【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板／第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極からなる有機ＥＬ素子を製造するための熱転写用ドナー基板とその製造方法およびそれを用いた有機ＥＬ素子と表示パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、基板／第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／第二電極という素子構成を有する発光素子であり、フルカラーディスプレイパネルへの応用が大いに期待されている。
有機ＥＬ素子において面状発光を得るためには、少なくとも一方の電極を透明にする必要があり、多くの場合には、透明基板上に透明導電膜からなる第一電極を設けて、第一電極側から発光を取り出している。すなわち、その素子構成は、透明な基板／透明な第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明でなくても構わない第二電極というものである。
従来の有機ＥＬ素子において、第一電極側より発光を取り出す構成が多かった理由としては、液晶表示パネルなどで広く用いられているＩＴＯガラスの転用が考えられる。ＩＴＯガラスは、ガラス基板上に第一電極として透明電極の一種であるＩＴＯ（酸化インジウム錫）が形成されたものである。
【０００３】
一方、近年、有機ＥＬ素子の特性向上や利便性向上に向けて、従来とは発光を取り出す向きが反対の、すなわち第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子が考案されている。すなわち、その素子構成は、透明でなくても構わない基板／透明でなくても構わない第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極というものであり、発光層からの面状発光を透明な第二電極を通して外部に取り出している。このような構成であれば、従来の第一電極側より発光を取り出す素子で問題となった、基板の反射などによる発光ロスを防ぐことができ、発光効率が向上し、消費電力を低下させることができる。また、基板材料の選択幅が広くなり、セラミック板やシリコン基板などの透明でない基板を用いることができる。さらに、このような有機ＥＬ素子を画素発光部に用い、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で駆動させるディスプレイパネルにおいては、開口率が向上するという利点を有することになる。
【０００４】
図１は、第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子パネルの断面図である。この有機ＥＬ素子パネルにおいては、基板（１０１）と第一電極（１０２）は透明である必要はなく、少なくとも発光層を含む有機物層（１０３）上に形成される第二電極（１０４）が透明である。したがって、発光（１０５）は第二電極側より取り出される。第一電極（１０２）は、図１の断面方向に平行なストライプラインパターンを有し、第二電極（１０４）は、第一電極（１０２）と直交方向のストライプラインパターンを有している。また、フルカラー表示パネルの場合には、有機物層（１０３）がＲ、Ｇ、Ｂに適宜塗り分けられる。
【０００５】
このような第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子では、透明な第二電極の形成方法に問題を抱えている。現在多くの場合において、ＩＴＯのような透明電極は電子ビーム法やスパッタリング法により形成されている。これらの方法により基板上に第一電極として透明電極を形成する場合には特に問題は生じない。
しかしながら、第二電極として、電子ビーム法やスパッタリング法で耐性の低い有機物層上に透明電極を形成すると、下地の有機物層がダメージを受け、良好な素子とならないという問題がある。例えば、スパッタリング法による温度上昇によって耐熱性の低い有機物層がダメージを受けたり、蒸発した材料の衝撃によって有機物層が損傷を受ける。この場合、有機ＥＬ素子にリーク電流が生じたり、発光特性が低下するといった現象が現れ、最悪の場合には全く発光が得られないこともある。
以上のように、有機物層上に効率よく透明な第二電極を形成することが有機ＥＬ素子の製造における課題となっている。
【０００６】
そこで、有機ＥＬ素子の新たな成膜方法として、エネルギー源（熱源）を用いた熱転写法が注目されている。この技術は、特開平９−１６７４８４号公報、特開平１０−２０８８８１号公報、特開平１１−２３７５０４号公報、特開平１１−２６０５４９号公報、特開２０００−１２２１６号公報、特開２０００−７７１８２号公報、特開２００１−１３０１４号公報、特開２００１−１９５０１２号公報において開示されている。
【０００７】
熱転写法は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどから構成されるベース基板上に、蒸着法、スピンコート法、スパッタ法などで転写すべき薄膜層を形成してドナー基板を作製し、これを成膜すべき基板に貼り付け、ベース基板側からレーザー光や熱などのエネルギーを加えて、ドナー基板側に形成されている薄膜層を基板側に転写するというものである。また、熱源としてレーザー光を用いる場合には、ベース基板と薄膜層との間に熱伝播層や光−熱変換層などを設けて、転写効率を高めることができる。
【０００８】
熱転写法の利点は、ドナー基板上に形成された積層の薄膜が、そのまま逆構成で基板に形成されるので、一括して基板上に成膜できることである。また、ドナー基板上に薄膜層を形成するときには特にパターンニングの必要がなく、ドナー基板の全面に薄膜層を形成すればよい。つまり、転写時に熱源の照射された部分だけがドナー基板から薄膜層が転写されるので、蒸着法のようなシャドウマスクを用いずに高精細なパターンを有する薄膜層を形成することができる。また、有機物層上に透明電極をスパッタ法で形成するプロセスがないので、有機物層にダメージを与えることがなく、透明な第二電極を形成でき、良好な特性を示す第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子を得ることができる。
【０００９】
ドナー基板に形成した薄膜層は、熱転写により基板に転写されるので、薄膜層を積層構成とする場合には、ベース基板には逆構成で薄膜層を積層すればよい。また、多くの場合、有機物層は単層ではなく、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層、電子注入層などからなる積層となっている。したがって、基板とドナー基板の薄膜構成としては、次の組み合わせ（以下、「転写構成」という）を適宜用いることができる。
【００１０】
▲１▼基板／第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層と、
透明な第二電極／ベース基板
▲２▼基板／第一電極と、
少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極／ベース基板
▲３▼基板／第一電極／一方の（発光層を含む）有機物層と、
他方の（発光層を含まない）有機物層／透明な第二電極／ベース基板
▲４▼基板／第一電極／一方の（発光層を含まない）有機物層と、
他方の（発光層を含む）有機物層／透明な第二電極／ベース基板
【００１１】
これらの熱転写により、基板／第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極／ベース基板という基板と反対より発光を取り出す有機ＥＬ素子を作製することができる。
有機ＥＬ素子を画素発光部に用いるフルカラーのディスプレイパネルを作製する場合には、発光層をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に塗り分ける必要があり、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の３枚のドナー基板を用意し、これらをそれぞれ熱転写することによりフルカラーのディスプレイパネルを作製することができる。
【００１２】
図２は、転写法で第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ表示パネルを作製する途中工程の一例についての断面図であり、前記の転写構成▲１▼が適用された場合を示している。この図においては、３個の画素発光部となる有機ＥＬ素子が描かれている。第一電極（２０２）と少なくとも発光層を含む有機物層（２０３）が形成された基板（２０１）と、透明な第二電極（２０４）が全面に形成されたドナー基板（２０６）とを貼り合せ、ドナー基板（２０６）側から熱源（２０７）を第一電極（２０２）と直交する方向にスキャンさせながら照射する。これにより熱源（２０７）が照射された部分にのみ、第二電極（２０４）が有機物層（２０３）上に形成される。
【００１３】
図３は、転写法で第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ表示パネルを作製する途中工程の一例についての断面図であり、前記の転写構成▲２▼が適用された場合を示している。第一電極（３０２）が形成された基板（３０１）と、透明な第二電極（３０４）と少なくとも発光層を含む有機物層（３０３）が全面に形成されたドナー基板（３０６）とを貼り合せ、ドナー基板（３０６）側から熱源（３０７）を第一電極（３０２）と直交する方向にスキャンさせながら照射する。これにより熱源（３０７）が照射された部分にのみ、第二電極（３０４）と少なくとも発光層を含む有機物層（３０３）が第一電極（３０２）上に形成される。
【００１４】
上記の転写を繰り返して、発光色の異なる発光層を含む有機物層を有する有機ＥＬ素子、すなわち、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）パターンを形成することにより、フルカラーの有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。また、この有機ＥＬ表示パネルは、第一電極と第二電極がそれぞれ直交する方向にストライプラインパターンが形成された状態である。したがって、各ラインパターンを駆動装置と接続すれば、デューティ駆動の単純マトリックス型表示パネルを得ることができる。
