JP2002237382A - 有機ｌｅｄ素子及びその製造方法 - Google Patents
有機ｌｅｄ素子及びその製造方法Info
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Landscapes
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 真空装置を用いることなく有機ＬＥＤ素子を
作製でき、コストの低減、製造時間の短縮化を図る。 【解決手段】 一方の基板上１に透明導電膜（陽極）２
を形成し、その上に１層以上の有機層（発光層）３を成
膜する。そして、この陽極付き基板上に金属（合金を含
む）５による陰極を形成する。その際、陽極と対向する
基板４上に金属５を加熱して溶融させておき、この基板
４と上記有機層３を成膜下陽極付きの基板１とを貼り合
わせる。あるいは、有機層３を成膜した陽極付きの基板
１上で金属を溶融させるか、もしくは有機層３を成膜し
た陽極付きの基板１上に溶融させた金属を塗布してい
く。
作製でき、コストの低減、製造時間の短縮化を図る。 【解決手段】 一方の基板上１に透明導電膜（陽極）２
を形成し、その上に１層以上の有機層（発光層）３を成
膜する。そして、この陽極付き基板上に金属（合金を含
む）５による陰極を形成する。その際、陽極と対向する
基板４上に金属５を加熱して溶融させておき、この基板
４と上記有機層３を成膜下陽極付きの基板１とを貼り合
わせる。あるいは、有機層３を成膜した陽極付きの基板
１上で金属を溶融させるか、もしくは有機層３を成膜し
た陽極付きの基板１上に溶融させた金属を塗布してい
く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスプレイやバ
ックライトに使用される有機ＬＥＤ素子及びその製造方
法に関するものである。
ックライトに使用される有機ＬＥＤ素子及びその製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的に有機ＬＥＤ素子は、陽極付きの
基板と、１層以上の有機層（発光層）と、陰極という層
構造を有している。この有機ＬＥＤ素子に使用される基
板には、ガラス基板や透明プラスチック基板などがあ
る。
基板と、１層以上の有機層（発光層）と、陰極という層
構造を有している。この有機ＬＥＤ素子に使用される基
板には、ガラス基板や透明プラスチック基板などがあ
る。
【０００３】また、陽極としては、仕事関数の大きな金
属、合金が使用されている。例としては、Ａｕなどの金
属や、ＩＴＯ、ＳＮＯ2、ＺｎＯなどの透明電極膜を用
いるのが一般的であり、これらの電極はその電極物質を
蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜として形
成することができる。
属、合金が使用されている。例としては、Ａｕなどの金
属や、ＩＴＯ、ＳＮＯ2、ＺｎＯなどの透明電極膜を用
いるのが一般的であり、これらの電極はその電極物質を
蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜として形
成することができる。
【０００４】有機層は、トリス（８−ヒドロキシキノリ
ラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）及びＮ，Ｎ−ビス（３
−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−（１，１’
−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）に代表
される低分子系材料及びポリ−ｐ−フェニレンビニレン
（ＰＰＶ）誘導体に代表される高分子系材料が使用可能
である。
ラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）及びＮ，Ｎ−ビス（３
−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−（１，１’
