JP2000133459A - 電界発光素子およびその製造方法 - Google Patents

電界発光素子およびその製造方法

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JP2000133459A JP10304635A JP30463598A JP2000133459A JP 2000133459 A JP2000133459 A JP 2000133459A JP 10304635 A JP10304635 A JP 10304635A JP 30463598 A JP30463598 A JP 30463598A JP 2000133459 A JP2000133459 A JP 2000133459A
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    • H10K50/00Organic light-emitting devices
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    • H10K50/171Electron injection layers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】有機高分子電界発光素子においては、バッファ
層または正孔注入層3には導電性高分子を用い、その粗
い膜質のために発光効率、信頼性ともに低かった。 【解決手段】導電性高分子前駆体を溶液状態で製膜し、
その後重合することにより表面の平滑なバッファ層また
は正孔注入層3を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はテレビ、コンピュー
タなど情報機器、電気電子製品のディスプレイ部に使用
する電界発光素子の構造およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年液晶ディスプレイに替わる発光型デ
ィスプレイとして有機物を用いた電界発光素子の開発が
加速している。有機物を用いた電界発光素子としては、
Appl.Phys.Lett.51(12),21
September 1987の913ページに示され
ているように低分子を蒸着法で製膜する方法と、 Ap
pl.Phys.Lett.71(1),7 July
1997の34ページから示されているように高分子を
塗布する方法が主に開発されている。特に高分子系では
カラー化する際にインクジェット法を用いる事により、
パターニングが容易に出来る事から注目されている。こ
の高分子を用いる場合には、バッファ層または正孔注入
層を陽極と発光層の間に形成する事が多い。従来、前記
バッファ層や正孔注入層としては導電性高分子、例えば
ポリチオフェン誘導体やポリアニリン誘導体を用いる事
が多く、その製膜方法としては、Chem.Mate
r.1995年7号969ページから示されているよう
に、導電性高分子を無理矢理溶液化するか、あるいはA
ppl.Phys.Lett.71(1),7 Jul
y1997の34ページから示されているように溶媒に
分散させて塗布する方法が知られていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の方法で
は、導電性高分子は溶媒に極めて溶けにくいため、製膜
中に析出する、また溶媒に分散させる方法では、膜質が
極めて粗くなる問題を有していた。いずれの場合にも、
得られるバッファ層または正孔注入層の中には導電性高
分子の粒子が存在するため膜質は粗く、その上に発光層
を形成しても、導電性高分子の粒子が発光層を突き破
る、または突き破らずとも導電性高分子の粒子上で発光
層の膜厚が極めて薄くなり、絶縁破壊が生じる、または
生じ易くなる課題を有していた。
【0004】そこで本発明の目的とする所は、導電性高
分子からなる、粒子を含まない極めて滑らかな表面を有
するバッファ層または正孔注入層を形成する方法を提供
する事に有り、またこのバッファ層または正孔注入層を
形成した、高効率高信頼性電界発光素子を提供する事に
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】課題を解決するための手
段1.本発明の電界発光素子は、少なくとも1方が透明
な2枚の電極間にバッファ層または正孔注入層、および
発光層、さらに必要に応じて電子注入層を配置した構造
の電界発光素子において、前記バッファ層または正孔注
入層として導電性高分子を用い、かつこの膜厚変動が1
mm□(1mm2の意味である。以下同じ。)領域内で
50nm以下である事を特徴とする。本構成により、発
光層の膜厚の均一性を確保することができ、これにより