このように熱転写を用いれば、有機物層上に透明電極をスパッタで形成する工程がないので、有機物層にダメージを与えることなく、透明な第二電極を形成でき、良好な特性を示す第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子を得ることができる。また、熱転写を用いれば、２００μｍ以下のパターンも容易に形成でき、高精細な表示パネルを作製することができる。
【００１５】
従来構成である、透明な第一電極を用いた基板側より発光を取り出す有機ＥＬ素子を作製する場合、透明電極の表面状態が有機ＥＬ素子の特性に大きな影響を与えていた。多くの場合は、ＵＶオゾン処理を行なうことにより、透明電極から有機物層へのホールの注入を促進することにより、特性改善されてきた。
しかし、新規構成である、透明な第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子を熱転写で作製する場合、上述の転写構成▲１▼〜▲４▼のいずれの組み合わせにおいても、まず透明な第二電極はドナー基板上に形成されている。したがって、ＵＶオゾン処理をする場合、ドナー基板上もＵＶオゾンの雰囲気に曝されることになる。
有機物層上に形成する透明な第二電極については、ほとんどの場合、金属に比べて種類が少なく、ほとんどの場合はＩＴＯ（酸化インジウム錫）やＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系材料）が用いられており、例えば、スパッタ法により成膜される。
【００１６】
ドナー基板は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムなどが用いられているので、ＵＶオゾン処理（照射）を行なうと、ドナー基板自体にダメージが発生することがある。透明電極の転写効率を高めるために、ドナー基板と透明電極の間に有機物からなるダミー層を挿入した場合には、ＵＶオゾン処理によるダメージがさらに大きくなる。
また、ドナー基板はたわむことがあり、ＵＶ光が均一に照射されないこともある。これらの影響により、ドナー基板上の透明な第二電極をＵＶオゾン処理して、有機ＥＬ素子を作製した場合、発光が均一に得られない場合や、あるいは最悪の場合には、発光が全く得られないこともある。
【００１７】
一方、上記の問題を避けるために、ＵＶオゾン処理を行なわずに有機ＥＬ素子を作製すると、透明電極から有機物層にホールの注入が良好に行なわれないために、素子の特性が大幅に低下する。
以上のように、従来構成である基板側より発光を取り出す有機ＥＬ素子では、問題なく使用可能であったＵＶオゾン処理が、第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子においては使用できないため、ＵＶオゾン処理に代わる、有機物層へのホール注入を促進させる手法が必要である。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、優れた素子特性、特に良好なホール注入特性を有する第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【００１９】
かくして、本発明によれば、基板／第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極からなる有機ＥＬ素子を製造するための熱転写用ドナー基板であり、透明な第二電極が、ドナー基板上に発光効率向上層と低抵抗層がこの順で積層された構造を有することを特徴とする熱転写用ドナー基板が提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、上記の熱転写用ドナー基板の製造方法であり、透明な第二電極の低抵抗層と発光効率向上層とを、真空一貫のスパッタ法により連続して形成することを特徴とする熱転写用ドナー基板の製造方法が提供される。
【００２１】
さらに、本発明によれば、上記の熱転写用ドナー基板を用いた熱転写により製造された有機ＥＬ素子が提供される。
また、本発明によれば、上記の有機ＥＬ素子を画素発光部に用いた有機ＥＬ表示パネルが提供される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明の熱転写用ドナー基板は、基板／第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極からなる有機ＥＬ素子を製造するための熱転写用ドナー基板であり、透明な第二電極が、ドナー基板上に発光効率向上層と低抵抗層がこの順で積層された構造を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明者らは、透明電極をスパッタ法により形成するときに、導入するガス（アルゴンと酸素の混合ガス）の条件により、得られる透明導電膜の特性が大きく変化することに着目した。ＩＴＯやＩＤＩＸＯを有機ＥＬ素子の透明電極に用いた場合、透明電極は、少なくとも発光層を含む有機物層にホールを注入する電極として機能する。ＩＤＩＸＯの仕事関数は、スパッタ条件により、約４．２ｅＶ〜約６．０ｅＶの範囲で変化する。
透明電極の形成材料としてＩＤＩＸＯを用い、スパッタ導入ガスの酸素ガス混合比を変化させて透明導電膜を形成したときの抵抗率と仕事関数を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】
有機物層へのホール注入を促進するには、透明電極の仕事関数を大きくすればよい。例えば、スパッタ導入ガスの酸素ガスの混合比率を１０％になるように大きくしてＩＤＩＸＯをスパッタすると、仕事関数が５．５ｅＶと大きくなり、ホール注入が起こりやすくなる。この値は、ＩＤＩＸＯにＵＶオゾン照射した時の値とほぼ同じとなり、ドナー基板がＵＶによるダメージを受けないようにできる。
しかし、仕事関数を大きくすると、同時に抵抗が大きくなるという問題がある。酸素ガスの混合比率が１０％の場合、抵抗率は２０００μΩｃｍと大きいものであった。抵抗が大きくなると、配線抵抗の問題が発生し、消費電力増加、表示パネルとしての見栄え低下といった、新たな問題が発生する。
【００２６】
一方、ＩＤＩＸＯの抵抗率は、スパッタ導入ガスの酸素ガスの混合比率を２％と小さくしてスパッタすると低くなる。この場合、抵抗率は４００μΩｃｍであった。
以上のことから、透明導電膜の抵抗率と有機ＥＬ素子の特性は相反する結果となることがわかる。
【００２７】
有機ＥＬ素子を画素発光部に用いた表示パネルを作製する場合、消費電力を小さくすることが求められるが、透明導電膜の抵抗率が高い場合や素子特性が低い場合には、消費電力の増加につながる。
したがって、ドナー基板上に形成した透明電極（ＩＤＩＸＯ）を基板に熱転写により形成して有機ＥＬ素子を作製する場合には、ドナー基板上の透明電極については、ＵＶオゾン処理をせずに仕事関数の大きな条件で、低抵抗の透明導電膜を得ることが大きな課題となる。すなわち、有機ＥＬ素子の透明な電極としては、仕事関数が大きく、抵抗が小さい透明導電膜を形成することが必要となる。
【００２８】
すなわち、有機ＥＬ素子の透明電極として用いられる透明導電膜の膜厚は、多くの場合、１０ｎｍ〜１μｍの範囲で選択されるが、薄膜の抵抗については透明導電膜のバルク全体の影響が大きい。一方、仕事関数については透明導電膜の表面近傍（ドナー基板上に形成した透明電極を基板上に熱転写して選られる有機ＥＬ素子となった際は、少なくとも発光層を含む有機物層と接する界面となる部分）の影響が大きい。
【００２９】
そこで、本発明では、上記課題を解決するために、ドナー基板上に形成する透明な第二電極を単一構成でなく、バルク状態の層とその表面近傍の状態を変えた層との多層構成とした。このような構成により、透明導電膜の抵抗率と有機ＥＬ素子の特性という相反する両条件を達成することができる。
具体的には、バルク領域は抵抗率が小さくなる条件を用いて形成し、素子としたときに少なくとも発光層を含む有機物層と接することになる表面近傍については仕事関数が大きくなる条件で形成することにより、上記の透明な第二電極を形成することができる。
【００３０】
本発明において、透明な第二電極の「低抵抗層」とは、抵抗率が小さくなる部分を意味し、透明な第二電極の「発光効率向上層」とは、仕事関数が大きくなる部分を意味する。
低抵抗層は有機物層と接触しない側に形成され、発光効率向上層は有機物層と接触する側に形成されてなるのが好ましい。
低抵抗層は、１０００μΩｃｍよりも小さく、かつ発光効率向上層よりも小さい抵抗率を有するのが好ましい。
発光効率向上層は、５〜５０ｎｍの範囲の膜厚を有するのが好ましく、５．０〜６．０ｅＶの範囲で、かつ低抵抗層よりも大きい仕事関数を有するのが好ましい。発光効率向上層の膜厚が上記の範囲であれば、ホール注入が促進され、素子の発光効率を向上させることができる。したがって、発光効率向上層以外を低抵抗層とすればよく、具体的には膜厚５０ｎｍ〜１μｍの範囲で適宜選択すればよい。
発光効率向上層は、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系材料（例えば、ＩＤＩＸＯ、出光興産株式会社の登録商標）を用い、導入ガスとして酸素ガスの割合が５％以上であるアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを用いたＤＣスパッタにより形成されてなり、低抵抗層は、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系材料を用い、導入ガスとして酸素ガスの割合が５％未満であるアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを用いたＤＣスパッタにより形成されてなるのが好ましい。
【００３１】
本発明の熱転写用ドナー基板は、透明な第二電極の低抵抗層と発光効率向上層とを真空一貫のスパッタ法により連続して形成するのが好ましい。これにより、再度の真空引きに要する時間的なロスがなくなるので好ましい。
