JP2003272841A - 有機ｅｌ表示装置およびその製造方法 - Google Patents
有機ｅｌ表示装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 長寿命で画素むらのない大面積化が容易な有
機ＥＬ表示装置を提供する。 【解決手段】 アノード（３）と、カソード（１０）
と、アノード（３）とカソード（１０）との間に配置さ
れたポリマー発光層（６，７，８）とを有した有機ＥＬ
素子を発光色が異なるよう複数種類含む画素を二次元的
に配列し、少なくとも一つの発光色のポリマー発光層
が、フッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性剤
を含む有機ＥＬ表示装置。
機ＥＬ表示装置を提供する。 【解決手段】 アノード（３）と、カソード（１０）
と、アノード（３）とカソード（１０）との間に配置さ
れたポリマー発光層（６，７，８）とを有した有機ＥＬ
素子を発光色が異なるよう複数種類含む画素を二次元的
に配列し、少なくとも一つの発光色のポリマー発光層
が、フッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性剤
を含む有機ＥＬ表示装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高輝度、長寿命の
有機電界発光（有機ＥＬ）表示装置およびその製造方法
に関する。
有機電界発光（有機ＥＬ）表示装置およびその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、有機物の多層膜を用いたエレクト
ロルミネセンス（ＥＬ）素子が注目されている（例え
ば、特開昭６３−２６４６９２号、特開昭６３−２９５
６９５号、特開平１−２４３３９３号、特開平１−２４
５０８７号）。有機ＥＬ素子には大きく分けて、低分子
を真空蒸着して製造する方法と、ポリマー溶液を塗布し
て製造する方法の二つがある。ポリマー溶液を塗布する
方法は、大面積化が容易でであり、特にインクジェット
プロセスにより高精細、大画面のフルカラーディスプレ
イを製造するのに適している。
ロルミネセンス（ＥＬ）素子が注目されている（例え
ば、特開昭６３−２６４６９２号、特開昭６３−２９５
６９５号、特開平１−２４３３９３号、特開平１−２４
５０８７号）。有機ＥＬ素子には大きく分けて、低分子
を真空蒸着して製造する方法と、ポリマー溶液を塗布し
て製造する方法の二つがある。ポリマー溶液を塗布する
方法は、大面積化が容易でであり、特にインクジェット
プロセスにより高精細、大画面のフルカラーディスプレ
イを製造するのに適している。
【０００３】ポリマー有機ＥＬ表示装置では、印加電圧
を低くするために厚さが数十ｎｍの有機薄膜が要求され
る。しかも、素子内および素子間でポリマー薄膜の膜厚
が不均一で平坦性が悪いと、画素寿命に大きく影響を与
えるので、ポリマー薄膜の膜厚の均一性が要求される。
また、インクジェットによるポリマー薄膜の製膜時にノ
ズル内ぬれ性が変動すると、画面内の画素むらに大きく
影響を与えるので、製膜時におけるぬれ性の恒常性も要
求される。
を低くするために厚さが数十ｎｍの有機薄膜が要求され
る。しかも、素子内および素子間でポリマー薄膜の膜厚
が不均一で平坦性が悪いと、画素寿命に大きく影響を与
えるので、ポリマー薄膜の膜厚の均一性が要求される。
また、インクジェットによるポリマー薄膜の製膜時にノ
ズル内ぬれ性が変動すると、画面内の画素むらに大きく
影響を与えるので、製膜時におけるぬれ性の恒常性も要
求される。
【０００４】しかし、従来の有機ＥＬ表示装置では素子
内および素子間でのポリマー薄膜の膜厚均一性や平坦性
が十分であるとはいえず、従来の方法ではインクジェッ
トによるポリマー薄膜の製膜時にノズル内ぬれ性の変動
を抑えることが困難であった。
内および素子間でのポリマー薄膜の膜厚均一性や平坦性
が十分であるとはいえず、従来の方法ではインクジェッ
トによるポリマー薄膜の製膜時にノズル内ぬれ性の変動
を抑えることが困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、長寿
命で画素むらのない大面積化が容易なポリマー有機ＥＬ
表示装置およびその製造方法を提供することにある。
命で画素むらのない大面積化が容易なポリマー有機ＥＬ
表示装置およびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様に係る有
機ＥＬ表示装置は、アノードと、カソードと、前記アノ
ードと前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層
とを有した有機ＥＬ素子を発光色が異なるよう複数種類
含む画素を二次元的に配列し、少なくとも一つの発光色
の前記ポリマー発光層が、フッ素置換したアルキル基を
有する非イオン系界面活性剤を含むことを特徴とする。
機ＥＬ表示装置は、アノードと、カソードと、前記アノ
ードと前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層
とを有した有機ＥＬ素子を発光色が異なるよう複数種類
