JP2004039364A

JP2004039364A - Organic electroluminescence panel and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP2004039364A
Application number: JP2002193044A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Komatsu; 小松　隆宏; Akira Gyotoku; 行徳　明
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescence panel having high quality and high reliability which is obtained by reducing the variation in the distribution of film thicknesses in a pixel caused during a mask deposition process, and also provede a manufacturing method thereof. <P>SOLUTION: In the A manufacturing method of organic electroluminescence panel, the variation in the distribution of film thicknesses of structural layers in each pixel is controlled within not more than ±10%, thereby improving uniformity and reliability of light emitting; and an average free path in a deposition apparatus in forming each structural layer is made to be shorter than the shortest distance between an evaporation source and a substrate 1, thereby reducing a variation in a distribution of film thicknesses in a pixel caused during a mask deposition process and improving uniformity and reliability of light emitting. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種情報表示に使用されるドットマトリクス表示装置等の有機エレクトロルミネッセンスパネル及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エレクトロルミネッセンス素子とは、固体蛍光性物質の電界発光を利用した発光デバイスであり、これまでは主に無機系材料を発光体として用いた無機エレクトロルミネッセンス素子が実用化され、液晶ディスプレイのバックライト等に利用されてきた。
【０００３】
一方、有機材料を用いたエレクトロルミネッセンス素子についても古くから様々な検討が行われてきたが、発光効率が非常に悪いことから本格的な実用化研究へは進展しなかった。
【０００４】
しかし、１９８７年にコダック社のＣ．Ｗ．Ｔａｎｇらにより、有機材料を正孔輸送層と発光層の２層に分けた機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が提案され、１０Ｖ以下の低電圧にもかかわらず１０００ｃｄ／ｍ^２以上の高い発光輝度が得られることが明らかとなった〔Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ　ａｎｄ　Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ：Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，５１（１９８７）９１３等参照〕。これ以降、有機エレクトロルミネッセンス素子が俄然注目され始め、同様な機能分離型の積層構造を有する有機エレクトロルミネッセンス素子についての研究が盛んに行われるようになり、現在では一部で実用化されるまでになった。
【０００５】
ここで、一般的な有機エレクトロルミネッセンス素子の構成について図３を用いて説明する。
【０００６】
図３は従来における有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図である。
【０００７】
図３において、１は基板、２は基板１上に配置された陽極、３は陰陽の電極間に配置された有機層、４は有機層３を構成する正孔輸送層、５は有機層３を構成する発光層、６は陰極である。
【０００８】
図３に示すように有機エレクトロルミネッセンス素子は、ガラス等の透明または半透明の基板１上にスパッタリング法や抵抗加熱蒸着法等により形成されたＩＴＯ等の透明な導電性膜からなる陽極２と、陽極２上に同じく抵抗加熱蒸着法等により形成されたＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（以下、ＴＰＤと略称する）等からなる正孔輸送層４と、正孔輸送層４上に抵抗加熱蒸着法等により形成された８−Ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｌｉｎｅ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ（以下、Ａｌｑ_３と称する）等からなる発光層５と、発光層５上に抵抗加熱蒸着法等により形成された１００ｎｍ〜３００ｎｍの膜厚の金属膜からなる陰極６と、を備えている。
【０００９】
上記構成を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極２をプラス極、また陰極６をマイナス極として直流電圧又は直流電流を印加すると、陽極２から正孔輸送層４を介して発光層５に正孔が注入され、陰極６から発光層５に電子が注入される。発光層５では正孔と電子の再結合が生じ、これに伴って生成される励起子が励起状態から基底状態へ移行する際に発光現象が起こる。
【００１０】
このように有機エレクトロルミネッセンス素子は非常に簡単な構造でありながら、低駆動電圧で高輝度発光が可能であり、また発光色も分子設計により比較的容易に変更可能であることなどから、各種光源や表示装置としての実用化が始まっている。
【００１１】
有機エレクトロルミネッセンス素子を表示装置として使用する場合、一般に陽極と陰極を互いに交差する方向に配置したいわゆるドットマトリクスパネルを形成する必要がある。このドットマトリクスパネルの駆動方法は、例えば特開平９−１３９２８６に開示されているようなＴＦＴを画素毎に配置し、画素一つ一つを個別に制御するアクティブマトリクス方式（以下ＡＭ方式という）と、ＴＦＴを使用せず１ラインづつ線順次駆動するパッシブマトリクス方式（以下ＰＭ方式という）の２つに分けられ、両方式共に開発が進められている。ただしいずれの方式であっても有機物を各画素に均一に成膜することが必要であり、成膜法としてはインクジェットやスクリーン印刷、またはスタンプ方式によって直接基板上に各構成材料を塗り分ける方法や、蒸着マスクを介して基板上に各構成材料を蒸着する方法等様々な方式が提案されている。なかでも最も広く導入されているのは蒸着法であり、低分子系材料の成膜に用いられている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンスパネル及びその製造方法では以下のような課題を有していた。
【００１３】
（１）有機エレクトロルミネッセンス素子は電流注入型のデバイスであり、その発光輝度は注入された電流量にほぼ比例するため、発光輝度は印加電圧はもちろんのこと、素子構成、膜厚等によっても大きく変化する。例えば同一画素内であっても層膜厚に偏りがある場合、膜厚が薄い部分により多くの電流が流れ発光輝度も高くなることがあり、この輝度のバラツキによって表示性能の低下を招くという課題があった。
【００１４】
（２）マスクを介して構成層の材料を基板上に蒸着させる際、蒸着マスク自体も数十μｍと厚いため、図４に示すように画素分離部材７等の周縁部や角部等にシャドウを発生しやすく、膜厚の不均一部分が生じるという課題があった。
【００１５】
（３）画素端部で膜厚が極端に薄い場合には陽極と陰極とが短絡することもあり、著しい表示欠陥を引き起こす場合があるという課題を有していた。
【００１６】
本発明は上記課題を解決するものであり、画素内の膜厚分布を均一にして輝度のバラツキの少ない有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供し、マスク蒸着時の膜厚分布ムラを低減して、高品位で信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機エレクトロルミネッセンスパネルは、各画素における構成層の膜厚の画素内分布のバラツキを低減することで発光均一性及び信頼性を向上させることができる。また各構成層を成膜する際の蒸着装置内の平均自由行程を、蒸着源と基板との最短距離よりも短くすることでマスク蒸着時の膜厚分布ムラを低減して発光の均一性及び信頼性を向上させる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の有機エレクトロルミネッセンスパネルは、正孔を注入する陽極と、発光領域を有する発光層と、電子を注入する陰極とを備えた有機エレクトロルミネッセンス素子によって画素群が基板上に形成された有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、画素内での各構成層の膜厚分布のバラツキを低減することで画素全体に均一に電流が流れ、これにより画素内で均一発光する有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供することが可能となる。