このために、透明な第二電極の低抵抗層を、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系材料を用い、導入ガスとして酸素ガスの割合が５％未満であるアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを用いたＤＣスパッタにより形成するのが好ましい。また、透明な第二電極の発光効率向上層を、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系材料を用い、導入ガスとして酸素ガスの割合が５％以上であるアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを用いたＤＣスパッタにより形成するのが好ましい。
さらに、透明な第二電極を形成した後には、ＵＶオゾン処理を行わないのが好ましい。これにより、ＵＶオゾン処理による問題が解消される。
具体的な透明な第二電極の形成方法については、実施例で詳しく述べる。
【００３２】
本発明の熱転写用ドナー基板は、ベース基板上に転写層となる透明な第二電極、少なくとも発光層を含む有機物層が形成されてなる。
ベース基板としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステル、ポリアクリル、ポリエポキシ、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリサルホンなどが挙げられるが、本発明はこれらにより限定されるものではない。また、多くの場合、フィルムが用いられ、特にＰＥＴフィルムは、耐熱性に優れ、また適度の柔軟性を有するので好適に用いられる。そのフィルムの厚さは、特に規定されるものではないが、耐久性と転写のしやすさを考慮すれば、厚さ５０μｍ〜１ｍｍ程度が好ましい。
【００３３】
転写工程におけるエネルギー源としてレーザー光（例えば、ＹＡＧレーザー光）を用いる場合には、転写効率を高めるために、ベース基板と転写層との間に熱伝播層や光―熱変換層などを設けるのが好ましい。特に、ベース基板に透明なＰＥＴフィルムを用いる場合には転写性が悪化するので、熱伝播層や光―熱変換層などを設けるのが好ましい。
【００３４】
ベース基板上に形成される少なくとも発光層を含む有機物層は、単層または複数層のいずれであってもよい。以下、各有機物層およびその形成方法について説明する。
有機物層の形成方法としては公知方法が可能であり、真空蒸着法、電子ビーム法、ＭＢＥ法などのドライプロセス、スピンコート法、ドクターブレード法、インクジェット法、印刷法（凸版法、凹版法、スクリーン法）、スプレー法、マイクログラビアコート法などのウエットプロセスが挙げられる。
【００３５】
発光層を形成する発光材料としては、有機ＥＬ素子の公知材料が使用可能である。
低分子の発光材料としては、例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）などの芳香族ジメチリデン化合物、５−メチル−２−（２−（４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル）ビニル）ベンゾオキサゾールなどのオキサジアゾール化合物、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＺＡ）などのトリアゾール化合物、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼンなどのスチリルベンゼン化合物、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体などの蛍光性有機材料、アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）などの蛍光性有機金属化合物などが挙げられる。
【００３６】
高分子の発光材料としては、例えば、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）、ポリ（２，５−ビス−（２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ）−１，４−フェニル−オルト−１，４−フェニルレン）ジブロマイド（ＰＰＰ−ＮＥｔ３＋）、ポリ（２−（２’−エチルヘキシルオキシ）−５−メトキシ−１，４−フェニレビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）などが挙げられる。
【００３７】
発光層には、発光効率の向上や色度改善のために、ドーピングすることも可能である。キナクリドン、ルブレン、４−ジｓシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスリチル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、クマリン誘導体などのドーパントを適宜ドーピングすることができる。
【００３８】
ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層および電子輸送層を形成する各材料についても公知材料が可能である。
ホール注入材料やホール輸送材料としては、例えば、ポルフィリン化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ、Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（α―ＮＰＤ）などの芳香族第３級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチルアミン化合物などの低分子材料、ポリアニリン、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネート（ＰＥＤＴ／ＰＳＳ）、ポリ（トリフェニルアミン誘導体）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）などの高分子材料が挙げられる。
【００３９】
電子注入材料や電子輸送材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の低分子材料、ポリ（オキサジアゾール）などの高分子材料が挙げられる。
【００４０】
上記の有機物層は、一般的な有機ＥＬ素子で採用されている程度の膜厚とすることができ、例えば、１０ｎｍ〜１μｍ程度とすることができる。
【００４１】
用いる基板は、第二電極側より発光を取り出すため、従来のように透明である必要がなく不透明でもよい。材質に関しても有機ＥＬ素子を維持できる程度の剛性が有れば特に限定されるものではない。また、有機ＥＬ素子を画素発光部に用いた表示パネルを作製する場合であれば、駆動回路としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や絶縁膜などの構造物を形成してもよい。
【００４２】
基板上に形成する第一電極についても、公知の電極材料を用いることが可能である。第一電極を陰極とする場合には、有機物層への電子注入を容易にするために仕事関数の小さな金属またはそれらを含む合金（カルシウム、セシウム、セレン、ルビジウム、バリウム、アルミニウム：フッ化リチウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム：銀合金、アルミニウム：リチウム合金など）を用いることができる。また、第一電極を陽極とする場合には有機物層へのホール注入を容易にするために仕事関数の大きな金属（金、白金、ニッケル、銅など）や透明電極（ＩＴＯ、ＩＤＩＸＯ、ＳｎＯ２など）を用いることができる。
【００４３】
第一電極の成膜方法としては、公知の手法が適用可能であり、蒸着法、スパッタ法、電子ビーム法、メッキ法などが挙げられる。また、パターンニングに関しても、特に規定されるものではなく、公知のシャドウマスク法、フォトリソグラフィ法などを適用できる。
第一電極の膜厚は、用いる金属材料にもよるが、通常５０ｎｍ〜１μｍ程度である。
【００４４】
得られた熱転写用ドナー基板と、基板とを貼り合せて転写する。貼り合せた後、貼り合せ部に気泡が残らないように、ローラーなどで圧着するのが好ましい。
次に、ドナー基板側からエネルギーを供給することにより、転写層を転写する。これにより、基板と熱転写用ドナー基板界面での融解・接着が確実になり、熱転写用ドナー基板から転写層の剥離が確実になり、ディスプレイの表示品位が向上する。
【００４５】
このエネルギー源としては、ドナー基板側に構成された透明な第二電極や有機物層を基板側に転写できれば特に限定されないが、レーザー光が好ましく、ＹＡＧレーザー光が特に好ましい。レーザー光は、その口径および走査パターンを制御することができ、転写の際に所望のパターニングが容易になるので好ましい。
有機ＥＬ素子を画素発光部に用いた有機ＥＬ表示パネルを作製する場合には、レーザーの照射方向は、基板上に形成されているストライプラインパターンの第一電極と垂直方向とする。転写後にドナー基板を剥がすと、第一電極が形成された基板上に透明な第二電極や有機物層が転写される。
また、最後に信頼性確保のために封止処理を行うのが好ましい。
【００４６】
本発明の熱転写用ドナー基板を用いた熱転写により製造された有機ＥＬ素子およびその有機ＥＬ素子を画素発光部に用いた有機ＥＬ表示パネルが提供される。
本発明の有機ＥＬ素子は、透明でなくても構わない基板／透明でなくても構わない第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極で発光効率向上層／透明な第二電極で低抵抗層からなる。
【００４７】
【実施例】
本発明を実施例および比較例に基づいてさらに具体的に説明するが、この実施例により本発明が限定されるものではない。
なお、以下の実施例および比較例では、転写構成▲２▼、すなわち、基板／第一電極と、少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極／ドナー基板との組み合わせを用いて転写する方式を採用した。
【００４８】
実施例１
（その１）ドナー基板の作製
熱転写用ドナー基板のベース基板として、厚さ１５０μｍのＰＥＴフィルムを用意し、このフィルム上に、スピンコート法でポリメチルスチレン酸からなる膜厚１μｍの熱伝播層およびカーボンブラックを分散させたエポキシ樹脂からなる膜厚４μｍの光―熱変換層を順次成膜して、ドナー基板を得た。
【００４９】
（その２）ドナー基板上への透明電極（透明な第二電極）の形成