含む画素を二次元的に配列し、少なくとも一つの発光色
の前記ポリマー発光層が、フッ素置換したアルキル基を
有する非イオン系界面活性剤を含むことを特徴とする。
【０００７】本発明の他の態様に係る有機ＥＬ表示装置
の製造方法は、アノードと、カソードと、前記アノード
と前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層とを
有した有機ＥＬ素子を発光色が異なるよう複数種類含む
画素を二次元的に配列した有機ＥＬ表示装置を製造する
にあたり、少なくとも一つの発光色においてフッ素置換
したアルキル基を有する非イオン系界面活性剤を含む前
記ポリマー発光層をインクジェット装置によって噴射塗
布することを特徴とする。
の製造方法は、アノードと、カソードと、前記アノード
と前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層とを
有した有機ＥＬ素子を発光色が異なるよう複数種類含む
画素を二次元的に配列した有機ＥＬ表示装置を製造する
にあたり、少なくとも一つの発光色においてフッ素置換
したアルキル基を有する非イオン系界面活性剤を含む前
記ポリマー発光層をインクジェット装置によって噴射塗
布することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態に係る
有機ＥＬ表示装置の１画素の概略断面図を示す。以下、
図１を参照して本実施形態を説明するが、本発明の有機
ＥＬ表示装置およびその製造方法はこれらに限定される
ものではない。
有機ＥＬ表示装置の１画素の概略断面図を示す。以下、
図１を参照して本実施形態を説明するが、本発明の有機
ＥＬ表示装置およびその製造方法はこれらに限定される
ものではない。
【０００９】ガラスなどの絶縁透明基板１表面に絶縁材
料からなる隔壁４が形成されている。隔壁４で分離され
た各セルには、３種の発光色のうちいずれかの発光色の
有機ＥＬ素子が形成されている。すなわち、基板１表面
にＩＴＯなどの透明導電酸化物で形成されたアノード
３、正孔輸送層５、ポリマー発光層６（Ｒ）、７（Ｇ）
または８（Ｂ）、電子輸送層９、反射性金属で形成され
たカソード１０が順次形成された３つの有機ＥＬ素子が
隔壁４によって分離されて形成されている。ポリマー発
光層６は赤（Ｒ）の発光を示す色素分子を、ポリマー発
光層７は緑（Ｇ）の発光を示す色素分子を、ポリマー発
光層８は青（Ｂ）の発光を示す色素分子をそれぞれ含ん
でいる。そして、少なくとも一つの発光色のポリマー発
光層はフッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性
剤を含有している。これらの有機ＥＬ素子は、それぞれ
トランジスタ２に接続されている。さらに、これらの有
機ＥＬ素子の最上層には封止膜１１が形成されている。
料からなる隔壁４が形成されている。隔壁４で分離され
た各セルには、３種の発光色のうちいずれかの発光色の
有機ＥＬ素子が形成されている。すなわち、基板１表面
にＩＴＯなどの透明導電酸化物で形成されたアノード
３、正孔輸送層５、ポリマー発光層６（Ｒ）、７（Ｇ）
または８（Ｂ）、電子輸送層９、反射性金属で形成され
たカソード１０が順次形成された３つの有機ＥＬ素子が
隔壁４によって分離されて形成されている。ポリマー発
光層６は赤（Ｒ）の発光を示す色素分子を、ポリマー発
光層７は緑（Ｇ）の発光を示す色素分子を、ポリマー発
光層８は青（Ｂ）の発光を示す色素分子をそれぞれ含ん
でいる。そして、少なくとも一つの発光色のポリマー発
光層はフッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性
剤を含有している。これらの有機ＥＬ素子は、それぞれ
トランジスタ２に接続されている。さらに、これらの有
機ＥＬ素子の最上層には封止膜１１が形成されている。
【００１０】これらの３つの有機ＥＬ素子によって１画
素が形成されている。トランジスタ２によって、所望の
有機ＥＬ素子のアノード−カソード間に電圧を印加する
ことにより、ポリマー発光層６、７または８から所望の
色の光を発光させる。すなわち、カソード３から供給さ
れた正孔は正孔輸送層５を通してポリマー発光層６、７
または８へ、アノード１０から供給された電子は電子輸
送層９を通してポリマー発光層６、７または８へ達す
る。その結果、ポリマー発光層中で正孔と電子が再結合
することで発光が生じる。この発光は、透明基板１側か
ら観測することができる。図１に示すような画素を２次
元的に配列することにより、有機ＥＬ表示装置を作製す
ることができる。
素が形成されている。トランジスタ２によって、所望の
有機ＥＬ素子のアノード−カソード間に電圧を印加する
ことにより、ポリマー発光層６、７または８から所望の
色の光を発光させる。すなわち、カソード３から供給さ
れた正孔は正孔輸送層５を通してポリマー発光層６、７
または８へ、アノード１０から供給された電子は電子輸
送層９を通してポリマー発光層６、７または８へ達す
る。その結果、ポリマー発光層中で正孔と電子が再結合
することで発光が生じる。この発光は、透明基板１側か
ら観測することができる。図１に示すような画素を２次