【００１９】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルは、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層からなる画素群が基板上に配置された有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて、画素内における構成層の膜厚分布のバラツキが平均膜厚の±１０％以内であるように構成されている。
【００２０】
この構成によって、以下の作用を有する。
【００２１】
（ａ）膜厚のバラツキを特定値以下にしているので、画素全体に均一に電流を流すことができ、これによって画素内で均一発光する高品位で信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供できる。
【００２２】
（ｂ）膜厚のバラツキが定量的に規定されて、±１０％以下のバラツキは許容されるので、製造工程に幅を持たせたり効率化させたりすることができ、生産性や経済性に優れている。
【００２３】
（ｃ）蒸着により基板上に形成される有機エレクトロルミネッセンス素子の膜厚分布を、この蒸着工程における雰囲気ガスの濃度や温度、圧力、ガスの種類、ガスの混合比率などの条件により設定することが可能であり、これによって構成層の膜厚を均一にして信頼性に優れた有機エレクトロルミネッセンスパネルとすることができる。
【００２４】
なお、構成層の膜厚分布は、例えばエリプソメータやＡＦＭさらには有機エレクトロルミネッセンスパネル断面の顕微鏡観察等で測定できる。
【００２５】
ここで、膜厚分布のバラツキについて説明する。画素部に形成された膜は通常ある膜厚分布を持っており、一般的には画素端部で薄くなる。バラツキとはこの画素内での膜厚の平均値に対し、最大膜厚、最小膜厚がどの程度ずれているかを表したものであり、このバラツキが小さい程、均一な膜厚となる。この膜厚分布のバラツキはその平均膜厚の±１０％以下、好ましくは±８％以下にすることが好ましい。これはパネル面積やその画素数、画素面積などにもよるが、バラツキが±８％より大きくなるにつれ、目視にて識別されるパネル面の輝度のバラツキが目立つ傾向が表れ、±１０％を越えるとこの傾向がさらに顕著になるからである。
【００２６】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルは、請求項１に記載の発明において、構成層が有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層であるように構成されている。
【００２７】
この構成によって、請求項１の作用に加えて以下の作用を有する。
【００２８】
（ａ）構成層となる有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層における膜厚分布が所定範囲に規定されるので、正孔輸送層等に膜厚のバラツキが生じても、これの影響を抑制又は補完して輝度のバラツキの少ない有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供できる。
【００２９】
ここで発光層としては、可視領域で蛍光または燐光特性を有し、かつ成膜性の良いものが好ましく、例えば、ベンゾオキサゾール系、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤、ヒドロキシキノリン系金属錯体、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン系化合物、ジスチルピラジン誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、スチリルアミン誘導体、クマリン系誘導体、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。
【００３０】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法は、有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層からなる画素群が基板上に配置された有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、構成層を成膜する蒸着装置内の雰囲気ガスの平均自由行程を調整して、構成層の膜厚を均一蒸着させるように構成されている。
【００３１】
この構成によって、以下の作用を有する。
【００３２】
（ａ）各構成層を成膜する際、蒸着装置内の雰囲気ガスの平均自由行程を調整して構成層の膜厚を均一化させることができるので、基板に向かって投射される構成層の成分を確実に制御でき、不純物等が少なく均質な被膜を基板上に形成させることができる。
【００３３】
（ｂ）平均自由行程の調整が蒸着装置内の雰囲気ガスの温度や圧力等をコントロールすることにより行えるので、構成層を形成させる基板のサイズや形状、構成層の成分等に応じて、適宜、均一成膜ができる条件への設定が容易であり生産性に優れている。
【００３４】
ここで雰囲気ガスの平均自由行程とは、雰囲気ガス中の分子等の粒子が他の粒子と衝突しないで自由に動ける平均的な距離をいう。平均自由行程の値は個々の粒子によって異なり、ある種の統計的分布を示し、その値は温度、圧力等によって調整することができる。
【００３５】
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法は、請求項３に記載の発明において、雰囲気ガスの平均自由行程を、構成層の成分を基板に向けて投射する蒸着源と基板との最短距離よりも短くして構成されている。
【００３６】
この構成によって、請求項３の作用に加えて以下の作用を有する。
【００３７】
（ａ）平均自由行程を短くしているので、基板面における蒸着方向が等方的になりマスクシャドウ等により蒸着膜厚に偏りが発生するのを抑えることができ、画素内での均一発光性を向上させることができる。
【００３８】
ここで、蒸着装置内の平均自由行程が、蒸着源と基板との最短距離よりも小さければ小さいほど成膜の均一性は向上するが、成膜速度、蒸着温度、材料利用効率等を考慮すると平均自由行程が蒸着源と基板との最短距離に対してその１／２から１／５程度とすることが望ましい。これは、適用する雰囲気ガスの種類や画素のサイズ、蒸着パターン等にもよるが、雰囲気ガスの平均自由行程が１／５より小さくなると成膜速度が低下して生産性が悪くなる傾向が表れ、逆に１／２を越えると蒸着により形成される構成層の均一性が低下する傾向が顕著になるからである。
【００３９】
請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法は、請求項３又は４記載の発明において、平均自由行程の調整が、蒸着装置内に導入される不活性ガスの圧力や温度等を制御して行われるように構成されている。
【００４０】
この構成によって、請求項３又は４の作用に加えて、以下の作用を有する。
【００４１】
（ａ）平均自由行程の調整が、外部から蒸着装置内に導入された不活性ガスによって行われるので、膜特性に悪影響を及ぼすことなく平均自由行程を制御することができる。
【００４２】
（ｂ）不活性ガスの圧力や温度などにより平均自由行程が制御されるので、蒸着源の材料の熱分解も低減することができ、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンスパネルを製造できる。
【００４３】
ここで不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ネオン等や、これらの混合ガスが適用できる。
【００４４】
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンスパネルについて説明する。
【００４５】
本発明の有機エレクトロルミネッセンスパネルに用いられる基板は、機械的、熱的強度を有し、透明又は半透明であれば特に限定されるものではない。
【００４６】
基板としては例えば、ガラス基板や、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリフッ化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリレート、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂等の可視光領域について透明度の高い材料を用いることができ、これらの材料をフィルム化した可撓性を有するフレキシブル基板であっても良い。
【００４７】
また、用途によっては特定波長のみを透過する材料、光−光変換機能をもった特定の波長の光へ変換する材料などであってもよい。基板は絶縁性であることが好ましいが、特に限定されるものではなく、有機エレクトロルミネッセンス表示素子の駆動を妨げない範囲、或いは用途によって、導電性を有していても良い。なお、本発明において透明または半透明なる定義は、有機エレクトロルミネッセンス表示素子による発光の視認を妨げない程度の透明性を示すものである。
【００４８】
さらにＡＭパネルを作製する場合には、これらの基板上部にＴＦＴ部を形成する必要がある。
【００４９】
画素分離部材は、用いられる材料のパターニングが容易であり、機械的、熱的強度を有し、かつ吸湿性、透湿性の低い材料であればどのようなものであってもよくポリイミド系、アクリル系等様々な材料が用いられる。
【００５０】
上記有機エレクトロルミネッセンス素子（表示素子）の陽極としては、ＩＴＯ、ＡＴＯ（ＳｂをドープしたＳｎＯ_２）、ＡＺＯ（ＡｌをドープしたＺｎＯ）等が用いられる。
【００５１】
また、有機層は、発光層のみの単層構造の他に、正孔輸送層と発光層又は発光層と電子輸送層の２層構造や、正孔輸送層と発光層と電子輸送層の３層構造のいずれの構造でもよい。但し、この２層構造又は３層構造の場合には、正孔輸送層と陽極が、又は電子輸送層と陰極が接するように積層して形成される。
【００５２】
