される(図5)。下部電極15は、スパッタリング或いはCVD等の薄膜形成技術またはフォトリソグラフィー等の薄膜加工技術によって形成可能である。本実施形態では、下部電極15は、スパッタリングによって形成される。
(SP2) The lower electrode 15 (specifically, the
そして、下部電極15の表面に、当該下部電極15の酸化を抑制可能な保護膜7が形成される(図5)。保護膜7は、スパッタリング或いはCVD等の薄膜形成技術またはフォトリソグラフィー等の薄膜加工技術によって形成可能である。本実施形態では、保護膜7は、下部電極15を形成する際に実行されるスパッタリングとは異なる条件で行われるスパッタリングによって形成される。
And the
(SP3) 保護膜7上にCVD等の薄膜形成技術およびエッチング等の薄膜加工技術を採用することにより、層間絶縁膜8が形成されるとともに、層間絶縁膜8上に隔壁12が形成される(図6参照)。
(SP3) By adopting a thin film forming technique such as CVD and a thin film processing technique such as etching on the
(SP4) 層間絶縁膜8の開口部において露出されている保護膜7、換言すれば保護膜7のうち層間絶縁膜8で被覆されていない露出部分(具体的には、発光領域23およびコンタクト領域24)が、エッチング液により除去される。これにより、第1電極5および導電層6の一部がそれぞれ露出される(図7参照)。そして、残存した保護膜7は、開口部の縁に沿って、開口部の周囲を取り囲むように第1電極5と層間絶縁膜8との間に介在する。
(SP4) The
(SP5) 有機材料物質の蒸着によって発光領域23に有機層9が形成される(図8参照)。そして、有機層9およびコンタクト領域24を覆うように蒸着によって第2電極10が形成される。これによって、第2電極10の一部は、コンタクト領域24において導電層6と電気的に接続される。
(SP5) The
(SP6) 封止膜11および封止基板13を用いた封止が行われる(図2参照)。これにより、有機層9においてダークスポット(滅点)の発生が抑制される。
(SP6) Sealing using the sealing film 11 and the sealing
ここで、工程SP2について詳述する。 Here, the process SP2 will be described in detail.
上述のように、工程SP2においては、スパッタリングにより例えばAlNd合金からなる第1のターゲットから飛散した材料によって、基板2上の成膜予定領域(「被成膜部位」とも称する)に下部電極15を成膜する。そして、下部電極15を形成する際に実行されるスパッタリングとは異なる条件で行われるスパッタリングにより、例えばモリブデンからなる第2のターゲットから飛散した材料によって、下部電極15の表面に保護膜7が形成される。具体的には、下部電極15を形成する際のスパッタリングと保護膜7を形成する際のスパッタリングとにおいて、ターゲットと基板上の成膜予定領域との相対位置を変更して行う。
As described above, in the process SP2, the
より詳細には、下部電極15を成膜する場合は、被成膜部位HS1の所定位置(図9では、被成膜部位HS1の中心位置CP1)とターゲット30aにおいて、中心位置CP1からの距離が最小となる第1至近部位TP1とを結ぶ直線CL1と、ターゲット30aの表面FT1とのなす角の大きさが所定の角度α1(例えば、90度)になるように設定して行う。
More specifically, when the
一方、保護膜7を成膜する場合は、下部電極15を成膜する場合に比べて、被成膜部位HS2の所定位置(図10では、被成膜部位HS2の中心位置CP2)とターゲット30bにおいて被成膜部位HS2からの距離が最小となる第2至近部位TP2とを結ぶ直線CL2と、ターゲット30bの表面FT2とのなす角の角度(仰角)α2が小さくなるように、ターゲット30bと基板2とを配置する。なお、α2は、α1よりも小さい角度とする。
On the other hand, in the case where the
また、下部電極15をスパッタリングによって成膜する場合の、ターゲット表面FT1と基板2においてターゲット表面FT1と対向する面との鉛直方向間の距離BL1は、保護膜7をスパッタリングによって成膜する場合の、ターゲット表面FT2と基板2においてターゲット表面FT2と対向する面との鉛直方向間の距離BL2とを、同じ長さとする。
Further, when the
これによって、下部電極15をスパッタリングによって形成する場合は、図9に示すように、基板2において下部電極15が形成されるべき被成膜部位HS1は、ターゲット(例えばAlNd合金)30aのターゲット表面FT1に対して正面に対峙する位置(正対位置)に配置される。一方、保護膜7をスパッタリングによって形成する場合は、図10に示されるように、保護膜7が形成されるべき被成膜部位HS2は、ターゲット(例えばモリブデン)30bのターゲット表面FT2に対して正対しない位置(非正対位置)に配置される。
Thus, when the