得られたドナー基板上の全面に、シャドウマスクを用いないＤＣスパッタ法により、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ系材料、出光興産株式会社の登録商標）からなる膜厚１５０ｎｍの透明な第二電極を形成した。まず、ドナー基板をスパッタ装置にセットし、真空度が１×１０−６ｔｏｒｒになるまで装置内を脱気し、混合比率９９：１のアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスを導入し、次の条件でスパッタを実施して、膜厚１４０ｎｍの透明な第二電極の低抵抗層を成膜した。
真空度（混合ガス導入後）：２〜４×１０−３ｔｏｒｒ
スパッタパワー：８５０Ｗ
成膜のレート：１０ｎｍ／分
スパッタ時間：１４分間
ドナー基板の回転：２回転／分
【００５０】
続いて、スパッタ装置内の真空状態を維持したまま、アルゴンガスと酸素ガスの混合ガスの混合比率を９０：１０になるように調整し、次の条件でスパッタを実施して、膜厚１０ｎｍの透明な第二電極の発光効率向上層を成膜した。
真空度（混合ガス導入後）：２〜４×１０−３ｔｏｒｒ
スパッタパワー：８５０Ｗ
成膜のレート：１０ｎｍ／分
スパッタ時間：１分間
ドナー基板の回転：２回転／分
結果として、図４（ａ）に示されるようなドナー基板（５０６）／透明な第二電極（５０４）のうち膜厚１４０ｎｍの低抵抗層（５０８）／透明な第二電極（５０４）のうち膜厚１０ｎｍの発光効率向上層（５０９）からなる積層体が得られた。
【００５１】
（その３）透明な第二電極上への少なくとも発光層を含む有機物層の形成
透明な第二電極が形成されたドナー基板上の全面に、少なくとも発光層を含む有機物層を形成した。有機物層をホール輸送層と発光層とし、有機ＥＬ素子の基板からの積層構成とは逆構成で順次成膜した。また、有機ＥＬ素子を画素発光部に用いるフルカラーのディスプレイパネルを作製するために、Ｒ用、Ｇ用、Ｂ用の３枚のドナー基板を用意し、それぞれにＲ発光層、Ｇ発光層、Ｂ発光層を塗り分けて有機物層を成膜した。
【００５２】
透明な第二電極が形成されたドナー基板上の全面に、抵抗加熱蒸着法でＮ、Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（α−ＮＰＤ）からなる膜厚５０ｎｍのホール輸送層を形成した。
ホール輸送層上に、抵抗加熱蒸着法を用いた共蒸着で、ホストとしての（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）中に１％の割合で４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスリチル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）をドーピングした膜を、膜厚が５０ｎｍになるように成膜してＲ発光層を得た。
ホール輸送層上に、抵抗加熱蒸着法で、Ａｌｑ３膜を、膜厚が５０ｎｍになるように成膜してＧ発光層を得た。
ホール輸送層上に、抵抗加熱蒸着法で、ＢＡｌｑ膜を、膜厚が５０ｎｍになるように成膜してＢ発光層を得た。
結果として、次のような３種類の積層体が得られた。
ドナー基板／透明な第二電極／少なくともＲ発光層を含む有機物層
ドナー基板／透明な第二電極／少なくともＧ発光層を含む有機物層
ドナー基板／透明な第二電極／少なくともＢ発光層を含む有機物層
【００５３】
（その４）基板への第一電極の形成
透明でなくても構わない基板として、板厚０．７ｍｍのホウケイ酸ガラスを用意し、このガラス基板上に、シャドウマスクを用いた蒸着法により、アルミニウム：リチウム合金からなり、膜厚１５０ｎｍ、幅１５０μｍのストライプラインパターンの第一電極を形成した。
【００５４】
（その５）熱転写用ドナー基板と基板との貼り合せと転写
まず、基板と熱転写用ドナー基板のベース基板とが外側になるように、すなわち第一電極と少なくともＲ発光層を含む有機物層とが内側になるように、基板と熱転写用ドナー基板とを貼り合せた。このとき、貼り合せ部に気泡が残らないようにローラーで圧着した。
続いて、基板上に形成されているストライプラインパターンの第一電極と垂直方向にＹＡＧレーザーを照射し、透明な第二電極／少なくともＲ発光層を含む有機物層からなる熱転写層を残してドナー基板を剥離して、転写を完了した。
Ｇ発光層、Ｂ発光層を有するドナー基板を用いること、およびＹＡＧレーザーを所望の位置に照射すること以外は、上記と同様にして転写を行った。
結果として、透明でなくても構わない基板／透明でなくても構わない第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／透明な第二電極のうち発光効率向上層／透明な第二電極のうち低抵抗層からなる構成の有機ＥＬ素子が得られた。
最後に、信頼性確保のために封止処理を行ない、実施例１の有機ＥＬ表示パネルを得た。
【００５５】
比較例１
実施例１の工程（その２）におけるアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスの混合比率を９９：１になるように調整し、このガス条件で１５分間スパッタを行うこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の有機ＥＬ表示パネルを得た。
工程（その２）では、図４（ｂ）に示されるようなドナー基板（５０６）／膜厚１５０ｎｍの低抵抗層（５０８）のみからなる透明な第二電極（５０４）からなる積層体が得られ、結果として、透明でなくても構わない基板／透明でなくても構わない第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／低抵抗層のみからなる透明な第二電極からなる構成の有機ＥＬ素子が得られた。
【００５６】
比較例２
実施例１の工程（その２）におけるアルゴンガスと酸素ガスの混合ガスの混合比率を９０：１０になるように調整し、このガス条件で１５分間スパッタを行うこと以外は、実施例１と同様にして、比較例２の有機ＥＬ表示パネルを得た。
工程（その２）では、図４（ｃ）に示されるようなドナー基板（５０６）／膜厚１５０ｎｍの発光効率向上層（５０９）のみからなる透明な第二電極（５０４）からなる積層体が得られ、結果として、透明でなくても構わない基板／透明でなくても構わない第一電極／少なくとも発光層を含む有機物層／発光効率向上層のみからなる透明な第二電極からなる構成の有機ＥＬ素子が得られた。
【００５７】
上記の実施例１、比較例１および比較例２で作製した有機ＥＬ表示パネルに、駆動用電源および信号を入力して、点灯試験を行ったところ、次のような結果が得られた。
透明な第二電極の機能を低抵抗層と発光効率向上層とに分離した実施例１の有機ＥＬ表示パネルでは、低電圧での駆動が達成できた。
【００５８】
比較例１の有機ＥＬ表示パネルでは、実施例１の場合と同一の電圧を印加しても、表示パネルとして得られる輝度が小さかった。比較例１の有機ＥＬ表示パネルは、透明電極が電極材料として仕事関数の小さい低抵抗層のみからなるために、有機物層へのホール注入が促進されず、素子特性が悪化したものと考えられる。
【００５９】
比較例２の有機ＥＬ表示パネルでは、実施例１の場合と同一の電圧を印加すると、端子に近い領域の画素発光部においては実施例１と同等の輝度が得られたが、端子から遠ざかるにつれて輝度が低下し、輝度分布が発生した。比較例２の有機ＥＬ表示パネルは、透明電極が高抵抗の発光効率向上層のみからなるために、配線抵抗がより大きな影響を与え、素子特性が悪化したものと考えられる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、優れた素子特性、特に良好なホール注入特性を有する第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子を提供することができ、また簡便な方法により、見栄えのよい有機ＥＬ表示パネルを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ素子パネルの断面図である。
【図２】転写法で第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ表示パネルを作製する途中工程の一例についての断面図である（転写構成▲１▼）。
【図３】転写法で第二電極側より発光を取り出す有機ＥＬ表示パネルを作製する途中工程の一例についての断面図である（転写構成▲２▼）。
【図４】実施例１、比較例１および比較例２で作製したドナー基板上に得られる、透明電極の構成の概略断面図である。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１ 基板
１０２、２０２、３０２ 第一電極
１０３、２０３、３０３ 有機物層
１０４、２０４、３０４、５０４ 透明な第二電極
１０５ 発光
２０６、３０６、５０６ ドナー基板
２０７、３０７ 熱源
５０８ 低抵抗層
５０９ 発光効率向上層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thermal transfer donor substrate for producing an organic EL device comprising a substrate / a first electrode / an organic material layer including at least a light emitting layer / a transparent second electrode, a method for producing the same, and an organic EL device using the same. Display panel.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art An organic EL (electroluminescence) element is a light emitting element having an element configuration of a substrate / first electrode / organic layer including at least a light emitting layer / second electrode, and is expected to be applied to a full color display panel.