また、発光層としては、可視領域で蛍光または燐光特性を有し、かつ成膜性の良いものが好ましく、Ａｌｑ_３やＢｅ−ベンゾキノリノール（ＢｅＢｑ_２）の他に、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ペンチル−２−ベンゾオキサゾリル）−１，３，４−チアジアゾール、４，４’−ビス（５，７−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）スチルベン、４，４’−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕スチルベン、２，５−ビス（５，７−ジ−ｔ−ベンチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフィン、２，５−ビス（〔５−α，α−ジメチルベンジル〕−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、２，５−ビス〔５，７−ジ−（２−メチル−２−ブチル）−２−ベンゾオキサゾリル〕−３，４−ジフェニルチオフェン、２，５−ビス（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）チオフェン、４，４’−ビス（２−ベンゾオキサイゾリル）ビフェニル、５−メチル−２−〔２−〔４−（５−メチル−２−ベンゾオキサイゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾオキサイゾリル、２−〔２−（４−クロロフェニル）ビニル〕ナフト〔１，２−ｄ〕オキサゾール等のベンゾオキサゾール系、２，２’−（ｐ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾール等のベンゾチアゾール系、２−〔２−〔４−（２−ベンゾイミダゾリル）フェニル〕ビニル〕ベンゾイミダゾール、２−〔２−（４−カルボキシフェニル）ビニル〕ベンゾイミダゾール等のベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤や、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）マグネシウム、ビス（ベンゾ〔ｆ〕−８−キノリノール）亜鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウムオキシド、トリス（８−キノリノール）インジウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、８−キノリノールリチウム、トリス（５−クロロ−８−キノリノール）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−キノリノール）カルシウム、ポリ〔亜鉛−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリノニル）メタン〕等の８−ヒドロキシキノリン系金属錯体やジリチウムエピンドリジオン等の金属キレート化オキシノイド化合物や、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−（３−メチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（４−メチルスチリル）ベンゼン、ジスチリルベンゼン、１，４−ビス（２−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（３−エチルスチリル）ベンゼン、１，４−ビス（２−メチルスチリル）２−メチルベンゼン等のスチリルベンゼン系化合物や、２，５−ビス（４−メチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス（４−エチルスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ナフチル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス（４−メトキシスチリル）ピラジン、２，５−ビス〔２−（４−ビフェニル）ビニル〕ピラジン、２，５−ビス〔２−（１−ピレニル）ビニル〕ピラジン等のジスチルピラジン誘導体や、ナフタルイミド誘導体や、ペリレン誘導体や、オキサジアゾール誘導体や、アルダジン誘導体や、シクロペンタジエン誘導体や、スチリルアミン誘導体や、クマリン系誘導体や、芳香族ジメチリディン誘導体等が用いられる。さらに、アントラセン、サリチル酸塩、ピレン、コロネン等も用いられる。
【００５３】
また、正孔輸送層としては、正孔移動度が高く、透明で成膜性の良いものが好ましくＴＰＤの他に、ポルフィン、テトラフェニルポルフィン銅、フタロシアニン、銅フタロシアニン、チタニウムフタロシアニンオキサイド等のポリフィリン化合物や、１，１−ビス｛４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）フェニル｝シクロヘキサン、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（Ｐ−トリル）−Ｐ−フェニレンジアミン、１−（Ｎ，Ｎ−ジ−Ｐ−トリルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）−２−２’−ジメチルトリフェニルメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ、Ｎ’−ジフェニル−Ｎ、Ｎ’−ジ−ｍ−トリル−４、４’−ジアミノビフェニル、Ｎ−フェニルカルバゾ−ル等の芳香族第三級アミンや、４−ジ−Ｐ−トリルアミノスチルベン、４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）−４’−〔４−（ジ−Ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン等のスチルベン化合物や、トリアゾール誘導体や、オキサジザゾール誘導体や、イミダゾール誘導体や、ポリアリールアルカン誘導体や、ピラゾリン誘導体や、ピラゾロン誘導体や、フェニレンジアミン誘導体や、アニールアミン誘導体や、アミノ置換カルコン誘導体や、オキサゾール誘導体や、スチリルアントラセン誘導体や、フルオレノン誘導体や、ヒドラゾン誘導体や、シラザン誘導体や、ポリシラン系アニリン系共重合体や、高分子オリゴマーや、スチリルアミン化合物や、芳香族ジメチリディン系化合物や、ポリ３−メチルチオフェン等の有機材料が用いられる。また、ポリカーボネート等の高分子中に低分子の正孔輸送層用の有機材料を分散させた、高分子分散系の正孔輸送層も用いられる。
【００５４】
電子輸送層としては、１，３−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−１，３，４−オキサジアゾリル）フェニレン（ＯＸＤ−７）等のオキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体等が用いられる。
【００５５】
陰極としては、仕事関数の低い金属もしくは合金が用いられ、Ａｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｔｉ等の金属や、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｍｇ−Ｉｎ合金等のＭｇ合金や、Ａｌ−Ｌｉ合金、Ａｌ−Ｓｒ合金、Ａｌ−Ｂａ合金等のＡｌ合金等が用いられる。
【００５６】
以下に本発明の実施の形態について説明する。
【００５７】
（実施の形態）
本発明の一実施の形態における有機エレクトロルミネッセンスパネルについて述べる。図１は本発明の一実施の形態における有機エレクトロルミネッセンスパネルの要部断面図である。
【００５８】
図１において、１０は本実施の形態の有機エレクトロルミネッセンスパネルであり、１はガラス質等で形成された基板、２は基板１上に配置された陽極、３は有機層、６は陰極、７は有機エレクトロルミネッセンスパネルを多数の画素に分離し蒸着マスクが有機エレクトロルミネッセンス素子の構成層である有機層３に接触するのを防止するための画素分離部材である。なお、基板１、陽極２、有機層３、陰極６等は従来の有機エレクトロルミネッセンス素子と同様のものであるので、同一の符号を付して説明を省略する。また、これらの材料は上述したものを用いることができる。
【００５９】
ここで、図４は従来における有機エレクトロルミネッセンスパネルの要部断面図であり、図４に示されるような従来の有機エレクトロルミネッセンスパネル１ａでは画素分離部材７や蒸着時のマスク等が影になる影響により、蒸着される各層は画素内でその膜厚の分布にバラツキを持つことが多く、発光時の輝度ムラを引き起こしていた。
【００６０】
これに対して本実施の形態の有機エレクトロルミネッセンスパネル１０は、有機層３を成膜する際、蒸着装置内の雰囲気ガスの圧力等を設定して雰囲気ガスの平均自由行程を調整して画素内での各構成層における膜厚分布のバラツキ範囲を±１０％以内にしている。これにより発光の輝度ムラは低減し、高品位で高信頼性の有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供することを可能にしている。
【００６１】
図２は本発明の一実施の形態における有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造装置の構成図である。
【００６２】
図２において、８は有機エレクトロルミネッセンスパネル１０の成膜を行うための真空槽８ａを備えた有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造装置、９は基板１が保持される基板ホルダー、１０ａは基板１上に装着される蒸着マスク、１１は各構成層となる材料成分を基板１に向けて投射する蒸着源である。
【００６３】
基板１に所定の構成層を蒸着させる場合には、まず、所定の形状に加工された陽極や駆動回路さらには画素分離部材７等が形成された基板１を真空槽８ａ中の基板ホルダー９に固定する。
【００６４】
なお、ここでは蒸着源１１と基板１との最短距離がこの場合の平均自由行程より長くなるような５〜９ｃｍの範囲に設定した。
【００６５】
次に真空槽８ａを各種排気装置によって真空引きし、所定の真空度に到達した時点で蒸着源１１をヒーター等で加熱し内部の材料を蒸着する。
【００６６】