このように、ターゲット30b上に形成されるプラズマから外れた位置に、被成膜部位を配置したスパッタリング(「斜めスパッタ」または「斜方スパッタ」とも称する)を行うことにより、算術平均粗さ(Ra)の大きい膜(層)を成膜することが可能になる。具体的には、非正対位置に配置された被成膜部位では、スパッタされた粒子のうち被成膜部位に対して斜め方向から飛来する粒子によって成膜される確率が増加する。そのため、被成膜部位において、斜め方向から粒子が多く飛来することによって、特定の方向に膜が成長し易く、膜表面において柱状構造が発達することとなる。このため、斜方スパッタによって成膜された膜表面の表面粗さは、通常のスパッタリングによって成膜された膜表面の表面粗さよりも粗くなる。
In this way, by performing sputtering (also referred to as “oblique sputtering” or “oblique sputtering”) in which the film formation site is disposed at a position deviated from the plasma formed on the
例えば、図11に示されるように、ターゲット30bにおける至近部位TP2から被成膜部位HS2を見上げた仰角α2が75°から49°に変更されると、成膜されたAlNd合金膜の算術平均粗さ(Ra)の値は、3.6nmから3.9nmへと大きくなる。また、仰角α2が75°から49°に変更されると、成膜されたAlNd合金膜の最大高さ(Rz)の値は、32.5nmから44.0nmへと大きくなる。このように、仰角α2が小さくなるにつれて、成膜される膜の表面粗さは大きくなる。なお、本発明の実施形態における最大高さ(Rz)は、JISB0601−2001に準ずる。
For example, as shown in FIG. 11, when the elevation angle α2 looking up at the deposition target site HS2 from the nearest site TP2 in the
なお、ターゲット表面FT2に代えて、被成膜部位HS2が存在する基板2の表面(「基板表面」とも称する)を基準にすると、保護膜7を成膜する場合は、下部電極15を成膜する場合に比べて、被成膜部位HS2の位置(図10では、被成膜部位HS2の中心位置CP2)とターゲット30bにおける至近部位TP2とを結ぶ直線CL2と、基板2とのなす角の大きさ(角度)β2が小さくなるように、設定する(ターゲット30bと被成膜部位HS2とを配置する)とも表現することができる。
In place of the target surface FT2, the
また、本実験の成膜条件は、ターゲット:AlNd合金、ターゲット表面と基板面との鉛直方向間の距離BL2=250mm、スパッタ装置の消費電力DP=1kW、チャンバー内の圧力PR=0.5Paである。また、本実験の実測値は、デジタルインスツルメンツ社製の走査型プローブ顕微鏡「NanoScope」を用いて、所定条件(Integral Gain:0.41−0.48、Proportional Gain:0.67、Leak Ahead Gain:1.52V、Drive Frequency:217.79kHz、Drive Amplitude:33.78mV、Measurement Area:2.5μm)下で測定されている。 The film forming conditions of this experiment are: target: AlNd alloy, distance BL2 = 250 mm between the target surface and the substrate surface in the vertical direction, power consumption DP = 1 kW of the sputtering apparatus, and pressure PR in the chamber = 0.5 Pa. is there. Moreover, the actual measurement value of this experiment was measured using a scanning probe microscope “NanoScope” manufactured by Digital Instruments, Inc. under predetermined conditions (Integral Gain: 0.41-0.48, Proportional Gain: 0.67, Leak Ahead Gain: 1.52 V, Drive Frequency: 217.79 kHz, Drive Amplitude: 33.78 mV, Measurement Area: 2.5 μm).
以上のように、本実施形態に係る有機EL素子を使用したEL表示装置1では、外光散乱機能を有する保護膜7が、層間絶縁層8の開口部の縁に沿って、当該開口部の周囲を取り囲むように配置されることによって、発光領域23の外縁部分において外光の正反射率が低下するので、コントラストを向上させることが可能となる。
As described above, in the
<変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。
<Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the contents described above.