In order to obtain planar light emission in an organic EL element, at least one electrode needs to be transparent. In many cases, a first electrode made of a transparent conductive film is provided on a transparent substrate, and the first electrode Light emission is taken out from the side. That is, the element configuration is a transparent substrate / a transparent first electrode / an organic layer including at least a light emitting layer / a second electrode which does not have to be transparent.
One of the reasons why the conventional organic EL element often has a configuration in which light is extracted from the first electrode side is that ITO glass widely used in liquid crystal display panels and the like is diverted. ITO glass is obtained by forming ITO (indium tin oxide), which is a kind of transparent electrode, as a first electrode on a glass substrate.
[0003]
On the other hand, in recent years, in order to improve the characteristics and convenience of the organic EL element, an organic EL element in which the direction of extracting light is opposite to that of the related art, that is, an organic EL element that extracts light from the second electrode side has been devised. That is, the element structure is a substrate that does not need to be transparent / a first electrode that does not need to be transparent / an organic material layer including at least a light emitting layer / a transparent second electrode. The luminescent light is extracted to the outside through the transparent second electrode. With such a configuration, it is possible to prevent light emission loss due to reflection from the substrate and the like, which has been a problem in a conventional element that extracts light from the first electrode side, thereby improving luminous efficiency and reducing power consumption. Can be. Further, the selection range of the substrate material is widened, and a non-transparent substrate such as a ceramic plate or a silicon substrate can be used. Further, a display panel driven by a TFT (thin film transistor) using such an organic EL element as a pixel light emitting portion has an advantage that an aperture ratio is improved.
[0004]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL element panel that emits light from the second electrode side. In this organic EL element panel, the substrate (101) and the first electrode (102) do not need to be transparent, and the second electrode (104) formed on at least the organic layer (103) including the light emitting layer is transparent. It is. Therefore, light emission (105) is extracted from the second electrode side. The first electrode (102) has a stripe line pattern parallel to the cross-sectional direction in FIG. 1, and the second electrode (104) has a stripe line pattern orthogonal to the first electrode (102). In the case of a full-color display panel, the organic material layer (103) is applied to R, G, and B as appropriate.
[0005]
Such an organic EL element that emits light from the side of the second electrode has a problem in a method of forming a transparent second electrode. At present, in many cases, transparent electrodes such as ITO are formed by an electron beam method or a sputtering method. When a transparent electrode is formed as a first electrode on a substrate by these methods, no particular problem occurs.
However, when a transparent electrode is formed as a second electrode on an organic material layer having low resistance by an electron beam method or a sputtering method, there is a problem that the underlying organic material layer is damaged and a good element is not obtained. For example, the organic material layer having low heat resistance is damaged by the temperature rise by the sputtering method, and the organic material layer is damaged by the impact of the evaporated material. In this case, a phenomenon such as a leak current occurring in the organic EL element or a decrease in light emission characteristics appears. In the worst case, light emission may not be obtained at all.
As described above, efficiently forming a transparent second electrode on an organic material layer has been a problem in manufacturing an organic EL device.
[0006]
Therefore, a thermal transfer method using an energy source (heat source) has attracted attention as a new film forming method for an organic EL element. This technique is disclosed in JP-A-9-167484, JP-A-10-208881, JP-A-11-237504, JP-A-11-260549, JP-A-2000-12216, and JP-A-2000-77182. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-13014 and 2001-195012.
[0007]
In the thermal transfer method, a thin film layer to be transferred is formed on a base substrate composed of a PET (polyethylene terephthalate) film or the like by a vapor deposition method, a spin coating method, a sputtering method, or the like, and a donor substrate is formed. The thin film layer formed on the donor substrate is transferred to the substrate by applying energy such as laser light or heat from the base substrate to the substrate to be bonded. When a laser beam is used as a heat source, a transfer layer or a light-to-heat conversion layer may be provided between the base substrate and the thin film layer to increase transfer efficiency.
[0008]
The advantage of the thermal transfer method is that the laminated thin film formed on the donor substrate is formed on the substrate in the reverse configuration as it is, so that the film can be formed on the substrate at one time. Further, when forming a thin film layer on the donor substrate, patterning is not particularly required, and the thin film layer may be formed on the entire surface of the donor substrate. That is, since the thin film layer is transferred from the donor substrate only to the portion irradiated with the heat source during the transfer, a thin film layer having a high-definition pattern can be formed without using a shadow mask such as an evaporation method. In addition, since there is no process of forming a transparent electrode on the organic material layer by a sputtering method, a transparent second electrode can be formed without damaging the organic material layer, and light is emitted from the second electrode side showing good characteristics. An organic EL element to be taken out can be obtained.
[0009]
Since the thin film layer formed on the donor substrate is transferred to the substrate by thermal transfer, when the thin film layer has a stacked configuration, the thin film layer may be stacked on the base substrate in an inverted configuration. In many cases, the organic material layer is not a single layer but a stacked layer including a light emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like. Therefore, the following combination (hereinafter, referred to as “transfer configuration”) can be appropriately used as the thin film configuration of the substrate and the donor substrate.
[0010]
(1) substrate / first electrode / organic layer including at least light emitting layer;
Transparent second electrode / base substrate
(2) Substrate / first electrode,
Organic layer including at least light emitting layer / Transparent second electrode / Base substrate
(3) substrate / first electrode / one organic layer (including light emitting layer)
The other organic layer (not including the light emitting layer) / transparent second electrode / base substrate
{Circle around (4)} substrate / first electrode / one organic layer (not including light emitting layer);
The other organic layer (including the light-emitting layer) / transparent second electrode / base substrate
[0011]
By such thermal transfer, it is possible to produce an organic EL element that extracts light from the substrate, the first electrode, an organic layer including at least a light emitting layer, a transparent second electrode, and a base substrate.
When a full-color display panel using an organic EL element for a pixel light-emitting portion is manufactured, it is necessary to separately apply R (red), G (green), and B (blue) light-emitting layers. A full-color display panel can be manufactured by preparing three donor substrates for B and thermally transferring each of them.
[0012]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an intermediate process for manufacturing an organic EL display panel that extracts light from the second electrode side by a transfer method, and shows a case where the above-described transfer configuration (1) is applied. In this figure, an organic EL element serving as three pixel light emitting units is illustrated. A substrate (201) on which a first electrode (202) and an organic layer (203) including at least a light-emitting layer are formed is bonded to a donor substrate (206) on which a transparent second electrode (204) is formed on the entire surface. Irradiation is performed while scanning the heat source (207) from the donor substrate (206) side in a direction orthogonal to the first electrode (202). As a result, the second electrode (204) is formed on the organic material layer (203) only at the portion irradiated with the heat source (207).
[0013]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of an intermediate step of manufacturing an organic EL display panel that extracts light emission from the second electrode side by a transfer method, and shows a case where the above-described transfer configuration (2) is applied. A substrate (301) having a first electrode (302) formed thereon is bonded to a donor substrate (306) having a transparent second electrode (304) and an organic layer (303) including at least a light-emitting layer formed on the entire surface. Irradiation is performed while scanning the heat source (307) from the donor substrate (306) side in a direction orthogonal to the first electrode (302). As a result, the second electrode (304) and the organic layer (303) including at least the light-emitting layer are formed on the first electrode (302) only at the portion irradiated with the heat source (307).
[0014]
The above-described transfer is repeated to form an organic EL element having an organic material layer including a light-emitting layer having a different emission color, that is, an R (red), G (green), and B (blue) pattern, thereby forming a full-color organic EL. A display panel can be obtained. The organic EL display panel has a state in which a stripe line pattern is formed in a direction in which the first electrode and the second electrode are orthogonal to each other. Therefore, if each line pattern is connected to the driving device, a simple matrix type display panel driven by duty can be obtained.
By using the thermal transfer as described above, since there is no step of forming a transparent electrode on the organic material layer by sputtering, a transparent second electrode can be formed without damaging the organic material layer, and the second electrode exhibiting good characteristics. An organic EL element that emits light from the side can be obtained. When thermal transfer is used, a pattern of 200 μm or less can be easily formed, and a high-definition display panel can be manufactured.
[0015]
In the case of manufacturing an organic EL device having a conventional configuration, which emits light from the substrate side using a transparent first electrode, the surface state of the transparent electrode has had a great effect on the characteristics of the organic EL device. In many cases, the characteristics have been improved by promoting the injection of holes from the transparent electrode into the organic material layer by performing a UV ozone treatment.