通常の成膜法では蒸着速度を上げてコンタミを防ぐ目的から真空槽内の圧力は低ければ低いほどよく、一般には１．３３×１０^−４Ｐａ（１×１０^−６Ｔｏｒｒ）以下の真空度で蒸着が行われる。そのため蒸着源から投射される蒸着材料は異方性をもって基板上に堆積し、マスク等の障害物によって膜厚が薄くなる部分が発生することがある。
【００６７】
本発明では一旦通常の真空度１．３３×１０^−４Ｐａ（１×１０^−６Ｔｏｒｒ程度）まで真空引きした後、外部から不活性ガス等を真空槽内に導入することによって真空度を低下させている。これにより平均自由行程は短くなり蒸着源１１から飛散した蒸着材料は基板１上に等方的に堆積されやすくなる。そのため蒸着された膜の均一性は高いものとなる。
【００６８】
（実施例）
まず、ガラス基板（コーニング社の７０５９）上にＩＴＯからなる透明画素電極と、画素スイッチ用のＴＦＴを形成し有機エレクトロルミネッセンスパネル用ＴＦＴアレイ基板を作製した。続いて、このアレイ基板上に画素分離部材用レジスト材（日本ゼオン製、ＤＬ１０００）をスピンコート法により塗布して厚さ２μｍのレジスト膜を形成し、マスク、露光、現像してレジスト膜を所定の形状にパターニングし画素分離部材を作製した。
【００６９】
以上のようにして作製したアレイ基板上にマスク蒸着法によって有機エレクトロルミネッセンスパネルの形成を行った。
【００７０】
まず、アレイ基板を１．３３×１０^−４Ｐａ（１×１０^−６Ｔｏｒｒ）以下の真空度まで減圧した抵抗加熱蒸着装置内にセットした。
【００７１】
次にマスフローコントローラーを介して外部よりＮ_２ガスを導入し、真空度を１．３３×１０^−１Ｐａ（１×１０^−３Ｔｏｒｒ）に調整して、真空槽８ａ内における雰囲気ガスの平均自由行程を基板１と蒸着源１１との最短距離より短い約５ｃｍにした後、透明画素電極の表面に抵抗加熱蒸着により正孔輸送層を約５０ｎｍの膜厚で形成した。
【００７２】
続いて一部分の透明画素電極部のみが露出するように蒸着マスクの位置合わせを行った後、アレイ基板と蒸着マスクとを基板密着機構によって密着させた。なお密着はＮｉ−Ｃｏからなる蒸着マスクを基板裏面より磁石にて吸着させる方法で行った。このマスクを密着させた状態で青色発光材料等を蒸着し露出した透明画素電極部上のみに青色発光層及び電子輸送層を形成した。次にこの蒸着マスクと基板とを離し、残りの透明画素電極部の一部が露出するように蒸着マスクの位置合わせを行い、同様な方法で緑色発光層及び電子輸送層を成膜し、最後に残った透明画素電極部に赤色発光層及び電子輸送層を成膜した。
【００７３】
このようにして透明画素電極部上にＲＧＢの発光層の塗り分けを行った。なお、以上の有機層の蒸着は全て０．０５ｎｍ／ｓで行い、また蒸着膜厚の均一性をより向上させるため蒸着中は基板を１０ｒｐｍで同一平面内で自転させた。
【００７４】
本実施例では真空槽中の平均自由行程を短くしているため、マスクと基板若しくは画素分離部材との間に僅かな隙間があるだけでも蒸着物は広がってしまい、隣の画素へのコンタミとなり得る。そのためマスクと基板の密着には細心の注意を払った。
【００７５】
次に、同様に抵抗加熱蒸着装置内にて、電子輸送層上部に１５ａｔ％のＬｉを含むＡｌ−Ｌｉ合金を蒸着源として、陰極を１５０ｎｍの膜厚で成膜した。なおこの時はＮ_２の導入を止め１．３３×１０^−４Ｐａ（１×１０^−６Ｔｏｒｒ）まで真空槽を真空引きして蒸着を行った。
【００７６】
このようにして作製した有機エレクトロルミネッセンスパネルの画素部断面をＡＦＭにて分析した結果、画素分離部材近傍で蒸着膜の薄膜化は全く見られず、膜厚の画素内分布のバラツキは±３％以内と非常に良好であった。この有機エレクトロルミネッセンスパネルを点灯し発光特性の評価を行ったところ、画素内での発光強度は従来に比べ均一であり画素周辺部の高輝度化等は見られなかった。さらに高電圧印加時や長時間の連続駆動においても安定した発光特性を示した。
【００７７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、有機エレクトロルミネッセンスパネルにおいて各画素での構成層膜厚の画素内分布のバラツキを±１０％以内に収めることで発光の均一性及び信頼性を向上することが可能となる。また各構成層を成膜する際の蒸着装置内の平均自由行程を、蒸着源と基板との最短距離よりも短くすることでマスク蒸着時の膜厚分布ムラを低減することができ、発光の均一性及び信頼性を向上することが可能となる。
【００７８】
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルによれば、以下の効果を有する。
【００７９】
（ａ）膜厚のバラツキを特定値以下にしているので、画素全体に均一に電流を流すことができ、これによって画素内で均一発光する高品位で信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供できる。
【００８０】
（ｂ）膜厚のバラツキが定量的に規定されて、±１０％以下のバラツキは許容されるので、製造工程に幅を持たせたり効率化させたりすることができ、生産性や経済性に優れている。
【００８１】
（ｃ）蒸着により基板上に形成される有機エレクトロルミネッセンス素子の膜厚分布を、この蒸着工程における雰囲気ガスの濃度や温度、圧力、ガスの種類、ガスの混合比率などの条件により設定することが可能であり、これによって信頼性に優れた有機エレクトロルミネッセンスパネルとすることができる。
【００８２】
請求項２に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルによれば、請求項１に記載の効果に加えて以下の効果を有する。
【００８３】
（ａ）構成層となる有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層における膜厚分布が所定範囲に規定されるので、正孔輸送層等に膜厚のバラツキが生じても、これの影響を抑制又は補完して輝度のバラツキの少ない有機エレクトロルミネッセンスパネルを提供できる。
【００８４】
請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法によれば、以下の効果を有する。
【００８５】
（ａ）各構成層を成膜する際の蒸着装置内の雰囲気ガスの平均自由行程を調整して構成層の膜厚を均一化させるので、基板に向かって投射される構成層の成分を確実に制御でき、不純物等が少なく均質な被膜を基板上に形成できる。
【００８６】
（ｂ）平均自由行程の調整が蒸着装置内の雰囲気ガスの温度や圧力等をコントロールすることにより行えるので、構成層を形成させる基板のサイズや形状、構成層の成分等に応じて、適宜、均一成膜ができる条件への設定が容易であり生産性に優れている。
【００８７】
請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法によれば、請求項３に記載の効果に加えて以下の効果を有する。
【００８８】
（ａ）平均自由行程を短くしているので、基板面における蒸着方向が等方的になりマスクシャドウ等により蒸着膜厚に偏りが発生するのを抑えることができ、画素内での均一発光性を向上させることができる。
【００８９】
請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法によれば、請求項３又は４に記載の効果に加えて、以下の効果を有する。
【００９０】
（ａ）平均自由行程の調整が、外部から蒸着装置内に導入された不活性ガスによって行われるので、膜特性に悪影響を及ぼすことなく平均自由行程を制御することができる。
【００９１】
（ｂ）不活性ガスで平均自由行程が制御されるので、蒸着源の材料の熱分解も低減することができ、発光特性に優れた有機エレクトロルミネッセンスパネルを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における有機エレクトロルミネッセンスパネルの要部断面図
【図２】本発明の一実施の形態における有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造装置の構成図
【図３】従来における有機エレクトロルミネッセンス素子の要部断面図
【図４】従来における有機エレクトロルミネッセンスパネルの要部断面図
【符号の説明】
１　基板
２　陽極
３　有機層
４　正孔輸送層
５　発光層
６　陰極
７　画素分離部材
８　有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造装置
８ａ　真空槽
９　基板ホルダー
１０ａ　蒸着マスク
１０　本実施の形態の有機エレクトロルミネッセンスパネル
１１　蒸着源[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence panel such as a dot matrix display device used for displaying various information, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Electroluminescent elements are light-emitting devices that use the electroluminescence of solid fluorescent substances. Until now, inorganic electroluminescent elements that mainly use inorganic materials as light emitters have been put to practical use, such as backlights for liquid crystal displays. Has been used for
[0003]
On the other hand, various studies have been made on an electroluminescent device using an organic material since ancient times, but since the luminous efficiency is extremely poor, no progress has been made in full-scale practical use research.