発光の均一性、ひいては長寿命化を実現する事が出来
る。
【0006】課題を解決するための手段2.課題を解決
するための手段1において、前記導電性高分子がポリチ
オフェン誘導体またはポリアニリン誘導体である事を特
徴とする。本構成により、電界発光素子の発光効率を向
上させ、かつ発光の均一性を確保する事が出来る。
【0007】課題を解決するための手段3.少なくとも
1方が透明な2枚の電極間にバッファ層または正孔注入
層、および発光層、さらに必要に応じて電子注入層を配
置した構造の電界発光素子の製造方法において、陽極上
に導電性高分子前駆体と前記導電性高分子前駆体の重合
剤を混合した物またはこれら溶液を塗布し、製膜後に重
合させてバッファ層または正孔注入層とする事を特徴と
する電界発光素子の製造方法。本製法により、均一なバ
ッファ層または正孔注入層を形成する事が出来る。
【0008】課題を解決するための手段4.課題を解決
するための手段3において、前記導電性高分子前駆体が
チオフェン誘導体またはアニリン誘導体である事を特徴
とする。本製法により、より簡便に、より高効率な電界
発光素子を作成する事が出来る。
【0009】課題を解決するための手段5.少なくとも
1方が透明な2枚の電極間にバッファ層または正孔注入
層、および発光層、さらに必要に応じて電子注入層を配
置した構造の電界発光素子の製造方法において、陽極上
に導電性高分子前駆体またはこの溶液を塗布し、その
後、前記前駆体の膜に重合手段を講じて重合し、バッフ
ァ層または正孔注入層とする事を特徴とする。本製法に
より、均一なバッファ層または正孔注入層を形成する事
が出来る。
【0010】課題を解決するための手段6.課題を解決
するための手段5において、前記導電性高分子前駆体が
チオフェン誘導体またはアニリン誘導体である事を特徴
とする。本製法により、より簡便に、より高効率な電界
発光素子を作成する事が出来る。
【0011】課題を解決するための手段7.課題を解決
するための手段5において、前記重合手段が、重合剤塗
布または重合剤溶液への浸漬である事を特徴とする。本
製法により、より簡便に電界発光素子を作成する事が出
来る。
【0012】課題を解決するための手段8.課題を解決
するための手段5において、前記重合手段が、加熱であ
る事を特徴とする請求項5記載の電界発光素子の製造方
法。本製法により、より簡便に電界発光素子を作成する
事が出来る。
【0013】
【発明の実施の形態】(実施例1)本実施例では、少な
くとも1方が透明な2枚の電極間にバッファ層または正
孔注入層、および発光層、さらに必要に応じて電子注入
層を配置した構造の電界発光素子において、前記バッフ
ァ層または正孔注入層として導電性高分子を用い、前記
導電性高分子がポリチオフェン誘導体またはポリアニリ
ン誘導体であり、かつこの膜厚変動が1mm□(1mm
2の意味である。以下同じ)領域内で50nm以下であ
る例を示す。
【0014】図1に本実施例の電界発光素子の簡単な断
面図を示す。まず、パターニングしたITO付きのガラ
ス基板に、実施例2以降に示す方法によりバッファ層ま
たは正孔注入層を製膜した。こうして作成した膜の膜厚
変動は1mm□領域内で50nm以下であった。次に発
光層としてジヘキシルポリフルオレンのクロロホルム溶
液を塗布して乾燥し、膜厚80nmとした。さらにその
上に弗化リチウムを1nmの厚みに蒸着し、その上にア
ルミニウムを400nmの厚みに蒸着した。次にこの陰
極側の面を封止した。こうして作成した電界発光素子の
発光効率は1lm/Wであった。比較例として、バッフ
ァ層または正孔注入層として、従来から用いられている
ポリチオフェン誘導体であるバイエル社製Bytron
Pを用いると、膜厚変動が1mm□領域内でおよそ6
0nm以上あり、発光効率は0.5lm/Wであった。
【0015】本実施例では、単純マトリックス用基板の
みならずTFT基板およびこれに類するアクティブ素子
を形成した基板も用いる事が出来る。
【0016】本実施例では、バッファ層および正孔注入
層以外の構成において、従来の有機低分子および高分子
電界発光素子に用いられる構成を用いる事が出来る。
【0017】(実施例2)本実施例では実施例1におい
てバッファ層または正孔注入層として、導電性高分子前
駆体と前記導電性高分子前駆体の重合剤を混合した物ま
たはこれら溶液を塗布し、製膜後に重合させてバッファ
層または正孔注入層とした例を示す。導電性高分子前駆
体としてチオフェン誘導体であるバイエル社製Bytr
on Mを用い、重合剤としてバイエル社製Bytro
n Cを用いた。両者をブタノール中に添加希釈し、混
合後すぐに基板上に塗布した。その後200℃1時間焼
成した。次に流水中に基板を1昼夜浸漬した。その後再