However, when an organic EL element that takes out light emission from the transparent second electrode side, which is a novel configuration, is manufactured by thermal transfer, first, in any combination of the above transfer configurations (1) to (4), the transparent second The electrodes are formed on a donor substrate. Therefore, when performing the UV ozone treatment, the donor substrate is also exposed to the UV ozone atmosphere.
In most cases, the type of transparent second electrode formed on the organic material layer is less than that of metal, and in most cases, ITO (indium tin oxide) or IDIXO (In) is used. 2 O 3 -ZnO-based material), and is formed, for example, by a sputtering method.
[0016]
Since the donor substrate is made of a PET (polyethylene terephthalate) film or the like, if the UV ozone treatment (irradiation) is performed, the donor substrate itself may be damaged. When a dummy layer made of an organic material is inserted between the donor substrate and the transparent electrode in order to increase the transfer efficiency of the transparent electrode, the damage due to the UV ozone treatment is further increased.
In addition, the donor substrate may bend and the UV light may not be uniformly irradiated. Due to these influences, when the transparent second electrode on the donor substrate is subjected to UV ozone treatment to produce an organic EL device, when light emission cannot be obtained uniformly, or in the worst case, light emission is not obtained at all. Not always.
[0017]
On the other hand, if the organic EL device is manufactured without performing the UV ozone treatment to avoid the above-described problem, the characteristics of the device are significantly reduced because holes are not well injected into the organic material layer from the transparent electrode. .
As described above, the UV ozone treatment that can be used without any problem in the organic EL element that extracts light from the substrate side in the conventional configuration cannot be used in the organic EL element that extracts light from the second electrode side. There is a need for a method of promoting hole injection into the organic layer instead of ozone treatment.
[0018]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an organic EL element that emits light from the second electrode side, which has excellent element characteristics, particularly good hole injection characteristics.
[0019]
Thus, according to the present invention, there is provided a donor substrate for thermal transfer for producing an organic EL device comprising a substrate / first electrode / organic material layer including at least a light emitting layer / transparent second electrode, wherein the transparent second electrode is Further, there is provided a donor substrate for thermal transfer having a structure in which a luminous efficiency improving layer and a low resistance layer are laminated in this order on a donor substrate.
[0020]
Further, according to the present invention, there is provided the method for producing a donor substrate for thermal transfer described above, wherein the low resistance layer and the luminous efficiency improving layer of the transparent second electrode are continuously formed by a vacuum-consistent sputtering method. A method for producing a donor substrate for thermal transfer is provided.
[0021]
Further, according to the present invention, there is provided an organic EL device manufactured by thermal transfer using the donor substrate for thermal transfer described above.
Further, according to the present invention, there is provided an organic EL display panel using the above-mentioned organic EL element in a pixel light emitting section.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The donor substrate for thermal transfer of the present invention is a donor substrate for thermal transfer for producing an organic EL device composed of a substrate / first electrode / organic material layer including at least a light emitting layer / transparent second electrode. However, it is characterized in that it has a structure in which a luminous efficiency improving layer and a low resistance layer are laminated in this order on a donor substrate.
[0023]
The present inventors have paid attention to the fact that when a transparent electrode is formed by a sputtering method, the characteristics of a transparent conductive film to be obtained greatly change depending on conditions of a gas (mixed gas of argon and oxygen) to be introduced. When ITO or IDIXO is used for the transparent electrode of the organic EL device, the transparent electrode functions as an electrode for injecting holes into at least the organic layer including the light emitting layer. The work function of IDIXO varies in the range of about 4.2 eV to about 6.0 eV depending on the sputtering conditions.
Table 1 shows the resistivity and work function when a transparent conductive film was formed using IDIXO as a material for forming the transparent electrode and changing the oxygen gas mixture ratio of the sputter introduction gas.
[0024]
[Table 1]
[0025]
In order to promote hole injection into the organic layer, the work function of the transparent electrode may be increased. For example, when IDIXO is sputtered by increasing the mixing ratio of the oxygen gas of the sputter introduction gas to 10%, the work function increases to 5.5 eV, and hole injection easily occurs. This value is almost the same as the value obtained when the IDIXO is irradiated with UV ozone, so that the donor substrate can be prevented from being damaged by UV.
However, there is a problem that increasing the work function also increases the resistance at the same time. When the mixing ratio of oxygen gas was 10%, the resistivity was as large as 2000 μΩcm. When the resistance increases, a problem of wiring resistance occurs, and new problems such as an increase in power consumption and a deterioration in appearance as a display panel occur.
[0026]
On the other hand, the resistivity of IDIXO decreases when the mixture ratio of the oxygen gas of the sputter introduction gas is reduced to 2% and sputtering is performed. In this case, the resistivity was 400 μΩcm.
From the above, it can be seen that the resistivity of the transparent conductive film and the characteristics of the organic EL element are contradictory.
[0027]
When a display panel using an organic EL element for a pixel light emitting portion is manufactured, it is required to reduce power consumption. However, when the resistivity of the transparent conductive film is high or the element characteristics are low, the power consumption increases. Leads to.
Therefore, when an organic EL device is manufactured by forming a transparent electrode (IDIXO) formed on a donor substrate by thermal transfer onto the substrate, the transparent electrode on the donor substrate is not subjected to UV ozone treatment and has a work function of not higher than that of the substrate. It is a major issue to obtain a low-resistance transparent conductive film under large conditions. That is, as a transparent electrode of the organic EL element, it is necessary to form a transparent conductive film having a large work function and a small resistance.
[0028]
That is, the thickness of the transparent conductive film used as the transparent electrode of the organic EL element is often selected in the range of 10 nm to 1 μm, but the resistance of the thin film is largely affected by the entire bulk of the transparent conductive film. On the other hand, with respect to the work function, the vicinity of the surface of the transparent conductive film (when a transparent electrode formed on the donor substrate is thermally transferred onto the substrate to form an organic EL device, the interface with at least the interface in contact with the organic layer including the light emitting layer) Influence) is large.
[0029]
Therefore, in the present invention, in order to solve the above problem, the transparent second electrode formed on the donor substrate is not formed in a single structure, but in a multilayer structure of a bulk state layer and a layer whose state near the surface is changed. And With such a configuration, it is possible to achieve both contradictory conditions of the resistivity of the transparent conductive film and the characteristics of the organic EL element.
Specifically, the bulk region is formed under the condition that the resistivity is low, and at least in the vicinity of the surface that comes into contact with the organic layer including the light-emitting layer when the device is formed, the work function is formed under the condition that the work function is large. Thereby, the above-mentioned transparent second electrode can be formed.
[0030]
In the present invention, the `` low resistance layer '' of the transparent second electrode means a portion where the resistivity is reduced, and the `` luminous efficiency improving layer '' of the transparent second electrode is a portion where the work function is increased. means.
The low resistance layer is preferably formed on the side not in contact with the organic layer, and the luminous efficiency improving layer is preferably formed on the side in contact with the organic layer.
The low resistance layer preferably has a resistivity smaller than 1000 μΩcm and smaller than that of the luminous efficiency improving layer.
The luminous efficiency improving layer preferably has a film thickness in the range of 5 to 50 nm, and preferably has a work function in the range of 5.0 to 6.0 eV and is larger than that of the low resistance layer. When the thickness of the luminous efficiency improving layer is within the above range, hole injection is promoted, and the luminous efficiency of the device can be improved. Therefore, a layer other than the luminous efficiency improving layer may be a low resistance layer. Specifically, a layer having a thickness of 50 nm to 1 μm may be appropriately selected.
The luminous efficiency improving layer is made of In 2 O 3 -Formed by DC sputtering using a ZnO-based material (for example, IDIXO, a registered trademark of Idemitsu Kosan Co., Ltd.) and using a mixed gas of an argon gas and an oxygen gas having an oxygen gas ratio of 5% or more as an introduction gas; And the low resistance layer is In 2 O 3 It is preferable to be formed by DC sputtering using a ZnO-based material and using a mixed gas of an argon gas and an oxygen gas having an oxygen gas ratio of less than 5% as an introduction gas.
[0031]
In the donor substrate for thermal transfer of the present invention, it is preferable that the low resistance layer of the transparent second electrode and the luminous efficiency improving layer are continuously formed by a consistent vacuum sputtering method. This is preferable because there is no time loss required for the evacuation again.