[0004]
However, in 1987 C.C. W. Tang et al. Have proposed an organic electroluminescent device having a function-separated type laminated structure in which an organic material is divided into two layers, a hole transport layer and a light emitting layer, and 1000 cd / m2 despite a low voltage of 10 V or less. ² It has been found that the above high emission luminance can be obtained [C. W. Tang and S.M. A. Vanslyke: Appl. Phys. Lett, 51 (1987) 913, etc.]. Since then, organic electroluminescent devices have suddenly attracted attention, and research on organic electroluminescent devices having a similar function-separated type stacked structure has been actively conducted. became.
[0005]
Here, a configuration of a general organic electroluminescence element will be described with reference to FIG.
[0006]
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a conventional organic electroluminescence element.
[0007]
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a substrate, 2 denotes an anode disposed on the substrate 1, 3 denotes an organic layer disposed between the positive and negative electrodes, 4 denotes a hole transport layer constituting the organic layer 3, and 5 denotes an organic layer 3. And 6 is a cathode.
[0008]
As shown in FIG. 3, the organic electroluminescent element includes an anode 2 made of a transparent conductive film such as ITO formed on a transparent or translucent substrate 1 such as glass by a sputtering method or a resistance heating evaporation method, N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-diphenyl-4,4′-diamine (hereinafter referred to as “N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,”) also formed on the anode 2 by resistance heating evaporation or the like. A hole transport layer 4 made of, for example, TPD; and an 8-hydroxyquinoline aluminum (hereinafter, Alq) formed on the hole transport layer 4 by a resistance heating evaporation method or the like. ₃ And a cathode 6 made of a metal film having a thickness of 100 nm to 300 nm formed on the light emitting layer 5 by a resistance heating evaporation method or the like.
[0009]
When a DC voltage or a DC current is applied with the anode 2 of the organic electroluminescent device having the above configuration as the positive electrode and the cathode 6 as the negative electrode, holes are injected from the anode 2 into the light emitting layer 5 via the hole transport layer 4. Then, electrons are injected from the cathode 6 into the light emitting layer 5. In the light-emitting layer 5, recombination of holes and electrons occurs, and a light-emitting phenomenon occurs when an exciton generated thereby shifts from an excited state to a ground state.
[0010]
As described above, although the organic electroluminescence element has a very simple structure, it can emit light with high luminance at a low driving voltage, and the emission color can be relatively easily changed by molecular design. And its practical use as a display device has begun.
[0011]
When an organic electroluminescence element is used as a display device, it is generally necessary to form a so-called dot matrix panel in which an anode and a cathode are arranged in a direction crossing each other. The driving method of the dot matrix panel includes, for example, an active matrix method (hereinafter referred to as an AM method) in which TFTs are arranged for each pixel and each pixel is individually controlled as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-139286. And a passive matrix system (hereinafter, referred to as a PM system) in which TFTs are not used and line-by-line driving is performed line by line, and both types are being developed. However, regardless of the method, it is necessary to uniformly form an organic film on each pixel, and as a film forming method, a method of separately coating each constituent material on a substrate directly by ink jet, screen printing, or a stamp method, Various methods have been proposed, such as a method of evaporating each constituent material on a substrate via an evaporation mask. Among them, the vapor deposition method most widely introduced is used for forming a film of a low molecular weight material.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional organic electroluminescent panel including the organic electroluminescent element and the method of manufacturing the same have the following problems.
[0013]
(1) The organic electroluminescence element is a current injection type device, and its light emission luminance is almost proportional to the amount of injected current. Therefore, the light emission luminance is large depending on not only the applied voltage but also the element configuration, film thickness, and the like. Change. For example, if the layer thickness is uneven even within the same pixel, more current may flow in the thinner portion and the emission luminance may increase, and this variation in luminance may cause a reduction in display performance. was there.
[0014]
(2) When the material of the constituent layer is deposited on the substrate through the mask, the deposition mask itself is as thick as several tens of μm, and therefore, as shown in FIG. This is problematic in that it is easy to cause cracks and uneven portions of the film thickness occur.
[0015]
(3) When the film thickness is extremely small at the end of the pixel, the anode and the cathode may be short-circuited, which may cause a significant display defect.
[0016]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an organic electroluminescence panel having a uniform film thickness distribution within a pixel and a small variation in luminance. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a highly reliable organic electroluminescent panel.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The organic electroluminescence panel of the present invention can improve the uniformity of light emission and the reliability by reducing the variation in the distribution of the thickness of the constituent layer in each pixel within the pixel. In addition, the average free path in the vapor deposition apparatus when forming each constituent layer is shorter than the shortest distance between the vapor deposition source and the substrate, thereby reducing unevenness in film thickness distribution during mask vapor deposition and uniformity of light emission and Improve reliability.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The organic electroluminescence panel of the present invention is an organic electroluminescence panel in which a pixel group is formed on a substrate by an organic electroluminescence element having an anode for injecting holes, a light emitting layer having a light emitting region, and a cathode for injecting electrons. In a luminescence panel, it is possible to provide an organic electroluminescence panel in which a current flows uniformly throughout the pixel by reducing the variation in the film thickness distribution of each constituent layer in the pixel, thereby uniformly emitting light in the pixel. Become.
[0019]
2. The organic electroluminescence panel according to claim 1, wherein the pixel group including the constituent layers of the organic electroluminescent element is arranged on a substrate, and the variation in the film thickness distribution of the constituent layers in the pixels is an average film. It is configured to be within ± 10% of the thickness.
[0020]
This configuration has the following operation.
[0021]
(A) Since the variation in the film thickness is equal to or less than a specific value, a current can be uniformly applied to the entire pixel, thereby providing a high-quality and highly reliable organic electroluminescent panel that emits light uniformly in the pixel. .
[0022]
(B) Variations in film thickness are quantitatively defined, and a variation of ± 10% or less is allowed, so that the manufacturing process can have a wide range and efficiency can be improved, and productivity and economic efficiency can be reduced. Are better.
[0023]
(C) The film thickness distribution of the organic electroluminescence element formed on the substrate by vapor deposition can be set according to conditions such as the concentration, temperature, pressure, type of gas, and gas mixture ratio of the atmospheric gas in this vapor deposition step. This makes it possible to make the thickness of the constituent layers uniform, thereby providing an organic electroluminescent panel having excellent reliability.
[0024]
The thickness distribution of the constituent layers can be measured by, for example, an ellipsometer, an AFM, or a microscope observation of the cross section of the organic electroluminescence panel.