−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）に代表
される低分子系材料及びポリ−ｐ−フェニレンビニレン
（ＰＰＶ）誘導体に代表される高分子系材料が使用可能
である。
【０００５】一般的に、低分子系材料は蒸着により陽極
上に膜を形成され、高分子系材料はスピンコートやディ
ップコート、その他各種の塗布方法で膜を形成される。
上に膜を形成され、高分子系材料はスピンコートやディ
ップコート、その他各種の塗布方法で膜を形成される。
【０００６】また、陰極としては、仕事関数の小さな金
属、合金及びこれらの混合物を電極物質とするものが用
いられている。例としては、Ｃａ、Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ合
金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金
などが挙げられ、これらの電極物質を蒸着やスパッタリ
ングなどの方法によって膜を形成し、これを陰極とす
る。
属、合金及びこれらの混合物を電極物質とするものが用
いられている。例としては、Ｃａ、Ａｌ、Ａｌ−Ｌｉ合
金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金
などが挙げられ、これらの電極物質を蒸着やスパッタリ
ングなどの方法によって膜を形成し、これを陰極とす
る。
【０００７】図３に一般的な有機ＬＥＤ素子の製造工程
を示す。同図の（ａ）は低分子系の場合、（ｂ）は高分
子系の場合をそれぞれ示す。
を示す。同図の（ａ）は低分子系の場合、（ｂ）は高分
子系の場合をそれぞれ示す。
【０００８】低分子系の場合は、基板１１に透明導電膜
１２を形成し、その上に真空下で１層以上の有機層１３
を成膜し、更にその上に真空下で陰極１４を成膜する。
１２を形成し、その上に真空下で１層以上の有機層１３
を成膜し、更にその上に真空下で陰極１４を成膜する。
【０００９】高分子系の場合は、基板１１に透明導電膜
１２を形成し、その上に大気圧下で１層以上の有機層１
３を成膜し、更にその上に真空下で陰極１４を成膜す
る。
１２を形成し、その上に大気圧下で１層以上の有機層１
３を成膜し、更にその上に真空下で陰極１４を成膜す
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の有機ＬＥＤ素子にあっては、次のような問題が
あった。
な従来の有機ＬＥＤ素子にあっては、次のような問題が
あった。
【００１１】高分子ＬＥＤの場合、陰極を真空装置内で
成膜すると、大気圧下と真空下の工程を併用することに
なり、真空引きなどの時間が必要になったり、工程が煩
雑になるなどの問題がある。
成膜すると、大気圧下と真空下の工程を併用することに
なり、真空引きなどの時間が必要になったり、工程が煩
雑になるなどの問題がある。
【００１２】また低分子ＬＥＤにおいても、陰極成膜専
用の真空チャンバーを用いることが多く、装置のコスト
が高くなるという問題がある。
用の真空チャンバーを用いることが多く、装置のコスト
が高くなるという問題がある。
【００１３】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、真空装置を用いる必要がなく、製造コス
トが低下し、また製造時間を短縮可能な有機ＬＥＤ素子
及びその製造方法を提供することを目的としている。
されたもので、真空装置を用いる必要がなく、製造コス
トが低下し、また製造時間を短縮可能な有機ＬＥＤ素子
及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる有機ＬＥ
Ｄ素子は、金属を溶解して形成された陰極、もしくは導
電性ペーストにより形成された陰極を有しているもので
ある。
Ｄ素子は、金属を溶解して形成された陰極、もしくは導
電性ペーストにより形成された陰極を有しているもので
ある。
【００１５】また、本発明にかかる有機ＬＥＤ素子の製
造方法は、金属を溶解して陰極を形成するようにしたも
のである。
