JP2001093664A - 有機el素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
つが、他の製造工程により影響を受けることを防止し
て、発光効率や蛍光変換効率の低下がなく、特性に優れ
る有機EL素子の製造方法を得る。 【解決手段】第一の基体の上に陰極と有機発光層と透明
電極を積層して有機発光素子部を形成する工程と、透明
な第二の基体の上に前記した有機発光層からのエレクト
ロルミネッセンスを受けて蛍光を発する色変換フィルタ
ーを形成する工程と、前記した第一と第二の基体を前記
した有機発光素子部と色変換フィルターの両者が挟まれ
るように対向配置する工程を備える。
Description
法に係り、特にエレクトロルミネッセンス特性や蛍光変
換特性の良好な多色型の有機EL素子の製造方法に関す
る。
ンス素子)は、電場発光に必要な駆動電圧が低く、 発光
素材の選択により発光色の選定が可能であることから、
近年研究開発が活発化している( 例えば米国特許3,53O,
325 号)。その中で発光効率を向上させる目的で、 陽極/
正孔注入層/ 発光層/ 陰極からなる積層型の有機EL素子
を用いて、 10V 以下の駆動電圧により1000Cd/m2 以上の
輝度を得たという報告(特公昭57-51781号公報) がなさ
れて以来、 研究に拍車がかけられた。
る。 従来の有機EL素子は、支持体であるガラス基板1 の
上に有機発光素子部5 を形成している。有機発光素子部
5 は陽極である透明電極2 、 有機層3 、金属からなる陰
極4 から構成される。
を考慮した場合、 多色表示化が必要である。 多色表示の
方法として、 三原色のEL素子を順次バターニングして平
面上に配置したもの、 白色発光素子に三原色( 赤、 緑、
青) のカラーフィルターを配置したものが考えられる。
子効率を低下させる上、 工程が非常に複雑となり量産は
困難とされている。 またカラーフィルター方式は安定且
つ十分な輝度の白色発光素子が必要であるが、現状では
このような白色発光素子は得られていない。 そこで近年
では有機EL素子の発光域の光を吸収し、 可視光域の蛍光
を発光する蛍光素材をカラーフィルターに用いる色変換
方式が提案されている( 特開平3-152897号公報、 特開平
5-258860号公報)。
ーを用いた従来の多色型有機EL素子を示す断面図であ
る。色変換方式の多色型有機EL素子は、 透明なガラス基
板1 の上に色変換フィルター6,7,8 、次いで保護層9 を
積層し、 さらにその上に有機発光素子部5 と封止ガラス
10を順次に形成し、封止処理を行って作製される。
に変換するための蛍光フィルターが、 特定波長の光, 水
分, 熱, 有機溶剤に非常に弱く、 これらにより容易に分
解し機能を消失してしまうため、 多色有機EL素子の製造
法に制約が課せられることである。色変換方式の多色型
有機EL素子の従来の作製プロセスは、 例えば有機発光素
子部5 の陽極である透明電極ITO の形成工程( 成膜、 フ
ォト工程) において、発生熱が色変換フィルターの変換
特性( 変換効率、 色純度) を劣化させる。 このために保
護層9 の上に直接的に有機発光素子部5 を形成すること
ができない。
転方式が提案されている。 すなわち透明基板上に陰極を
成膜し、 次いで有機層,陽極,保護層および色変換フィ
ルターを順次に形成する方式である。 しかしながらこの
方式では、色変換フィルターの作製時の湿式工程により
有機発光層が劣化するという問題が起こる。有機発光層
は周囲の環境、 特に水分などによって影響を受け易く、
水分により有機層の結晶化が促進されたり、水分が電極
と有機発光層間に侵入して有機発光層と電極間に剥離を
生じ、電圧を印加しても発光しないダークスボットと呼
ばれる黒点が発生する。 また反転方式の場合、 素子のガ
ラス基板上に陰極を作製するが、 陰極と陽極は直交する
必要があるため陰極のパターニング工程( フォト工程)
が必要となる。 Al-Li などの低仕事関数金属を陰極に用
いる場合、 陰極材料が酸化し、 電子注入性能が悪くな
り、 素子の発光効率が悪化する。
的は、有機発光素子部と色変換フィルターのうちの一つ
が、他の製造工程により影響を受けることを防止して、
発光効率や蛍光変換効率の低下がなく、特性に優れる有
機EL素子の製造方法を提供することにある。
によれば、第一の基体の上に陰極と有機発光層と透明電
極を積層して有機発光素子部を形成する工程と、透明な
第二の基体の上に前記した有機発光層からのエレクトロ
ルミネッセンスを受けて蛍光を発する色変換フィルター
を形成する工程と、前記した第一と第二の基体を前記し
た有機発光素子部と色変換フィルターの両者が挟まれる
ように対向配置する工程を備えることにより達成され
る。
体が平面ガラスであること、第一の基体と第二の基体が
ギャップ材を介して封止されること、有機発光素子部と
色変換フィルターの間に0 〜20μm の間隙が存在するこ
と、または陰極がAlであり、陰極と有機発光層の間にLi
F またはAl203 等のバッファー層が設けられることが有
効である。
電極を積層して有機発光素子部を形成する工程と、透明
な第二の基体の上に前記した有機発光層からのエレクト
ロルミネッセンスを受けて蛍光を発する色変換フィルタ
ーを形成する工程を備えると、有機発光素子部と色変換
フィルターのうちの一つが、他のものの製造工程により
影響を受けないで、第一と第二の基体上にそれぞれ独立
に形成される。両者は、第一と第二の基体を対向配置す
る工程により相互に組み合わされて有機EL素子となる。
基体上に有機発光素子部または色変換フィルターの形成
が容易になる。第一の基体と第二の基体がギャップ材を