[0025]
Here, the variation in the film thickness distribution will be described. The film formed in the pixel portion usually has a certain film thickness distribution, and generally becomes thinner at the pixel end. The variation indicates how much the maximum film thickness and the minimum film thickness deviate from the average value of the film thickness in the pixel. The smaller the variation, the more uniform the film thickness. It is preferable that the variation in the film thickness distribution be ± 10% or less, preferably ± 8% or less of the average film thickness. Although this depends on the panel area, the number of pixels, the pixel area, etc., as the variation becomes larger than ± 8%, the variation in the luminance of the panel surface visually recognized tends to be conspicuous, and exceeds ± 10%. This is because this tendency becomes more remarkable.
[0026]
An organic electroluminescence panel according to a second aspect is configured such that, in the first aspect, the constituent layer is a light emitting layer of the organic electroluminescence element.
[0027]
This configuration has the following operation in addition to the operation of the first aspect.
[0028]
(A) Since the film thickness distribution in the light emitting layer of the organic electroluminescence element serving as a constituent layer is defined within a predetermined range, even if a film thickness variation occurs in the hole transport layer or the like, the influence of the variation is suppressed or complemented. Thus, an organic electroluminescence panel with less variation in luminance can be provided.
[0029]
Here, as the light emitting layer, those having fluorescence or phosphorescence characteristics in the visible region and having good film-forming properties are preferable. For example, benzoxazole-based, benzothiazole-based, benzimidazole-based fluorescent whitening agents, hydroxyquinoline Metal complexes, metal chelated oxinoid compounds, styrylbenzene compounds, distilpyrazine derivatives, naphthalimide derivatives, perylene derivatives, oxadiazole derivatives, aldazine derivatives, cyclopentadiene derivatives, styrylamine derivatives, coumarin derivatives, aromatic dimethylidins Derivatives and the like are used.
[0030]
The method of manufacturing an organic electroluminescent panel according to claim 3 is a method of manufacturing an organic electroluminescent panel in which a pixel group including a constituent layer of an organic electroluminescent element is arranged on a substrate, wherein the constituent layer is formed. The average free path of the atmosphere gas in the vapor deposition device is adjusted to uniformly vapor-deposit the constituent layers.
[0031]
This configuration has the following operation.
[0032]
(A) When forming each of the constituent layers, the average free path of the atmospheric gas in the vapor deposition apparatus can be adjusted to make the thickness of the constituent layers uniform. The components can be controlled with certainty, and a uniform film with few impurities can be formed on the substrate.
[0033]
(B) Since the mean free path can be adjusted by controlling the temperature and pressure of the atmosphere gas in the vapor deposition apparatus, the size and shape of the substrate on which the constituent layer is formed, the components of the constituent layer, and the like may be appropriately adjusted. It is easy to set the conditions that can form a uniform film and is excellent in productivity.
[0034]
Here, the mean free path of the atmosphere gas means an average distance over which particles such as molecules in the atmosphere gas can move freely without colliding with other particles. The value of the mean free path varies for each particle and shows a certain statistical distribution, and the value can be adjusted by temperature, pressure and the like.
[0035]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing an organic electroluminescent panel according to the third aspect, wherein the average free path of the atmosphere gas is set to the shortest distance between the deposition source that projects the constituents of the constituent layers toward the substrate and the substrate. It is configured to be shorter than the distance.
[0036]
This configuration has the following operation in addition to the operation of the third aspect.
[0037]
(A) Since the mean free path is shortened, the deposition direction on the substrate surface is isotropic, and it is possible to suppress the occurrence of unevenness in the deposition thickness due to a mask shadow or the like. Can be improved.
[0038]
Here, as the mean free path in the vapor deposition apparatus is smaller than the shortest distance between the vapor deposition source and the substrate, the uniformity of film formation is improved, but in consideration of the film deposition rate, the vapor deposition temperature, material utilization efficiency, and the like. It is desirable that the mean free path is about 1/2 to 1/5 of the shortest distance between the evaporation source and the substrate. This depends on the type of the atmospheric gas to be applied, the size of the pixel, the deposition pattern, and the like. However, when the mean free path of the atmospheric gas is smaller than 1/5, the film forming rate tends to decrease and productivity tends to deteriorate. Conversely, if the ratio exceeds ２, the tendency of the uniformity of the constituent layers formed by vapor deposition to be lowered becomes conspicuous.
[0039]
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an organic electroluminescent panel according to the third or fourth aspect, the adjustment of the mean free path includes controlling the pressure and temperature of the inert gas introduced into the vapor deposition apparatus. It is configured to be performed.
[0040]
With this configuration, the following operation is obtained in addition to the operation of the third or fourth aspect.
[0041]
(A) Since the mean free path is adjusted by an inert gas introduced into the vapor deposition apparatus from the outside, the mean free path can be controlled without adversely affecting the film characteristics.
[0042]
(B) Since the mean free path is controlled by the pressure and temperature of the inert gas, the thermal decomposition of the material of the evaporation source can be reduced, and an organic electroluminescent panel having excellent light emission characteristics can be manufactured.
[0043]
Here, as the inert gas, nitrogen, argon, neon, or a mixed gas thereof can be used.
[0044]
Hereinafter, the organic electroluminescent panel of the present invention will be described.
[0045]
The substrate used for the organic electroluminescence panel of the present invention is not particularly limited as long as it has mechanical and thermal strength and is transparent or translucent.
[0046]
As the substrate, for example, a glass substrate, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyethersulfone, polyvinyl fluoride, polypropylene, polyethylene, polyacrylate, amorphous polyolefin, high transparency in the visible light region such as a fluororesin, etc. Materials may be used, and a flexible substrate having flexibility in which these materials are formed into a film may be used.
[0047]
Depending on the application, a material that transmits only a specific wavelength, a material that converts light into a specific wavelength having a light-light conversion function, and the like may be used. The substrate is preferably insulative, but not particularly limited, and may have conductivity depending on the range in which the driving of the organic electroluminescent display element is not hindered or depending on the application. In the present invention, the definition of “transparent” or “translucent” indicates a degree of transparency that does not hinder the visual recognition of light emission by the organic electroluminescent display element.
[0048]
Further, when fabricating an AM panel, it is necessary to form a TFT portion on these substrates.
[0049]
The pixel separating member can be any material as long as the material used is easy to pattern, has mechanical and thermal strength, and has low moisture absorption and low moisture permeability. Various materials such as a system are used.
[0050]
As an anode of the organic electroluminescence element (display element), ITO, ATO (Sb-doped SnO ₂ ), AZO (ZnO doped with Al) or the like.
[0051]
The organic layer has a single-layer structure of only a light-emitting layer, a two-layer structure of a hole-transport layer and a light-emitting layer, a two-layer structure of a light-emitting layer and an electron-transport layer, and a three-layer structure of a hole transport layer, a light-emitting layer, and an electron-transport layer. Any structure of a layer structure may be used. However, in the case of this two-layer structure or three-layer structure, the hole transport layer and the anode or the electron transport layer and the cathode are stacked so as to be in contact with each other.