造方法は、金属を溶解して陰極を形成するようにしたも
のである。
【００１６】また上記の方法において、基板上の透明導
電膜に発光層となる有機層を成膜し、該有機層と、対向
基板に形成した陰極となる金属層とを貼り合わせるよう
にするか、あるいは上記有機層に溶解金属を塗布するよ
うにしたものである。
電膜に発光層となる有機層を成膜し、該有機層と、対向
基板に形成した陰極となる金属層とを貼り合わせるよう
にするか、あるいは上記有機層に溶解金属を塗布するよ
うにしたものである。
【００１７】また、基板上の透明導電幕に発光層となる
有機層を成膜し、該有機層上で金属を溶融させたもので
ある。
有機層を成膜し、該有機層上で金属を溶融させたもので
ある。
【００１８】また、本発明にかかる有機ＬＥＤ素子の製
造方法は、基板上の透明導電膜に発光層となる有機層を
成膜し、該有機層に導電性ペーストを塗布するようにし
たものである。
造方法は、基板上の透明導電膜に発光層となる有機層を
成膜し、該有機層に導電性ペーストを塗布するようにし
たものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面につ
いて説明する。本発明は、有機ＬＥＤ素子において陰極
を大気圧下で作製できるようにしたものである。
いて説明する。本発明は、有機ＬＥＤ素子において陰極
を大気圧下で作製できるようにしたものである。
【００２０】すなわち、図１に示すように、一方の基板
上１に透明導電膜（陽極）２を形成し、その上に１層以
上の有機層（発光層）３を成膜する。そして、この陽極
付き基板上に金属（合金を含む）５による陰極を形成す
る。
上１に透明導電膜（陽極）２を形成し、その上に１層以
上の有機層（発光層）３を成膜する。そして、この陽極
付き基板上に金属（合金を含む）５による陰極を形成す
る。
【００２１】上記陰極の作製方法としては、図１の
（ａ）に示すように、陽極と対向する基板４上に金属５
を加熱して溶融させておき、この基板４と上記有機層３
を成膜下陽極付きの基板１とを貼り合わせる方法があ
る。その際、加熱状態を維持するためにホットプレート
を使用する。
（ａ）に示すように、陽極と対向する基板４上に金属５
を加熱して溶融させておき、この基板４と上記有機層３
を成膜下陽極付きの基板１とを貼り合わせる方法があ
る。その際、加熱状態を維持するためにホットプレート
を使用する。
【００２２】また、図１の（ｂ）に示すように、有機層
３を成膜した陽極付きの基板１上で金属を溶融させる方
法や、同図の（ｃ）に示すように、有機層３を成膜した
陽極付きの基板１上に溶融させた金属を塗布していくな
どの方法もある。
３を成膜した陽極付きの基板１上で金属を溶融させる方
法や、同図の（ｃ）に示すように、有機層３を成膜した
陽極付きの基板１上に溶融させた金属を塗布していくな
どの方法もある。
【００２３】更に、上記の各方法を組み合わせて２種類
以上の金属（合金）を積層させることも可能であり、陰
極作製時に加圧して成膜することも可能である。
以上の金属（合金）を積層させることも可能であり、陰
極作製時に加圧して成膜することも可能である。
【００２４】また、基板上の透明導電幕に発光層となる
有機層を成膜し、該有機層上で金属を溶融させるように
しても良い。
有機層を成膜し、該有機層上で金属を溶融させるように
しても良い。
【００２５】
【表1】
【００２６】表１にこれらの陰極材料として使用可能な
融点の低い金属（合金）を示す。
融点の低い金属（合金）を示す。
【００２７】上記表１の他に、Ｇａ，Ｉｎ，Ｉｎ−Ｓ
ｎ，Ｋ，Ｃｓ，Ｌｉ，Ｒｂなどの金属も用いることがで
きる。
ｎ，Ｋ，Ｃｓ，Ｌｉ，Ｒｂなどの金属も用いることがで
きる。
【００２８】また、図２に示すように、有機層３を成膜
した陽極付きの基板１上に無溶剤タイプの導電性ペース
ト６を塗布して加熱、硬化させることにより陰極を作製
することもできる。その際、スクリーン印刷、フレキソ
印刷など各種塗布方法を用いることができる。
した陽極付きの基板１上に無溶剤タイプの導電性ペース
ト６を塗布して加熱、硬化させることにより陰極を作製