介して封止されると、有機発光素子部と色変換フィルタ
ー間の距離が最適値に調整される。
0〜20μm の間隙が存在すると、視野角特性の高い素子
が得られる。陰極がAlであり、陰極と有機発光層の間に
LiF またはAl203 等のバッファ層を設けると、有機層へ
の電子注入性が改善される。
機EL素子を示す断面図である。図2は、図1のP部を示
す拡大断面図である。
内に設置し、1×10-4Paの減圧下で膜厚約100nm のAl 4を
陰極として成膜した。 この陰極をフォトリソグラフ法に
よって2mm ライン、 0.5mm ピッチのパターニングを行っ
た後、 再度抵抗加熱蒸着装置内に設置し、LiF からなる
バッファ層11を10nm厚さに形成し、 次いで有機層3 を形
成した。 有機層3 は電子注入層12/ 発光層13/ 正孔輸送
層14/ 正孔注入層15の4 層構造とし、これらを順次成膜
した。 正孔注入層12は銅フタロシアニン(CuPc)を100nm
、 正孔輸送層13は 4,4'-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェ
ニルアミノ] ビフェニル (α-NPD) を20nm積層した。 発
光層14は 4,4'-ビス( 2,2 ジフェニルビニル) ビフェニ
ル(DPVBi) を30nm積層した。 電子注入層15はアルミキレ
ート(Alq)を20nm積層した。 これらの成膜を終了した後、
Alラインと垂直に2mm ライン、 0.5mm ピツチのストラ
イプパターンが得られるマスクを用いて、 電子線蒸着法
によって透明電極(ITO)2の成膜を実施した。
ター(6、7、8) および保護層9 を形成した。 色変換フィル
ターは封止ガラス10の上に青色変換素材( 冨士ハントエ
レクトロニクステクノロジー製: カラーモザイクCB-700
1)をスピンコート法にて塗布後、 フオトリソグラフ法に
よりパターニングを実施し、 青色変換フィルターの2mm
ライン, 5.5 mmギャップのラインパターンを得た。
リン6(Aldrich 製) をスクリーン印刷法を用いて基板上
に印刷し、150°C でベークして緑色変換フィルター7 の
2mmライン、 5.5mm ギャップ、 膜厚12μm のラインパタ
ーンを得た。
ダミン6G(Aldrich製) をスクリーン印刷を用いて基板上
へ印刷し、 100 ℃でベークして赤色変換フィルター8 の
2mmライン、 5.5mm ギャップ、 膜厚30μm のラインパタ
ーンを得た。
クリレート系オリゴマーの光硬化型接着剤( スリーボン
ド製:3112)を塗布し、3000mJ(365 nm) の光量で露光し、
さらに80°C でベークを行ない保護膜9 を得た。
部が積層されたガラス基板1 と、色変換フィルターおよ
び保護層の形成された封止ガラス10を封止接着する。図
3は、図1のQ部を示す拡大断面図である。
シ系接着剤からなる接着層16、 スペーサー17を混合して
使用した。 これはガラス基板1 および封止ガラス10と両
者の間隔を調整するギャップ材18の接触を防止する。 な
おガラス基板と封止ガラス間のギャップは素子性能の重
要な特性である視野角特性に影響するため20μm 以下が
好ましく、ギャップ材18の厚さによって調節される。
行い、 ガラス基板および封止ガラスのシール部に接着剤
を塗布し、 ギャップ材18を挟持するように両者を接着さ
せた。 なおガラス基板1 と封止ガラス10を封止接着する
場合の環境条件は、 グローブボックス内の水分濃度と酸
素濃度をそれぞれ 5ppm 以下にコントロールする。この
ようにしてダークスポットの発生および成長が抑制され
る。 またフロリナート( 住友スリーエム製) などの不活
性液体を充填する方法も同様な効果をもたらす。
換フィルターの変換効率、 有機発光層のエレクトロルミ
ネッセンスのいずれも良好であることを確認した。
と有機発光層と透明電極を積層して有機発光素子部を形
成する工程と、透明な第二の基体の上に前記した有機発
光層からのエレクトロルミネッセンスを受けて蛍光を発
する色変換フィルターを形成する工程と、前記した第一
と第二の基体を前記した有機発光素子部と色変換フィル
ターの両者が挟まれるように対向配置する工程を備える
ので、有機発光素子部と色変換フィルターのうちの一つ
が、他のものの製造工程により影響を受けないで、第一
と第二の基体上にそれぞれ独立に形成され、次いで組み
合わされることとなり、有機発光素子部の発光特性や色
変換フィルターの蛍光変換特性の良好な有機EL素子が得
られる。
図
素子を示す断面図
Claims (5)
- 【請求項1】第一の基体の上に陰極と有機発光層と透明
電極を積層して有機発光素子部を形成する工程と、透明
な第二の基体の上に前記した有機発光層からのエレクト
ロルミネッセンスを受けて蛍光を発する色変換フィルタ
ーを形成する工程と、前記した第一と第二の基体を前記
した有機発光素子部と色変換フィルターの両者が挟まれ
るように対向配置する工程を備えることを特徴とする有
機EL素子の製造方法。 - 【請求項2】第一と第二の基体が平面ガラスである請求
項1に記載の有機EL素子の製造方法。 - 【請求項3】第一の基体と第二の基体がギャップ材を介
して封止される請求項1に記載の有機EL素子の製造方
法。 - 【請求項4】有機発光素子部と色変換フィルターの間に
0 〜20μm の間隙が存在する請求項1に記載の有機EL素
子の製造方法。 - 【請求項5】陰極がAlであり、陰極と有機発光層の間に
LiF またはAl203 等のバッファー層が設けられる請求項
1に記載の有機EL素子の製造方法。
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