[0052]
The light emitting layer preferably has a fluorescent or phosphorescent property in the visible region and has a good film-forming property. ₃ And Be-benzoquinolinol (BeBq ₂ ), 2,5-bis (5,7-di-tert-pentyl-2-benzoxazolyl) -1,3,4-thiadiazole, 4,4'-bis (5,7-bentyl-) 2-benzoxazolyl) stilbene, 4,4'-bis [5,7-di- (2-methyl-2-butyl) -2-benzoxazolyl] stilbene, 2,5-bis (5,7 -Di-t-ventyl-2-benzoxazolyl) thiofin, 2,5-bis ([5-α, α-dimethylbenzyl] -2-benzoxazolyl) thiophene, 2,5-bis [5 7-di- (2-methyl-2-butyl) -2-benzoxazolyl] -3,4-diphenylthiophene, 2,5-bis (5-methyl-2-benzooxazolyl) thiophene, 4, 4'-bis (2-benzoxazolyl) biphenyl, 5-methyl-2- [2 Benzoxazoles such as-[4- (5-methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl] benzoxazolyl and 2- [2- (4-chlorophenyl) vinyl] naphtho [1,2-d] oxazole Benzothiazole such as 2,2 ′-(p-phenylenedivinylene) -bisbenzothiazole, 2- [2- [4- (2-benzimidazolyl) phenyl] vinyl] benzimidazole, 2- [2- ( 4-carboxyphenyl) vinyl] benzimidazole-based fluorescent brighteners such as benzimidazole, tris (8-quinolinol) aluminum, bis (8-quinolinol) magnesium, bis (benzo [f] -8-quinolinol) zinc , Bis (2-methyl-8-quinolinolate) aluminum oxide, tris (8-quinolinol) indi , Tris (5-methyl-8-quinolinol) aluminum, 8-quinolinollithium, tris (5-chloro-8-quinolinol) gallium, bis (5-chloro-8-quinolinol) calcium, poly [zinc-bis (8 -Hydroxy-5-quinolinonyl) methane], metal chelated oxinoid compounds such as dilithium epindridione, 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene, 1,4 -(3-methylstyryl) benzene, 1,4-bis (4-methylstyryl) benzene, distyrylbenzene, 1,4-bis (2-ethylstyryl) benzene, 1,4-bis (3-ethylstyryl) Styrylbenzene compounds such as benzene and 1,4-bis (2-methylstyryl) 2-methylbenzene; 5-bis (4-methylstyryl) pyrazine, 2,5-bis (4-ethylstyryl) pyrazine, 2,5-bis [2- (1-naphthyl) vinyl] pyrazine, 2,5-bis (4-methoxy Distilpyrazine derivatives such as styryl) pyrazine, 2,5-bis [2- (4-biphenyl) vinyl] pyrazine, 2,5-bis [2- (1-pyrenyl) vinyl] pyrazine, naphthalimide derivatives, Perylene derivatives, oxadiazole derivatives, aldazine derivatives, cyclopentadiene derivatives, styrylamine derivatives, coumarin derivatives, aromatic dimethylidin derivatives, and the like are used. Further, anthracene, salicylate, pyrene, coronene and the like are also used.
[0053]
Further, as the hole transporting layer, those having high hole mobility, high transparency and good film-forming property are preferable, and in addition to TPD, porphyrin compounds such as porphine, tetraphenylporphine copper, phthalocyanine, copper phthalocyanine, titanium phthalocyanine oxide and the like. And 1,1-bis {4- (di-P-tolylamino) phenyl} cyclohexane, 4,4 ′, 4 ″ -trimethyltriphenylamine, N, N, N ′, N′-tetrakis (P-tolyl ) -P-phenylenediamine, 1- (N, N-di-P-tolylamino) naphthalene, 4,4′-bis (dimethylamino) -2-2-2′-dimethyltriphenylmethane, N, N, N ′, N'-tetraphenyl-4,4'-diaminobiphenyl, N, N'-diphenyl-N, N'-di-m-tolyl-4,4'-diaminobiphenyl, N-phenyl Aromatic tertiary amines such as rucarbazole, 4-di-P-tolylaminostilbene, 4- (di-P-tolylamino) -4 '-[4- (di-P-tolylamino) styryl] stilbene, etc. Stilbene compounds, triazole derivatives, oxazizazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, annealamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, oxazole derivatives, , Styryl anthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, silazane derivatives, polysilane-based aniline-based copolymers, polymer oligomers, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin-based compounds, poly-3-methylthiophene, etc. For organic materials You can. A polymer-dispersed hole transport layer in which a low molecular weight organic material for a hole transport layer is dispersed in a polymer such as polycarbonate is also used.
[0054]
Examples of the electron transporting layer include oxadiazole derivatives such as 1,3-bis (4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazolyl) phenylene (OXD-7), anthraquinodimethane derivatives, diphenylquinone derivatives, and the like. Is used.
[0055]
As the cathode, a metal or alloy having a low work function is used, such as a metal such as Al, In, Mg, and Ti; a Mg alloy such as an Mg-Ag alloy and a Mg-In alloy; an Al-Li alloy; and an Al-Sr. An alloy or an Al alloy such as an Al—Ba alloy is used.
[0056]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0057]
(Embodiment)
An organic electroluminescent panel according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view of a main part of an organic electroluminescence panel according to an embodiment of the present invention.
[0058]
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an organic electroluminescence panel of the present embodiment, 1 denotes a substrate formed of glass or the like, 2 denotes an anode disposed on the substrate 1, 3 denotes an organic layer, 6 denotes a cathode, 7 denotes a cathode, Is a pixel separating member for separating the organic electroluminescent panel into a number of pixels and preventing the deposition mask from contacting the organic layer 3 which is a constituent layer of the organic electroluminescent element. Since the substrate 1, the anode 2, the organic layer 3, the cathode 6, and the like are the same as those of the conventional organic electroluminescence element, the same reference numerals are given and the description is omitted. In addition, those materials described above can be used.
[0059]
Here, FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a conventional organic electroluminescent panel. In the conventional organic electroluminescent panel 1a as shown in FIG. As a result, each layer to be vapor-deposited often has a variation in the film thickness distribution within the pixel, causing luminance unevenness during light emission.
[0060]
On the other hand, the organic electroluminescence panel 10 according to the present embodiment, when forming the organic layer 3, adjusts the mean free path of the atmospheric gas by setting the pressure of the atmospheric gas in the vapor deposition apparatus and the like, and adjusts the average free path of the atmospheric gas. The variation range of the film thickness distribution in each of the constituent layers is set within ± 10%. As a result, unevenness in luminance of light emission is reduced, and it is possible to provide a high-quality and highly reliable organic electroluminescent panel.
[0061]
FIG. 2 is a configuration diagram of an apparatus for manufacturing an organic electroluminescence panel according to an embodiment of the present invention.
[0062]
In FIG. 2, reference numeral 8 denotes an organic electroluminescence panel manufacturing apparatus provided with a vacuum chamber 8a for forming a film of the organic electroluminescence panel 10, reference numeral 9 denotes a substrate holder for holding the substrate 1, and reference numeral 10a denotes a mounting on the substrate 1. The deposition mask 11 is a deposition source for projecting a material component to be each constituent layer toward the substrate 1.
[0063]
When depositing a predetermined constituent layer on the substrate 1, first, the substrate 1 on which the anode and the drive circuit further processed into the predetermined shape and the pixel separating member 7 are formed is placed on the substrate holder 9 in the vacuum chamber 8 a. Fix it.
[0064]
Here, the range was set to 5 to 9 cm so that the shortest distance between the evaporation source 11 and the substrate 1 was longer than the mean free path in this case.
[0065]
Next, the vacuum chamber 8a is evacuated by various exhausting devices, and when a predetermined degree of vacuum is reached, the evaporation source 11 is heated by a heater or the like to evaporate the material inside.