For this purpose, the transparent low-resistance layer of the second electrode is made of In 2 O 3 It is preferable to form the substrate by DC sputtering using a ZnO-based material and using a mixed gas of an argon gas and an oxygen gas in which the proportion of an oxygen gas is less than 5% as an introduction gas. Further, the luminous efficiency improving layer of the transparent second electrode is made of In 2 O 3 It is preferable to form the substrate by DC sputtering using a ZnO-based material and using a mixed gas of an argon gas and an oxygen gas in which a ratio of an oxygen gas is 5% or more as an introduction gas.
Further, it is preferable not to perform the UV ozone treatment after forming the transparent second electrode. Thereby, the problem caused by the UV ozone treatment is solved.
A specific method for forming the transparent second electrode will be described in detail in Examples.
[0032]
The donor substrate for thermal transfer of the present invention has a transparent second electrode serving as a transfer layer and an organic layer including at least a light emitting layer formed on a base substrate.
Examples of the base substrate include polyester such as polyethylene terephthalate (PET), polyacryl, polyepoxy, polyethylene, polystyrene, polycarbonate, and polysulfone, but the present invention is not limited thereto. In many cases, a film is used. In particular, a PET film is preferably used because it is excellent in heat resistance and has appropriate flexibility. The thickness of the film is not particularly limited, but is preferably about 50 μm to 1 mm in consideration of durability and ease of transfer.
[0033]
When laser light (for example, YAG laser light) is used as an energy source in the transfer step, a heat transfer layer or a light-to-heat conversion layer is provided between the base substrate and the transfer layer in order to increase transfer efficiency. Is preferred. In particular, when a transparent PET film is used for the base substrate, transferability deteriorates. Therefore, it is preferable to provide a heat propagation layer, a light-to-heat conversion layer, and the like.
[0034]
The organic layer including at least the light emitting layer formed on the base substrate may be a single layer or a plurality of layers. Hereinafter, each organic material layer and its formation method will be described.
As a method for forming the organic material layer, known methods are possible, and dry processes such as a vacuum deposition method, an electron beam method, and an MBE method, a spin coating method, a doctor blade method, an ink jet method, and a printing method (a letterpress method, an intaglio method, a screen) Method), a spray method, a microgravure coating method, and the like.
[0035]
As a light emitting material for forming the light emitting layer, a known material for an organic EL element can be used.
Examples of the low-molecular light-emitting material include aromatic dimethylidene compounds such as 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl (DPVBi) and 5-methyl-2- (2- (4- ( Oxadiazole compounds such as 5-methyl-2-benzoxazolyl) phenyl) vinyl) benzoxazole, 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5-t-butylphenyl-1,2,4-triazole Triazole compounds such as (TZA), styrylbenzene compounds such as 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, fluorescent organic materials such as thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, and azomethine zinc complexes , Such as (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex (Alq3) Metal compounds and the like.
[0036]
Examples of the polymer light emitting material include poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP) and poly (2,5-bis- (2- (N, N, N-triethylammonium) ethoxy). ) -1,4-phenyl-ortho-1,4-phenylene) dibromide (PPP-NEt3 +), poly (2- (2′-ethylhexyloxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene) ( MEH-PPV).
[0037]
The light emitting layer can be doped for improving luminous efficiency and chromaticity. A dopant such as quinacridone, rubrene, 4-discyanomethylene-2-methyl-6- (p-dimethylaminosurityl) -4H-pyran (DCM), or a coumarin derivative can be appropriately doped.
[0038]
Known materials can be used for the hole injection layer, the hole transport layer, the electron injection layer, and each material for forming the electron transport layer.
Examples of the hole injection material and the hole transport material include a porphyrin compound, N, N′-bis- (3-methylphenyl) -N, N′-bis- (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′- Aromatic tertiary amine compounds such as di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (α-NPD); low molecular materials such as hydrazone compounds, quinacridone compounds, and stillamine compounds; polyaniline; Polymer materials such as 4-polyethylenedioxythiophene / polystyrenesulfonate (PEDT / PSS), poly (triphenylamine derivative), and polyvinylcarbazole (PVCz) can be given.
[0039]
Examples of the electron injecting material and the electron transporting material include low molecular materials such as oxadiazole derivatives, triazole derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, and fluorenone derivatives, and high molecular materials such as poly (oxadiazole).
[0040]
The above-mentioned organic material layer can have a film thickness that is used in a general organic EL device, and for example, can be about 10 nm to 1 μm.
[0041]
The substrate to be used does not need to be transparent as in the prior art, and may be opaque because light is extracted from the second electrode side. The material is not particularly limited as long as it has such a rigidity that the organic EL element can be maintained. In the case of manufacturing a display panel using an organic EL element for a pixel light emitting portion, a structure such as a TFT (thin film transistor) or an insulating film as a driving circuit may be formed.
[0042]
Known electrode materials can also be used for the first electrode formed on the substrate. In the case where the first electrode is used as a cathode, a metal having a small work function or an alloy containing them (calcium, cesium, selenium, rubidium, barium, aluminum: lithium fluoride, Aluminum, magnesium, magnesium: silver alloy, aluminum: lithium alloy, or the like). When the first electrode is used as an anode, a metal (eg, gold, platinum, nickel, copper, etc.) having a large work function or a transparent electrode (ITO, IDIXO, SnO) has a large work function to facilitate hole injection into the organic material layer. 2 Etc.) can be used.
[0043]
As a method of forming the first electrode, a known method can be applied, and examples thereof include a vapor deposition method, a sputtering method, an electron beam method, and a plating method. Also, patterning is not particularly limited, and a known shadow mask method, photolithography method, or the like can be applied.
The thickness of the first electrode is usually about 50 nm to 1 μm, although it depends on the metal material used.
[0044]
The obtained thermal transfer donor substrate and the substrate are bonded and transferred. After bonding, it is preferable to perform pressure bonding with a roller or the like so that air bubbles do not remain in the bonded portion.
Next, the transfer layer is transferred by supplying energy from the donor substrate side. Accordingly, melting and bonding at the interface between the substrate and the donor substrate for thermal transfer are ensured, the transfer layer is reliably separated from the donor substrate for thermal transfer, and the display quality of the display is improved.
[0045]
The energy source is not particularly limited as long as the transparent second electrode or the organic layer formed on the donor substrate side can be transferred to the substrate side, but a laser beam is preferable, and a YAG laser beam is particularly preferable. The laser beam is preferable because its diameter and scanning pattern can be controlled, and desired patterning is facilitated during transfer.
In the case of manufacturing an organic EL display panel using an organic EL element for a pixel light emitting section, the laser irradiation direction is perpendicular to the first electrode of the stripe line pattern formed on the substrate. When the donor substrate is peeled off after the transfer, a transparent second electrode or an organic material layer is transferred onto the substrate on which the first electrode is formed.
In addition, it is preferable to perform a sealing process at the end to ensure reliability.
[0046]
Provided are an organic EL device manufactured by thermal transfer using the donor substrate for thermal transfer of the present invention, and an organic EL display panel using the organic EL device for a pixel light emitting portion.
The organic EL device of the present invention may be a substrate that does not need to be transparent / a first electrode that does not need to be transparent / an organic layer including at least a light emitting layer / a transparent second electrode and a luminous efficiency improving layer / a transparent second electrode. It consists of a low resistance layer with two electrodes.
[0047]
【Example】
The present invention will be described more specifically based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited by these examples.
In the following examples and comparative examples, transfer is performed using a transfer structure (2), that is, a combination of a substrate / first electrode and an organic layer including at least a light emitting layer / a transparent second electrode / donor substrate. The method was adopted.
[0048]
Example 1
(Part 1) Preparation of donor substrate
A 150 μm thick PET film is prepared as a base substrate of a donor substrate for thermal transfer, and an epoxy resin in which a 1 μm thick heat propagation layer made of polymethylstyrene acid and carbon black are dispersed by spin coating on this film. A light-to-heat conversion layer having a thickness of 4 μm was sequentially formed to obtain a donor substrate.