元的に配列することにより、有機ＥＬ表示装置を作製す
ることができる。
【００１１】本発明の実施形態においては、少なくとも
一つの発光色のポリマー発光層がフッ素置換アルキル基
を有する非イオン界面活性剤を含有する。フッ素置換さ
れたアルキル基は、フッ素置換されていることにより、
疎水性が増して界面活性剤としての機能を促進する。フ
ッ素置換アルキル基の置換部位は、炭素に対する任意の
部位で可能であり、フッ素置換の割合は一原子から全て
を置換しても構わない。なお、フッ素置換アルキル基の
フッ素置換部位が少なすぎると疎水性が小さくなること
から界面活性剤としての機能が十分に得られず、多すぎ
るとインク中に溶解し難くなる。
一つの発光色のポリマー発光層がフッ素置換アルキル基
を有する非イオン界面活性剤を含有する。フッ素置換さ
れたアルキル基は、フッ素置換されていることにより、
疎水性が増して界面活性剤としての機能を促進する。フ
ッ素置換アルキル基の置換部位は、炭素に対する任意の
部位で可能であり、フッ素置換の割合は一原子から全て
を置換しても構わない。なお、フッ素置換アルキル基の
フッ素置換部位が少なすぎると疎水性が小さくなること
から界面活性剤としての機能が十分に得られず、多すぎ
るとインク中に溶解し難くなる。
【００１２】ポリマー発光層に含有されるフッ素置換ア
ルキル基を有する非イオン性界面活性剤はポリマー発光
層の界面に析出するため、そのポリマー発光層の平坦性
を良好にする。このため、画素内で均一に発光が生じ、
素子寿命が長くなる。また、ポリマー発光層の界面に析
出したフッ素置換アルキル基を有する非イオン性界面活
性剤は、正孔注入層や電極などの他の層からイオンや分
子が進入するのを防ぐ効果を発揮するため、素子寿命や
発光効率を向上させる。さらに、フッ素置換アルキル基
によって疎水性が増すため、水分の吸着を低減できる。
しかも、非イオン性界面活性剤は電荷トラップとならな
いなどの優れた作用を持つ。
ルキル基を有する非イオン性界面活性剤はポリマー発光
層の界面に析出するため、そのポリマー発光層の平坦性
を良好にする。このため、画素内で均一に発光が生じ、
素子寿命が長くなる。また、ポリマー発光層の界面に析
出したフッ素置換アルキル基を有する非イオン性界面活
性剤は、正孔注入層や電極などの他の層からイオンや分
子が進入するのを防ぐ効果を発揮するため、素子寿命や
発光効率を向上させる。さらに、フッ素置換アルキル基
によって疎水性が増すため、水分の吸着を低減できる。
しかも、非イオン性界面活性剤は電荷トラップとならな
いなどの優れた作用を持つ。
【００１３】また、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表
示装置を製造するには、ポリマー発光材料を含有するイ
ンクをインクジェット装置によって噴射塗布することに
より各有機ＥＬ素子のポリマー発光層を製造する方法が
用いられる。本発明の実施形態においては、少なくとも
一つの発光色のポリマー発光材料を含有するインクにフ
ッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性剤を添加
する。
示装置を製造するには、ポリマー発光材料を含有するイ
ンクをインクジェット装置によって噴射塗布することに
より各有機ＥＬ素子のポリマー発光層を製造する方法が
用いられる。本発明の実施形態においては、少なくとも
一つの発光色のポリマー発光材料を含有するインクにフ
ッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性剤を添加
する。
【００１４】このようにポリマー発光材料を含有するイ
ンクにフッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性
剤を添加しておくと、フッ素置換アルキル基を有する非
イオン性界面活性剤がインク界面に析出するため、画素
内において平坦性がよく均一な膜を形成できる。また、
フッ素置換アルキル基を有する非イオン性界面活性剤を
添加したインクは、インクジェットノズル内でのすべり
がよくなる。このため、ノズルが詰まりにくくなり製造
初期から終了時まで均一な膜形成が可能である、噴射塗
布に要する消費電力が少なくなり省エネ効果がある、な
どの効果が得られる。インクジェットノズルに関して
は、ノズルの液体流入口から吐出口へ到る形状を同じ幅
にしてもよいし、吐出口の方を小さくした場合にも吐出
口へ掛かる圧力が大きくならないので吐出口の方を小さ
くしてもよい。また、インクジェットの吐出量は３ピコ
リットル〜５００ピコリットルまでの間で画素の大きさ
やインク特性によって調整が可能である。３ピコリット
ルより少ないと吐出不良が生じる可能性が大きく、５０
０ピコリットル以上ではインクダレが生じる可能性が大
きくなる。
ンクにフッ素置換アルキル基を有する非イオン界面活性
剤を添加しておくと、フッ素置換アルキル基を有する非
イオン性界面活性剤がインク界面に析出するため、画素
内において平坦性がよく均一な膜を形成できる。また、
フッ素置換アルキル基を有する非イオン性界面活性剤を
添加したインクは、インクジェットノズル内でのすべり
がよくなる。このため、ノズルが詰まりにくくなり製造