び200℃1時間焼成した。こうして作成した膜の膜厚
変動は1mm□領域内でおよそ50nm以下であった。
【0018】(実施例3)本実施例では導電性高分子前
駆体としてアニリンを用いた例を示す。アニリンと重合
剤としてアンモニウムパーサルフェートを1M塩酸中に
溶解し、基板上に塗布した。その後200℃で1時間焼
成し、次に流水中に基板を1昼夜浸漬した。その後20
0℃で1時間焼成した。こうして作成した膜の膜厚変動
は1mm□領域内でおよそ50nm以下であった。
【0019】(実施例4)本実施例では陽極上に導電性
高分子前駆体またはこの溶液を塗布し、その後、前記前
駆体の膜に重合剤を塗布または重合剤の溶液に浸漬して
重合し、バッファ層または正孔注入層とする例を示し
た。基板上に導電性高分子前駆体としてバイエル社製B
ytron Mを塗布し、200℃1時間焼成した。次
にこの基板をバイエル社製Bytron Cに100℃
にて1時間浸漬し、次に流水中に1昼夜浸漬した。さら
に200℃1時間焼成した。こうして作成した膜の膜厚
変動は1mm□領域内でおよそ50nm以下であった。
【0020】(実施例5)本実施例では陽極上に導電性
高分子前駆体またはこの溶液を塗布し、その後、加熱に
より重合し、バッファ層または正孔注入層とする例を示
した。基板上に導電性高分子前駆体としてバイエル社製
Bytron Mを塗布し、200℃12時間焼成し
た。こうして作成した膜の膜厚変動は1mm□領域内で
およそ50nm以下であった。
【0021】以上実施例を述べたが、導電性高分子材料
としてポリチオフェン誘導体およびポリアニリン誘導体
を主に紹介したが、導電性を有し、かつ製膜しやすい高
分子前駆体であれば同様に用いる事が出来る。本発明は
従来の有機EL素子の構成に応用できる。
【0022】
【発明の効果】以上本発明によれば、バッファ層または
正孔注入層を、導電性高分子前駆体を製膜後重合して形
成する事により、発光効率を飛躍的に向上する事が出来
た。本発明を携帯型情報機器に応用すれば、長時間バッ
テリー動作を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における電界発光素子の簡単な断面図
である。
【符号の説明】
1…透明基板 2…陽極(群) 3…バッファ層または正孔注入層 4…発光層 5…陰極(群) 6…保護膜 7…駆動ドライバー回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも1方が透明な2枚の電極間にバ
    ッファ層または正孔注入層、および発光層、さらに必要
    に応じて電子注入層を配置した構造の電界発光素子にお
    いて、前記バッファ層または正孔注入層として導電性高
    分子を用い、かつこの膜厚変動が1mm□領域内で50
    nm以下である事を特徴とする電界発光素子。
  2. 【請求項2】前記導電性高分子がポリチオフェン誘導体
    またはポリアニリン誘導体である事を特徴とする請求項
    1記載の電界発光素子。
  3. 【請求項3】少なくとも1方が透明な2枚の電極間にバ
    ッファ層または正孔注入層、および発光層、さらに必要
    に応じて電子注入層を配置した構造の電界発光素子の製
    造方法において、陽極上に導電性高分子前駆体と前記導
    電性高分子前駆体の重合剤を混合した物またはこれら溶
    液を塗布し、製膜後に重合させてバッファ層または正孔
    注入層とする事を特徴とする電界発光素子の製造方法。
  4. 【請求項4】前記導電性高分子前駆体がチオフェン誘導
    体またはアニリン誘導体である事を特徴とする請求項3
    記載の電界発光素子の製造方法。
  5. 【請求項5】少なくとも1方が透明な2枚の電極間にバ
    ッファ層または正孔注入層、および発光層、さらに必要
    に応じて電子注入層を配置した構造の電界発光素子の製
    造方法において、陽極上に導電性高分子前駆体またはこ
    の溶液を塗布し、その後、前記前駆体の膜に重合手段を
    講じて重合し、バッファ層または正孔注入層とする事を
    特徴とする電界発光素子の製造方法。
  6. 【請求項6】前記導電性高分子前駆体がチオフェン誘導
    体またはアニリン誘導体である事を特徴とする請求項5
    記載の電界発光素子の製造方法。
  7. 【請求項7】前記重合手段が、重合剤塗布または重合剤
    溶液への浸漬である事を特徴とする請求項5記載の電界
    発光素子の製造方法。
  8. 【請求項8】前記重合手段が、加熱である事を特徴とす
    る請求項5記載の電界発光素子の製造方法。
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