[0049]
(Part 2) Formation of transparent electrode (transparent second electrode) on donor substrate
The IDIXO (In) was formed on the entire surface of the obtained donor substrate by DC sputtering without using a shadow mask. 2 O 3 -A 150 nm-thick transparent second electrode made of a ZnO-based material (registered trademark of Idemitsu Kosan Co., Ltd.) was formed. First, the donor substrate was set in a sputtering apparatus, and the degree of vacuum was 1 × 10 -6 The inside of the apparatus was evacuated until the pressure reached torr, a mixed gas of argon gas and oxygen gas at a mixing ratio of 99: 1 was introduced, and sputtering was performed under the following conditions to lower the transparent second electrode having a thickness of 140 nm. A resistance layer was formed.
Degree of vacuum (after introduction of mixed gas): 2 to 4 × 10 -3 torr
Sputter power: 850W
Film formation rate: 10 nm / min
Sputtering time: 14 minutes
Donor substrate rotation: 2 rotations / minute
[0050]
Subsequently, while maintaining the vacuum state in the sputtering apparatus, the mixture ratio of the mixed gas of the argon gas and the oxygen gas was adjusted to 90:10, and sputtering was performed under the following conditions to form a film having a thickness of 10 nm. A transparent luminous efficiency improving layer of the second electrode was formed.
Degree of vacuum (after introduction of mixed gas): 2 to 4 × 10 -3 torr
Sputter power: 850W
Film formation rate: 10 nm / min
Sputtering time: 1 minute
Donor substrate rotation: 2 rotations / minute
As a result, the low-resistance layer (508) having a thickness of 140 nm among the donor substrate (506) / the transparent second electrode (504) and the transparent second electrode (504) as shown in FIG. A laminated body including the luminous efficiency improving layer (509) having a thickness of 10 nm was obtained.
[0051]
(Part 3) Formation of organic layer including at least light emitting layer on transparent second electrode
An organic layer including at least a light emitting layer was formed on the entire surface of the donor substrate on which the transparent second electrode was formed. The organic material layers were made into a hole transport layer and a light emitting layer, and were sequentially formed in a configuration reverse to the lamination configuration from the substrate of the organic EL element. Further, in order to manufacture a full-color display panel using an organic EL element for a pixel light emitting portion, three donor substrates for R, G, and B are prepared, and an R light emitting layer, a G light emitting layer, and a B light emitting layer are respectively provided. The light emitting layer was separately applied to form an organic layer.
[0052]
An N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (α-NPD) is formed on the entire surface of the donor substrate on which the transparent second electrode is formed by resistance heating evaporation. A hole transport layer having a thickness of 50 nm was formed.
On the hole transport layer, 4-dicyanomethylene-2-methyl-6 was added at a rate of 1% in (8-hydroxyquinolinato) aluminum complex (Alq3) as a host by co-evaporation using a resistance heating evaporation method. A film doped with-(p-dimethylaminosthyl) -4H-pyran (DCM) was formed to a thickness of 50 nm to obtain an R light emitting layer.
An Alq3 film was formed on the hole transport layer by a resistance heating evaporation method so as to have a thickness of 50 nm to obtain a G light emitting layer.
On the hole transport layer, a BAlq film was formed by a resistance heating evaporation method so as to have a thickness of 50 nm to obtain a B light emitting layer.
As a result, the following three types of laminates were obtained.
Donor substrate / Transparent second electrode / Organic layer containing at least R light emitting layer
Donor substrate / Transparent second electrode / Organic layer including at least G light emitting layer
Donor substrate / Transparent second electrode / Organic layer containing at least B light emitting layer
[0053]
(Part 4) Formation of first electrode on substrate
A borosilicate glass having a thickness of 0.7 mm is prepared as a substrate that does not need to be transparent, and an aluminum: lithium alloy is formed on this glass substrate by an evaporation method using a shadow mask to have a thickness of 150 nm and a width of 150 nm. A first electrode having a stripe line pattern of 150 μm was formed.
[0054]
(Part 5) Lamination and transfer of thermal transfer donor substrate and substrate
First, the substrate and the donor substrate for thermal transfer are bonded so that the substrate and the base substrate of the donor substrate for thermal transfer are located outside, that is, the first electrode and the organic material layer including at least the R light emitting layer are located inside. Was. At this time, pressure was applied by a roller so that air bubbles did not remain in the bonded portion.
Subsequently, a YAG laser is irradiated in a direction perpendicular to the first electrode of the stripe line pattern formed on the substrate, leaving a thermal transfer layer composed of a transparent second electrode / an organic material layer including at least the R light emitting layer. Was removed to complete the transfer.
Transfer was performed in the same manner as described above, except that a donor substrate having a G light emitting layer and a B light emitting layer was used, and a desired position was irradiated with a YAG laser.
As a result, a substrate which does not need to be transparent / a first electrode which does not need to be transparent / an organic material layer including at least a light emitting layer / a luminous efficiency improving layer among transparent second electrodes / a transparent second electrode An organic EL device having a configuration including a low resistance layer was obtained.
Finally, a sealing process was performed to ensure reliability, and an organic EL display panel of Example 1 was obtained.
[0055]
Comparative Example 1
Same as Example 1 except that the mixture ratio of the mixed gas of argon gas and oxygen gas in the step (Part 2) of Example 1 was adjusted to be 99: 1, and sputtering was performed under these gas conditions for 15 minutes. Thus, an organic EL display panel of Comparative Example 1 was obtained.
In step (2), as shown in FIG. 4 (b), a laminate comprising the donor substrate (506) / the transparent second electrode (504) consisting only of the low-resistance layer (508) having a thickness of 150 nm is obtained. As a result, an organic EL having a structure including a substrate that does not need to be transparent / a first electrode that does not need to be transparent / an organic material layer including at least a light emitting layer / a transparent second electrode including only a low resistance layer. An element was obtained.
[0056]
Comparative Example 2
Same as Example 1 except that the mixture ratio of the mixed gas of argon gas and oxygen gas in the step (2) of Example 1 was adjusted to be 90:10, and sputtering was performed under these gas conditions for 15 minutes. Thus, an organic EL display panel of Comparative Example 2 was obtained.
In the step (No. 2), as shown in FIG. 4C, a laminate composed of a donor substrate (506) / a transparent second electrode (504) composed of only a 150 nm-thick luminous efficiency enhancement layer (509) is formed. As a result, a transparent electrode composed of only a substrate that does not need to be transparent, a first electrode that does not need to be transparent, an organic layer including at least a light-emitting layer, and a luminous efficiency enhancement layer. An organic EL device was obtained.
[0057]
When a driving power supply and a signal were input to the organic EL display panels manufactured in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, and a lighting test was performed, the following results were obtained.
In the organic EL display panel of Example 1 in which the function of the transparent second electrode was separated into a low resistance layer and a luminous efficiency improvement layer, driving at a low voltage was achieved.
[0058]
In the organic EL display panel of Comparative Example 1, even when the same voltage as in Example 1 was applied, the luminance obtained as the display panel was small. It is considered that in the organic EL display panel of Comparative Example 1, since the transparent electrode was composed of only a low-resistance layer having a small work function as an electrode material, injection of holes into the organic material layer was not promoted, and the element characteristics were degraded.
[0059]
In the organic EL display panel of Comparative Example 2, when the same voltage as that of Example 1 was applied, the same brightness as that of Example 1 was obtained in the pixel light emitting portion in a region close to the terminal, but as the distance from the terminal increased, The brightness decreased and a brightness distribution occurred. It is considered that in the organic EL display panel of Comparative Example 2, since the transparent electrode was formed only of the luminous efficiency improving layer having a high resistance, the wiring resistance had a greater effect and the element characteristics were degraded.
[0060]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the organic EL element which extracts light emission from the 2nd electrode side which has excellent element characteristics, especially a favorable hole injection characteristic can be provided, and a good-looking organic EL display panel can be provided by a simple method. Can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an organic EL element panel that emits light from a second electrode side.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of an intermediate process of manufacturing an organic EL display panel that extracts light from a second electrode side by a transfer method (transfer configuration (1)).
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of an intermediate process of manufacturing an organic EL display panel that extracts light from a second electrode side by a transfer method (transfer configuration (2)).
FIG. 4 is a schematic sectional view of a configuration of a transparent electrode obtained on a donor substrate manufactured in Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301 substrate
102, 202, 302 First electrode
103, 203, 303 Organic layer
104, 204, 304, 504 Transparent second electrode
105 light emission
206, 306, 506 Donor substrate
207, 307 heat source
508 Low resistance layer
509 Luminous efficiency improvement layer