初期から終了時まで均一な膜形成が可能である、噴射塗
布に要する消費電力が少なくなり省エネ効果がある、な
どの効果が得られる。インクジェットノズルに関して
は、ノズルの液体流入口から吐出口へ到る形状を同じ幅
にしてもよいし、吐出口の方を小さくした場合にも吐出
口へ掛かる圧力が大きくならないので吐出口の方を小さ
くしてもよい。また、インクジェットの吐出量は３ピコ
リットル〜５００ピコリットルまでの間で画素の大きさ
やインク特性によって調整が可能である。３ピコリット
ルより少ないと吐出不良が生じる可能性が大きく、５０
０ピコリットル以上ではインクダレが生じる可能性が大
きくなる。
【００１５】非イオン界面活性剤としては、含窒素系界
面活性剤、エステル系界面活性剤、エステルエーテル系
界面活性剤、エーテル系界面活性剤などがあるが、エー
テル系界面活性剤を用いることが好ましい。エーテル系
界面活性剤は少量で界面活性作用が高く、かつエーテル
鎖は金属イオンのトラップ剤としても働く。エーテル系
界面活性剤は脂肪族化合物であることが好ましく、たと
えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキ
シエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンポリスチリルフェニルエーテルなどがある。
面活性剤、エステル系界面活性剤、エステルエーテル系
界面活性剤、エーテル系界面活性剤などがあるが、エー
テル系界面活性剤を用いることが好ましい。エーテル系
界面活性剤は少量で界面活性作用が高く、かつエーテル
鎖は金属イオンのトラップ剤としても働く。エーテル系
界面活性剤は脂肪族化合物であることが好ましく、たと
えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキ
シエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキ
シエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチ
レンポリスチリルフェニルエーテルなどがある。
【００１６】フッ素置換アルキル基の分子量は特に限定
されないが、分子量が３３から１００，０００であるこ
とが好ましく、１，０００から１０，０００であること
がより好ましい。分子量が１００，０００よりも大きく
なると、ポリマーとしての性質が高くなるために粘性が
大きくなって均一な膜を作りにくくなる。一方、分子量
が小さすぎると発光層の中で電荷トラップとして働き発
光を阻害することがある。
されないが、分子量が３３から１００，０００であるこ
とが好ましく、１，０００から１０，０００であること
がより好ましい。分子量が１００，０００よりも大きく
なると、ポリマーとしての性質が高くなるために粘性が
大きくなって均一な膜を作りにくくなる。一方、分子量
が小さすぎると発光層の中で電荷トラップとして働き発
光を阻害することがある。
【００１７】フッ素置換アルキル基を有する非イオン界
面活性剤はその末端に非極性基を有することが好まし
い。非極性基は炭素数が１〜５０でありハロゲン原子で
置換されたもしくは置換されないアルキル基、アルキル
シリル基もしくはアリール基であることが好ましく、非
イオン界面活性剤は全ての末端にこうした非極性基を有
することが好ましい。これらの非極性基は、反応性が低
いことから発光の阻害をせず好ましい。末端に非極性基
を有する非イオン界面活性剤は、界面活性剤自体の解重
合が防止され熱安定性が増すとともに、末端が正孔や電
子のトラップ剤となることがないため素子寿命や発光効
率を向上させる。具体的な非極性基としては一般式Ｃn
Ｈ2n-1で表されるアルキル基やフェニル基などがあるが
フッ素原子で置換されていることが好ましい。非極性基
はアルキルシリル基であることが特に望ましい。アルキ
ルシリル基は、熱に対して安定であり、疎水性が高く電
荷トラップになりにくい。しかも、アルキルシリル基は
非イオン界面活性剤に容易に導入でき、その反応収率も
極めて高い。
面活性剤はその末端に非極性基を有することが好まし
い。非極性基は炭素数が１〜５０でありハロゲン原子で
置換されたもしくは置換されないアルキル基、アルキル
シリル基もしくはアリール基であることが好ましく、非
イオン界面活性剤は全ての末端にこうした非極性基を有
することが好ましい。これらの非極性基は、反応性が低
いことから発光の阻害をせず好ましい。末端に非極性基
を有する非イオン界面活性剤は、界面活性剤自体の解重
合が防止され熱安定性が増すとともに、末端が正孔や電
子のトラップ剤となることがないため素子寿命や発光効
率を向上させる。具体的な非極性基としては一般式Ｃn
Ｈ2n-1で表されるアルキル基やフェニル基などがあるが
フッ素原子で置換されていることが好ましい。非極性基
はアルキルシリル基であることが特に望ましい。アルキ
ルシリル基は、熱に対して安定であり、疎水性が高く電
荷トラップになりにくい。しかも、アルキルシリル基は
非イオン界面活性剤に容易に導入でき、その反応収率も
極めて高い。
【００１８】また、フッ素置換アルキル基を有する非イ
オン性界面活性剤がその末端に非極性基を有する場合に