することもできる。その際、スクリーン印刷、フレキソ
印刷など各種塗布方法を用いることができる。
【００２９】また、陰極材料として使用する無溶剤の導
電性ペーストとしては、Ａｇペーストやカーボンペース
トの他に、金属（合金）を分散させたペーストなどがあ
る。
電性ペーストとしては、Ａｇペーストやカーボンペース
トの他に、金属（合金）を分散させたペーストなどがあ
る。
【００３０】次に、上記の陰極作製方法により有機ＬＥ
Ｄ素子を製造した実施結果について説明する。
Ｄ素子を製造した実施結果について説明する。
【００３１】（実施例１）ＩＴＯ付きのガラス基板（厚
さ１．１ｍｍ）とソーダガラス（厚さ１．１ｍｍ）をア
ルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したＩＰ
Ａ溶液から引き上げて乾燥した。最後に、ＵＶ／Ｏ3洗
浄した。
さ１．１ｍｍ）とソーダガラス（厚さ１．１ｍｍ）をア
ルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール
（ＩＰＡ）を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したＩＰ
Ａ溶液から引き上げて乾燥した。最後に、ＵＶ／Ｏ3洗
浄した。
【００３２】上記洗浄したＩＴＯ基板上に発光層として
ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−２’−ｅｔｈｙｌ
−ｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ−ｖｉ
ｎｙｌｅｎｅ（ＭＥＨ−ＰＰＶ）を１００ｎｍの厚さに
なるようにスピンコートにより成膜した（基板１）。
ｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏｘｙ−５−２’−ｅｔｈｙｌ
−ｈｅｘｏｘｙ）−１，４−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ−ｖｉ
ｎｙｌｅｎｅ（ＭＥＨ−ＰＰＶ）を１００ｎｍの厚さに
なるようにスピンコートにより成膜した（基板１）。
【００３３】また、対向基板として、１７０℃に設定し
たホットプレート上に洗浄したソーダガラスを置いて加
熱し、その上に純度６ＮのＩｎ箔を置き、溶解させてＩ
ｎ膜を形成した（基板２）。
たホットプレート上に洗浄したソーダガラスを置いて加
熱し、その上に純度６ＮのＩｎ箔を置き、溶解させてＩ
ｎ膜を形成した（基板２）。
【００３４】そして、あらかじめ１７０℃のホットプレ
ート上で予備加熱しておいた基板１を基板２の上に重ね
た。次いで、重ねた基板を常温で放置して冷却し、ＬＥ
Ｄ素子を作製した。
ート上で予備加熱しておいた基板１を基板２の上に重ね
た。次いで、重ねた基板を常温で放置して冷却し、ＬＥ
Ｄ素子を作製した。
【００３５】上記素子を駆動させたところ、１５Ｖで３
００ｃｄ／ｍ2の発光を示し、以下に述べる比較例のよ
うな蒸着法により作製した素子と同等の特性を示した。
また、比較例に比べてダークスポットの発生が少なくな
り、封止しない素子で８５℃の恒温層に２４時間放置し
てもダークスポットの成長は見られず、発光特性も初期
特性とほぼ同等であった。
００ｃｄ／ｍ2の発光を示し、以下に述べる比較例のよ
うな蒸着法により作製した素子と同等の特性を示した。
また、比較例に比べてダークスポットの発生が少なくな
り、封止しない素子で８５℃の恒温層に２４時間放置し
てもダークスポットの成長は見られず、発光特性も初期
特性とほぼ同等であった。
【００３６】この理由は、有機ＬＥＤ素子がＩｎ電極を
介して基板２によって全面が覆われているため、発光層
及び陰極の大気触れる面積が小さくなったことが原因と
思われる。
介して基板２によって全面が覆われているため、発光層
及び陰極の大気触れる面積が小さくなったことが原因と
思われる。
【００３７】（比較例）実施例１と同様の工程により基
板１を形成した。その後、真空蒸着方により純度６Ｎの
Ｉｎを蒸着して、１００ｎｍの陰極を形成した。この素