例えば、上記実施形態では、第1電極5の表面に比べて、保護膜7の表面を粗く成膜していたがこれに限定されない。
For example, in the above embodiment, the surface of the
具体的には、保護膜7として光透過性を有する材料を採用し、第1電極5の表面のうち発光領域23に含まれる領域に比べて、発光領域23以外の非発光領域に含まれる領域を粗く成膜してもよい。なお、このような第1電極5は、基板に対しターゲットを正対位置に配置してスパッタリングする方法(正面スパッタ)と、基板に対しターゲットを非正対位置に配置してスパッタリングする方法(斜めスパッタ)とを使い分けることで、形成することができる。例えば、平坦化膜4上に正面スパッタを用いて第1電極5を形成し、その後、発光領域23に対応する第1電極5の直上をマスクで覆い、非発光領域に第1電極5を構成する材料を斜めスパッタで成膜することで、第1電極5の表面粗さを発光領域23と非発光領域とで相異させることができる。
Specifically, a material having optical transparency is used as the
このように、第1電極5の表面を選択的に粗くすることよって、発光光を発光領域23における比較的なめらかな表面において反射させる一方で、非発光領域に入射した外光を非発光領域における比較的粗い表面において散乱させることが可能になる。これによれば、発光光を有効に利用して輝度を向上させるとともに、コントラストを向上させることが可能となる。また、発光領域23における比較的なめらかな表面においては、膜厚に影響を与えることなく有機層9を形成することが可能になるとともに、非発光領域における比較的粗い表面においては、外光を散乱させることが可能になる。
In this way, by selectively roughening the surface of the
また、上記実施形態における保護膜7は、その表面を粗くすることによって、保護膜7の表面に入射する外光を反射散乱させて、正反射する外光を減退させる外光減退機能を有しているとも表現することができる。外光減退機能という観点からは、保護膜7は、反射機能を有しない別部材によって構成されていてもよい。例えば、保護膜7として光透過性を有する材料を採用した場合は、当該部材の表面を粗くすることによって、外光を当該表面において散乱させ、正反射する外光を減退させてもよい。
Further, the
また、本実施形態に係る有機EL素子20では、保護膜7の表面粗さ(Ra)を大きくすることによって、アンカー効果により保護膜7と層間絶縁膜8との接着性(密着性)を高めることができる。これによれば、層間絶縁膜8の開口部において発生する層間絶縁膜8のエッジ(図6において実線で囲まれる領域R1〜R4)の保護膜7に対する浮きを防止し、点灯不良を回避することが可能となる。
Further, in the
点灯不良の具体例としては、以下のような態様が考えられる。図12および図13は、層間絶縁膜のエッジ部分において発生するエッジの浮きを示す図である。 As specific examples of the lighting failure, the following modes can be considered. 12 and 13 are diagrams showing edge floating that occurs at the edge portion of the interlayer insulating film.
具体的には、図12に示されるように、発光領域23における層間絶縁膜8のエッジEG1において浮きが発生し、保護膜7と層間絶縁膜8とが剥離する場合が想定される。この場合、剥離した状態で第2電極10の生成が行われると、第2電極10と第1電極5とは電気的にショートし、有機EL素子20は点灯不良となる。また、図13に示されるように、コンタクト領域24における層間絶縁膜8のエッジEG3,EG4において浮きが発生し、保護膜7と層間絶縁膜8とが剥離した場合は、第2電極10の段切れが発生し、有機EL素子20は点灯不良となる。
Specifically, as shown in FIG. 12, it is assumed that floating occurs at the edge EG <b> 1 of the
本実施形態に係る有機EL素子20は、表面粗さ(Ra)の大きい保護膜7を有しているので、保護膜7と層間絶縁膜8との接着性を高めることができ、上記のような層間絶縁膜8のエッジの浮きを防止することが可能となる。
Since the
1 EL表示装置
2 基板
3 回路層
4 平坦化膜
5 第1電極
6 導電層
7 保護膜
8 層間絶縁膜
9 有機層
10 第2電極
13 封止基板
21 画素領域
23 発光領域
24 コンタクト領域
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第1電極と、
前記第1電極と間を空けて形成された導電層と、
前記第1電極上に形成され、開口を有する絶縁層と、
前記絶縁層の開口を被覆して、前記第1電極上に形成される有機発光層と、
前記有機発光層上に形成された第2電極と、
前記第1電極と前記絶縁層との間に介在された、前記有機発光層のうちの前記第1電極と接している部分と同一平面上に配されている外光減退膜と、
前記第1電極の下方に設けられた薄膜トランジスタと、
を備え、
前記導電層は、前記第2電極から延在された前記第2電極の一部と接続され、前記外光減退膜によって被覆されており、
前記外光減退膜は、前記絶縁層と接する表面の算術平均粗さが、前記第1電極の上面の算術平均粗さよりも大きく、
前記薄膜トランジスタは、平面視して前記外光減退膜の直下に配置され、該外光減退膜により上方を覆われていることを特徴とする有機EL素子。 An organic EL element,
A first electrode;
A conductive layer formed spaced apart from the first electrode;
An insulating layer formed on the first electrode and having an opening;
An organic light emitting layer formed on the first electrode, covering the opening of the insulating layer;
A second electrode formed on the organic light emitting layer;
An external light-reducing film disposed between the first electrode and the insulating layer and disposed on the same plane as a portion of the organic light emitting layer that is in contact with the first electrode;
A thin film transistor provided below the first electrode;
With
The conductive layer is connected to a part of the second electrode extending from the second electrode, and is covered with the external light reducing film,
The external light decline film has an arithmetic average roughness of the surface in contact with the insulating layer, much larger than the arithmetic mean roughness of the top surface of the first electrode,
The organic EL element , wherein the thin film transistor is disposed immediately below the external light-reducing film in plan view and is covered with the external light-reducing film .
前記外光減退膜は、前記開口の周囲を取り囲むように形成されていることを特徴とする有機EL素子。 The organic EL device according to claim 1,
The organic EL element, wherein the external light reducing film is formed so as to surround the periphery of the opening.
前記外光減退膜は、クロム、モリブデン又はタングステンからなることを特徴とする有機EL素子。 The organic EL device according to claim 1 or 2 ,
The organic EL element, wherein the external light reducing film is made of chromium, molybdenum, or tungsten.
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