は、インクジェットノズルとの相互作用が減り、さらに
すべりがよくなるため、製造方法上の利点も高まる。
オン性界面活性剤がその末端に非極性基を有する場合に
は、インクジェットノズルとの相互作用が減り、さらに
すべりがよくなるため、製造方法上の利点も高まる。
【００１９】ポリマー発光層中（または製造時のインク
中）におけるフッ素置換アルキル基を有する非イオン界
面活性剤の含有量は、０．０５〜５．００重量％である
ことが好ましい。０．０５％よりも少ない場合には、界
面活性剤としての効果が得られず、５．００％より多い
場合には界面活性剤が発光層の界面に析出して正孔、電
子の移動を妨げて、発光を阻害する可能性が高くなる。
中）におけるフッ素置換アルキル基を有する非イオン界
面活性剤の含有量は、０．０５〜５．００重量％である
ことが好ましい。０．０５％よりも少ない場合には、界
面活性剤としての効果が得られず、５．００％より多い
場合には界面活性剤が発光層の界面に析出して正孔、電
子の移動を妨げて、発光を阻害する可能性が高くなる。
【００２０】本発明の実施形態において、ポリマー発光
層の厚さは約１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることが好まし
い。ポリマー発光層の厚さが２００ｎｍよりも厚いと、
駆動電圧を高くしなければならず、また注入された電子
または正孔が失活して再結合する確率が低下しポリマー
発光層の発光効率が低下するおそれがある。ポリマー発
光層の厚さが１０ｎｍよりも薄いと、均一な成膜が困難
となり、素子ごとの発光性にばらつきが生じるおそれが
ある。
層の厚さは約１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることが好まし
い。ポリマー発光層の厚さが２００ｎｍよりも厚いと、
駆動電圧を高くしなければならず、また注入された電子
または正孔が失活して再結合する確率が低下しポリマー
発光層の発光効率が低下するおそれがある。ポリマー発
光層の厚さが１０ｎｍよりも薄いと、均一な成膜が困難
となり、素子ごとの発光性にばらつきが生じるおそれが
ある。
【００２１】次に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ表
示素子の構成要素についてより詳細に説明する。
示素子の構成要素についてより詳細に説明する。
【００２２】基板は特に限定されないが、基板側を発光
面として使用する場合にはガラスなどの透明性基板が使
用される。
面として使用する場合にはガラスなどの透明性基板が使
用される。
【００２３】アノードまたはカソードには導電性材料が
使用されるが、発光面側に配置される電極にはＩＴＯな
どの透明電極が使用される。
使用されるが、発光面側に配置される電極にはＩＴＯな
どの透明電極が使用される。
【００２４】アノードとポリマー発光層との間の電子輸
送層、またはカソードとポリマー発光層との間の電子輸
送層は必要に応じて設ける。電子輸送層には、カソード
から供給された電子を失活させることなくポリマー発光
層に輸送させる、いわゆるｎ型半導体材料が用いられ
る。正孔輸送層には、アノードから供給された正孔を失
活させることなくポリマー発光層へ輸送させる、いわゆ
るｐ型半導体材料が用いられる。電子輸送層または正孔
輸送層の厚さは、約１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることが
望ましい。１０ｎｍに満たないと前述した機能が十分に
働かなくなるおそれがあり、２００ｎｍよりも厚いと電
子輸送層中での電子の失活、または正孔輸送層中での正
孔の失活が多くなり、発光層の発光効率が低下するおそ
れがある。
送層、またはカソードとポリマー発光層との間の電子輸
送層は必要に応じて設ける。電子輸送層には、カソード
から供給された電子を失活させることなくポリマー発光
層に輸送させる、いわゆるｎ型半導体材料が用いられ
る。正孔輸送層には、アノードから供給された正孔を失
活させることなくポリマー発光層へ輸送させる、いわゆ
るｐ型半導体材料が用いられる。電子輸送層または正孔
輸送層の厚さは、約１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることが
望ましい。１０ｎｍに満たないと前述した機能が十分に
働かなくなるおそれがあり、２００ｎｍよりも厚いと電
子輸送層中での電子の失活、または正孔輸送層中での正
孔の失活が多くなり、発光層の発光効率が低下するおそ
れがある。
【００２５】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００２６】実施例１
図１と同様に１つの画素を３つの有機ＥＬ素子で形成し
て１００μｍ四方のサイズとし、２．５インチ四方の有
機ＥＬ表示装置を作製した。下記で説明するように、青
色発光のポリマー発光層を形成する際に、５種類のフッ
素置換アルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅの
いずれかを使用して、５種類の有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｅ
を作製した。
て１００μｍ四方のサイズとし、２．５インチ四方の有
機ＥＬ表示装置を作製した。下記で説明するように、青
色発光のポリマー発光層を形成する際に、５種類のフッ
素置換アルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅの
いずれかを使用して、５種類の有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｅ
を作製した。
【００２７】ガラス基板１上に、透明性導電材料である
ＩＴＯ（インジウム−チン−オキサイド）を約５０ｎｍ
の厚さに製膜してアノード３を形成した。また、フォト
レジストプロセスにより隔壁４を格子状に形成した。
ＩＴＯ（インジウム−チン−オキサイド）を約５０ｎｍ
の厚さに製膜してアノード３を形成した。また、フォト
レジストプロセスにより隔壁４を格子状に形成した。
【００２８】正孔輸送材料として化学式（１）に示すＰ
ＥＤＯＴ・ＰＳＳ化合物を用い、ディッピング法により
厚さ２０ｎｍの正孔輸送層５を製膜した。
ＥＤＯＴ・ＰＳＳ化合物を用い、ディッピング法により
厚さ２０ｎｍの正孔輸送層５を製膜した。
【００２９】
【化１】
【００３０】赤色発光のポリマー発光材料としては、化
学式（２）に示すポリ（３−アルキルチオフェン）（Ｐ
ＡＴ）を用いた。緑色発光のポリマー発光材料として
は、化学式（３）に示すホスト分子中に、化学式（４）
に示す色素分子を０．５ｗｔ％ドーピングしたものを用
いた。青色発光のポリマー発光材料としては、化学式
（５）に示すポリ（９，９’−ジアルキルフルオレン）
（ＰＤＡＦ）を用いた。
学式（２）に示すポリ（３−アルキルチオフェン）（Ｐ
ＡＴ）を用いた。緑色発光のポリマー発光材料として
は、化学式（３）に示すホスト分子中に、化学式（４）
に示す色素分子を０．５ｗｔ％ドーピングしたものを用
いた。青色発光のポリマー発光材料としては、化学式
（５）に示すポリ（９，９’−ジアルキルフルオレン）
（ＰＤＡＦ）を用いた。
【００３１】
【化２】
【００３２】青色発光のポリマー発光材料に添加する界
面活性剤として、化学式（ａ）〜（ｅ）に示すフッ素置
換アルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅを用い
た。 ａ：含窒素系界面活性剤（脂肪酸ジエタノールアミド）
花王（株）製、アミノーンＳ−０２ ｂ：エステル系界面活性剤（グリセリン脂肪酸部分エス
テル）三洋化成製、ＴＧ−Ｃ ｃ：エステルエーテル系界面活性剤（ポリグリセリン脂
肪酸部分エステル）日本エマルジョン製、エマレックス
ＧＭ ｄ：エーテル系界面活性剤（ジグリセリンテトラキス
（ＲｆＯ−ポリオキシエチレンエーテル）ネオス製、Ｆ
ＴＸ−２２ ｅ：エーテル系界面活性剤ｄ（同上）の末端水酸基をシ
リル化することにより末端に非極性基に導入したもの。
面活性剤として、化学式（ａ）〜（ｅ）に示すフッ素置
換アルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅを用い
た。 ａ：含窒素系界面活性剤（脂肪酸ジエタノールアミド）
花王（株）製、アミノーンＳ−０２ ｂ：エステル系界面活性剤（グリセリン脂肪酸部分エス
テル）三洋化成製、ＴＧ−Ｃ ｃ：エステルエーテル系界面活性剤（ポリグリセリン脂
肪酸部分エステル）日本エマルジョン製、エマレックス
ＧＭ ｄ：エーテル系界面活性剤（ジグリセリンテトラキス
（ＲｆＯ−ポリオキシエチレンエーテル）ネオス製、Ｆ
ＴＸ−２２ ｅ：エーテル系界面活性剤ｄ（同上）の末端水酸基をシ
リル化することにより末端に非極性基に導入したもの。
【００３３】
【化３】
【００３４】赤色発光のポリマー発光材料を有機溶媒に
溶解し、インクジェットプリンタにより印刷してポリマ
ー発光層６（Ｒ）を製膜した。緑色発光のポリマー発光
材料を有機溶媒に溶解し、インクジェットプリンタによ
り印刷してポリマー発光層７（Ｇ）を製膜した。青色発
光のポリマー発光材料を有機溶媒に溶解し、フッ素置換
アルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅのいずれ
かを０．０１ｗｔ％添加し、インクジェットプリンタに
より印刷してポリマー発光層８（Ｂ）を製膜した。いず
れのポリマー発光層も、厚さを８０ｎｍとした。
溶解し、インクジェットプリンタにより印刷してポリマ
ー発光層６（Ｒ）を製膜した。緑色発光のポリマー発光
材料を有機溶媒に溶解し、インクジェットプリンタによ
り印刷してポリマー発光層７（Ｇ）を製膜した。青色発
光のポリマー発光材料を有機溶媒に溶解し、フッ素置換
アルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅのいずれ
かを０．０１ｗｔ％添加し、インクジェットプリンタに
より印刷してポリマー発光層８（Ｂ）を製膜した。いず
れのポリマー発光層も、厚さを８０ｎｍとした。
【００３５】次に、電子輸送層９を形成した後、厚さ１
００ｎｍのカルシウムおよび厚さ３００ｎｍの銀を積層
してカソード１０を形成した。さらに、最表面に封止膜
１１を形成して各画素を封止した。
００ｎｍのカルシウムおよび厚さ３００ｎｍの銀を積層