子を駆動させたところ、１５Ｖで３５０ｃｄ／ｍ2の発
光を示した。
板１を形成した。その後、真空蒸着方により純度６Ｎの
Ｉｎを蒸着して、１００ｎｍの陰極を形成した。この素
子を駆動させたところ、１５Ｖで３５０ｃｄ／ｍ2の発
光を示した。
【００３８】（実施例２）実施例１と同様に、洗浄した
ＩＴＯ基板上に発光層としてｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏ
ｘｙ−５−２’−ｅｔｈｙｌ−ｈｅｘｏｘｙ）−１，４
−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌｅｎｅ（ＭＥＨ−Ｐ
ＰＶ）を１００ｎｍの厚さになるようにスピンコートに
より成膜した。そして、その上に０．１ｍｍの厚さにな
るように無溶剤の２液性のエポキシ樹脂硬化型銀ペース
トをスクリーン印刷によって塗布し、１７５℃で５分間
加熱硬化させて素子を作製した。
ＩＴＯ基板上に発光層としてｐｏｌｙ（２−ｍｅｔｈｏ
ｘｙ−５−２’−ｅｔｈｙｌ−ｈｅｘｏｘｙ）−１，４
−ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ−ｖｉｎｙｌｅｎｅ（ＭＥＨ−Ｐ
ＰＶ）を１００ｎｍの厚さになるようにスピンコートに
より成膜した。そして、その上に０．１ｍｍの厚さにな
るように無溶剤の２液性のエポキシ樹脂硬化型銀ペース
トをスクリーン印刷によって塗布し、１７５℃で５分間
加熱硬化させて素子を作製した。
【００３９】上記の素子を駆動させたところ、僅かに発
光が確認できた。
光が確認できた。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大気圧下で陰極を作製することができ、真空装置を用い
ずに全工程を大気圧下で作製することができる。これに
より、真空引きなどの作業時間がなくなり、作製時間が
短縮できる。
大気圧下で陰極を作製することができ、真空装置を用い
ずに全工程を大気圧下で作製することができる。これに
より、真空引きなどの作業時間がなくなり、作製時間が
短縮できる。
【００４１】また、真空装置を使わないので装置自体の
値段が低下する。更に、低分子系有機ＬＥＤにおいて
は、金属蒸着用の蒸着チャンバーを減らすことができ、
装置の価格を低下させることができる。
値段が低下する。更に、低分子系有機ＬＥＤにおいて
は、金属蒸着用の蒸着チャンバーを減らすことができ、
装置の価格を低下させることができる。
【図１】 本発明に係る有機ＬＥＤ素子の製造方法を示
す工程図
す工程図
【図２】 本発明に係る有機ＬＥＤ素子の製造方法を示
す工程図
す工程図
【図３】 一般的な有機ＬＥＤ素子の製造方法を示す工
程図
程図
１ 基板 ２ 透明電極 ３ 有機層 ４ 基板 ５ 陰極 ６ 導電性ペースト
Claims (7)
- 【請求項１】 金属を溶解して形成された陰極を有して
いることを特徴とする有機ＬＥＤ素子。 - 【請求項２】 導電性ペーストにより形成された陰極を
有していることを特徴とする有機ＬＥＤ素子。 - 【請求項３】 金属を溶解して陰極を形成するようにし
たことを特徴とする有機ＬＥＤ素子の製造方法。 - 【請求項４】 基板上の透明導電膜に発光層となる有機
層を成膜し、該有機層と、対向基板に形成した陰極とな
る金属層とを貼り合わせるようにしたことを特徴とする
請求項３記載の有機ＬＥＤ素子の製造方法。 - 【請求項５】 基板上の透明導電幕に発光層となる有機
層を成膜し、該有機層上で金属を溶融させたことを特徴
とする請求項３記載の有機ＬＥＤ素子の製造方法。 - 【請求項６】 基板上の透明導電膜に発光層となる有機
層を成膜し、該有機層に溶解金属を塗布するようにした
ことを特徴とする請求項３記載の有機ＬＥＤ素子の製造
方法。 - 【請求項７】 基板上の透明導電膜に発光層となる有機
層を成膜し、該有機層に導電性ペーストを塗布するよう
にしたことを特徴とする有機ＬＥＤ素子の製造方法。
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