してカソード１０を形成した。さらに、最表面に封止膜
１１を形成して各画素を封止した。
【００３６】以上のようにして、使用したフッ素置換ア
ルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅの種類に応
じて５種の有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｅを作製した。
ルキル基を有する非イオン界面活性剤ａ〜ｅの種類に応
じて５種の有機ＥＬ表示装置Ａ〜Ｅを作製した。
【００３７】一方、フッ素置換アルキル基を有する非イ
オン界面活性剤を添加しないことを除いては上記と同様
にして有機ＥＬ表示装置Ｆを作製した。
オン界面活性剤を添加しないことを除いては上記と同様
にして有機ＥＬ表示装置Ｆを作製した。
【００３８】このようにして作製された有機ＥＬ表示装
置Ａ〜Ｆの青色発光セルを２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度
で駆動させた時の初期輝度、輝度半減寿命を測定し、蛍
光顕微鏡によって発光ムラを評価した。なお、蛍光顕微
鏡による発光ムラの評価基準は、蛍光強度の最大値と最
小値の差が最大強度に占める割合により５段階（５：０
〜２０％、４：２０〜４０％、３：４０〜６０％、２：
６０〜８０％、１：８０〜１００％）とした。表１に評
価結果を示す。
置Ａ〜Ｆの青色発光セルを２０ｍＡ／ｃｍ2の電流密度
で駆動させた時の初期輝度、輝度半減寿命を測定し、蛍
光顕微鏡によって発光ムラを評価した。なお、蛍光顕微
鏡による発光ムラの評価基準は、蛍光強度の最大値と最
小値の差が最大強度に占める割合により５段階（５：０
〜２０％、４：２０〜４０％、３：４０〜６０％、２：
６０〜８０％、１：８０〜１００％）とした。表１に評
価結果を示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】表１から、界面活性剤を添加していない表
示装置Ｆは、界面活性剤を添加した表示装置Ａ〜Ｅと比
較して、初期輝度、輝度半減寿命、蛍光顕微鏡による発
光ムラ評価のいずれも劣ることが確認できた。また、フ
ッ素置換アルキル基を有する含窒素系、エステル系また
はエステルエーテル系の非イオン界面活性剤を用いた表
示装置Ａ〜Ｃよりも、フッ素置換アルキル基を有するエ
ーテル系非イオン界面活性剤を用いた表示装置Ｄ、Ｅの
方が良好な特性を示し、さらに末端に非極性基を導入し
た界面活性剤を用いた表示装置Ｅでは効果が顕著に現れ
ることが確認できた。
示装置Ｆは、界面活性剤を添加した表示装置Ａ〜Ｅと比
較して、初期輝度、輝度半減寿命、蛍光顕微鏡による発
光ムラ評価のいずれも劣ることが確認できた。また、フ
ッ素置換アルキル基を有する含窒素系、エステル系また
はエステルエーテル系の非イオン界面活性剤を用いた表
示装置Ａ〜Ｃよりも、フッ素置換アルキル基を有するエ
ーテル系非イオン界面活性剤を用いた表示装置Ｄ、Ｅの
方が良好な特性を示し、さらに末端に非極性基を導入し
た界面活性剤を用いた表示装置Ｅでは効果が顕著に現れ
ることが確認できた。
【００４１】なお、本実施例ではフッ素置換アルキル基
を有する非イオン界面活性剤を青色発光のポリマー発光
層に添加したが、他の発光色のポリマー発光層にも同時
に添加してもよいし、他の発光色のポリマー発光層のみ
に添加してもよい。
を有する非イオン界面活性剤を青色発光のポリマー発光
層に添加したが、他の発光色のポリマー発光層にも同時
に添加してもよいし、他の発光色のポリマー発光層のみ
に添加してもよい。
【００４２】実施例２
実施例１と同様にガラス基板上にＩＴＯを製膜してアノ
ードを形成し、ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ化合物を製膜した正
孔輸送層を形成した。次に、実施例１で用いた赤色発光
のポリマー発光材料であるＰＡＴを有機溶媒に溶解した
インク１０ｍＬをインクジェットプリンタ用の５つの容
器１〜５にそれぞれ分取し、実施例１で用いた界面活性
剤ａ〜ｅのいずれかを０．０１ｗｔ％となるように添加
した。これらの界面活性剤を添加したインクを用い、イ
ンクジェット印刷により正孔輸送層上に連続的にポリマ
ー発光膜となるＰＡＴ膜を製膜した。
ードを形成し、ＰＥＤＯＴ・ＰＳＳ化合物を製膜した正
孔輸送層を形成した。次に、実施例１で用いた赤色発光
のポリマー発光材料であるＰＡＴを有機溶媒に溶解した
インク１０ｍＬをインクジェットプリンタ用の５つの容
器１〜５にそれぞれ分取し、実施例１で用いた界面活性
剤ａ〜ｅのいずれかを０．０１ｗｔ％となるように添加
した。これらの界面活性剤を添加したインクを用い、イ
ンクジェット印刷により正孔輸送層上に連続的にポリマ
ー発光膜となるＰＡＴ膜を製膜した。
【００４３】一方、ＰＡＴを有機溶媒に溶解したインク
１０ｍＬをインクジェットプリンタ用の容器６に分取
し、界面活性剤を添加せずに、インクジェット印刷によ
り正孔輸送層上に連続的にポリマー発光膜となるＰＡＴ
膜を製膜した。
１０ｍＬをインクジェットプリンタ用の容器６に分取
し、界面活性剤を添加せずに、インクジェット印刷によ
り正孔輸送層上に連続的にポリマー発光膜となるＰＡＴ
膜を製膜した。
【００４４】以上のようにして製膜されたＰＡＴ膜の状
態および印刷時のインクジェットプリンタノズル詰まり
状態を調べた。表２にこれらの結果を示す。
態および印刷時のインクジェットプリンタノズル詰まり
状態を調べた。表２にこれらの結果を示す。
【００４５】
【表２】
【００４６】表２から、フッ素置換アルキル基を有する
非イオン界面活性剤を添加したインクを用いてインクジ
ェットプリンタにより印刷すると、製膜開始から終了ま
で均一な製膜ができ、インクジェットプリンタのノズル
詰まりを軽減させる、または、ノズル詰まりを生じさせ
ないことが確認できた。また、フッ素置換アルキル基を
有する含窒素系、エステル系またはエステルエーテル系
の非イオン界面活性剤を用いたインクよりも、フッ素置
換アルキル基を有するエーテル系非イオン界面活性剤を
用いたインクの方が好ましく、さらに末端に非極性基を
導入した界面活性剤を用いたインクでは効果が顕著に現
れることが確認できた。
非イオン界面活性剤を添加したインクを用いてインクジ
ェットプリンタにより印刷すると、製膜開始から終了ま
で均一な製膜ができ、インクジェットプリンタのノズル
詰まりを軽減させる、または、ノズル詰まりを生じさせ
ないことが確認できた。また、フッ素置換アルキル基を
有する含窒素系、エステル系またはエステルエーテル系
の非イオン界面活性剤を用いたインクよりも、フッ素置
換アルキル基を有するエーテル系非イオン界面活性剤を
用いたインクの方が好ましく、さらに末端に非極性基を
導入した界面活性剤を用いたインクでは効果が顕著に現
れることが確認できた。
【００４７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、長
寿命で画素むらのない大面積化が容易なポリマー有機Ｅ
Ｌ表示装置およびその製造方法を提供することができ
る。
寿命で画素むらのない大面積化が容易なポリマー有機Ｅ
Ｌ表示装置およびその製造方法を提供することができ
る。
【図１】本発明の一実施形態に係る有機ＥＬ表示装置を
示す断面図。
示す断面図。
１…基板
２…トランジスタ
３…アノード
４…隔壁
５…正孔輸送層
６…ポリマー発光層（Ｒ）
７…ポリマー発光層（Ｇ）
８…ポリマー発光層（Ｂ）
９…電子輸送層
１０…カソード
１１…封止膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 酒井 公人
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 内藤 勝之
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
Ｆターム(参考） 2C056 FB01
3K007 AB11 AB17 AB18 DB03 FA01
Claims (7)
- 【請求項１】 アノードと、カソードと、前記アノード
と前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層とを
有した有機ＥＬ素子を発光色が異なるよう複数種類含む
画素を二次元的に配列し、少なくとも一つの発光色の前
記ポリマー発光層が、フッ素置換したアルキル基を有す
る非イオン系界面活性剤を含むことを特徴とする有機Ｅ
Ｌ表示装置。 - 【請求項２】 前記非イオン系界面活性剤がエーテル系
の非イオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項
１記載の有機ＥＬ表示装置。 - 【請求項３】 前記非イオン系界面活性剤は、全ての末
端に炭素数が１〜５０でありハロゲン原子で置換された
もしくは置換されないアルキル基、アルキルシリル基も
しくはアリール基を有することを特徴とする請求項１記
載の有機ＥＬ表示装置。 - 【請求項４】 少なくとも一つの前記末端がアルキルシ
リル基であることを特徴とする請求項３記載の有機ＥＬ
表示装置。 - 【請求項５】 アノードと、カソードと、前記アノード
と前記カソードとの間に配置されたポリマー発光層とを
有した有機ＥＬ素子を発光色が異なるよう複数種類含む
画素を二次元的に配列した有機ＥＬ表示装置を製造する
にあたり、少なくとも一つの発光色においてフッ素置換
したアルキル基を有する非イオン系界面活性剤を含む前
記ポリマー発光層をインクジェット装置によって噴射塗
布することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記非イオン系界面活性剤がエーテル系
の非イオン系界面活性剤であることを特徴とする請求項
５記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記非イオン系界面活性剤は、全ての末
端に炭素数が１〜５０でありハロゲン原子で置換された
もしくは置換されないアルキル基、アルキルシリル基も
しくはアリール基を有し、少なくとも一つの前記末端が
アルキルシリル基であることを特徴とする請求項５記載
の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
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