[0066]
In a normal film forming method, the lower the pressure in the vacuum chamber is, the better the pressure is in order to increase the deposition rate and prevent contamination. ^-4 Pa (1 × 10 ^-6 The deposition is performed at a degree of vacuum of Torr or less. Therefore, the deposition material projected from the deposition source is deposited on the substrate with anisotropy, and there may be a portion where the film thickness becomes thin due to an obstacle such as a mask.
[0067]
In the present invention, a normal vacuum degree of 1.33 × 10 ^-4 Pa (1 × 10 ^-6 After evacuation to about Torr), the degree of vacuum is reduced by introducing an inert gas or the like into the vacuum chamber from the outside. As a result, the mean free path is shortened, and the evaporation material scattered from the evaporation source 11 is easily deposited on the substrate 1 isotropically. Therefore, the uniformity of the deposited film is high.
[0068]
(Example)
First, a transparent pixel electrode made of ITO and a TFT for a pixel switch were formed on a glass substrate (7059 by Corning) to prepare a TFT array substrate for an organic electroluminescence panel. Subsequently, a resist material for a pixel separating member (DL1000, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied on the array substrate by a spin coat method to form a resist film having a thickness of 2 μm. To form a pixel separating member.
[0069]
An organic electroluminescence panel was formed on the array substrate manufactured as described above by a mask evaporation method.
[0070]
First, the array substrate was set to 1.33 × 10 ^-4 Pa (1 × 10 ^-6 The pressure was reduced to a degree of vacuum of not more than Torr) and set in a resistance heating evaporation apparatus.
[0071]
Next, N is input from outside via the mass flow controller. ₂ Gas was introduced and the degree of vacuum was 1.33 × 10 ^-1 Pa (1 × 10 ^-3 (Torr), the mean free path of the atmospheric gas in the vacuum chamber 8a is set to about 5 cm, which is shorter than the shortest distance between the substrate 1 and the evaporation source 11, and then the hole transport is performed on the surface of the transparent pixel electrode by resistance heating evaporation. The layer was formed with a thickness of about 50 nm.
[0072]
Subsequently, the position of the vapor deposition mask was adjusted so that only a part of the transparent pixel electrode portion was exposed, and then the array substrate and the vapor deposition mask were brought into close contact with each other by a substrate contact mechanism. The adhesion was performed by a method in which a deposition mask made of Ni-Co was attracted from the back surface of the substrate by a magnet. A blue light-emitting material and the like were vapor-deposited in a state in which the mask was adhered to form a blue light-emitting layer and an electron transport layer only on the exposed transparent pixel electrode portion. Next, the deposition mask is separated from the substrate, the deposition mask is aligned so that a part of the remaining transparent pixel electrode portion is exposed, and a green light emitting layer and an electron transport layer are formed in the same manner. A red light emitting layer and an electron transport layer were formed on the remaining transparent pixel electrode portion.
[0073]
Thus, the light emitting layers of RGB were separately applied on the transparent pixel electrode portion. The above organic layers were all deposited at 0.05 nm / s, and the substrate was rotated at 10 rpm in the same plane during the deposition in order to further improve the uniformity of the deposited film thickness.
[0074]
In this embodiment, since the mean free path in the vacuum chamber is shortened, even if there is only a slight gap between the mask and the substrate or the pixel separating member, the deposited material spreads, and becomes a contamination to the next pixel. obtain. Therefore, close attention was paid to the close contact between the mask and the substrate.
[0075]
Next, similarly, in a resistance heating vapor deposition apparatus, a cathode was formed to a thickness of 150 nm on the electron transport layer using an Al-Li alloy containing 15 at% Li as a vapor deposition source. In this case, N ₂ 1.33 × 10 ^-4 Pa (1 × 10 ^-6 (Torr), the vacuum chamber was evacuated to perform vapor deposition.
[0076]
As a result of analyzing the cross section of the pixel portion of the organic electroluminescence panel manufactured in this manner by AFM, no thinning of the deposited film was observed at all near the pixel separating member, and the variation in the distribution of the film thickness within the pixel was ± 3%. Within and very good. When the organic electroluminescent panel was turned on and the light emission characteristics were evaluated, the light emission intensity within the pixel was more uniform than before, and no increase in brightness around the pixel was observed. Furthermore, stable light emission characteristics were exhibited even when a high voltage was applied or continuous driving for a long time.
[0077]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the uniformity and reliability of light emission are improved by keeping the variation in the distribution of the constituent layer thickness in each pixel within the pixel within ± 10% in the organic electroluminescence panel. Becomes possible. Also, by making the mean free path in the vapor deposition apparatus when forming each constituent layer shorter than the shortest distance between the vapor deposition source and the substrate, it is possible to reduce the film thickness distribution unevenness at the time of mask vapor deposition. It is possible to improve uniformity and reliability.
[0078]
According to the organic electroluminescent panel of the first aspect, the following effects are obtained.
[0079]
(A) Since the variation in the film thickness is equal to or less than a specific value, a current can be uniformly applied to the entire pixel, thereby providing a high-quality and highly reliable organic electroluminescent panel that emits light uniformly in the pixel. .
[0080]
(B) Variations in film thickness are quantitatively defined, and a variation of ± 10% or less is allowed, so that the manufacturing process can have a wide range and efficiency can be improved, and productivity and economic efficiency can be reduced. Are better.
[0081]
(C) The film thickness distribution of the organic electroluminescence element formed on the substrate by vapor deposition can be set according to conditions such as the concentration, temperature, pressure, type of gas, and gas mixture ratio of the atmospheric gas in this vapor deposition step. It is possible to provide an organic electroluminescent panel having excellent reliability.
[0082]
According to the organic electroluminescent panel of the second aspect, the following effect is obtained in addition to the effect of the first aspect.
[0083]
(A) Since the film thickness distribution in the light emitting layer of the organic electroluminescence element serving as a constituent layer is defined within a predetermined range, even if a film thickness variation occurs in the hole transport layer or the like, the influence of the variation is suppressed or complemented. Thus, an organic electroluminescence panel with less variation in luminance can be provided.
[0084]
According to the method for manufacturing an organic electroluminescence panel according to the third aspect, the following effects are obtained.
[0085]
(A) Since the average free path of the atmospheric gas in the vapor deposition device when forming each constituent layer is adjusted and the film thickness of the constituent layer is made uniform, the components of the constituent layer projected toward the substrate can be reliably formed. And a uniform film with few impurities can be formed on the substrate.
[0086]
(B) Since the mean free path can be adjusted by controlling the temperature and pressure of the atmosphere gas in the vapor deposition apparatus, the size and shape of the substrate on which the constituent layer is formed, the components of the constituent layer, and the like may be appropriately adjusted. It is easy to set the conditions that can form a uniform film and is excellent in productivity.
[0087]
According to the method for manufacturing an organic electroluminescent panel according to the fourth aspect, the following effect is obtained in addition to the effect according to the third aspect.
[0088]
(A) Since the mean free path is shortened, the deposition direction on the substrate surface is isotropic, and it is possible to suppress the occurrence of unevenness in the deposition thickness due to a mask shadow or the like. Can be improved.
[0089]
According to the method of manufacturing an organic electroluminescent panel according to the fifth aspect, the following effect is obtained in addition to the effect described in the third or fourth aspect.
[0090]
(A) Since the mean free path is adjusted by an inert gas introduced into the vapor deposition apparatus from the outside, the mean free path can be controlled without adversely affecting the film characteristics.
[0091]
(B) Since the mean free path is controlled by the inert gas, the thermal decomposition of the material of the evaporation source can be reduced, and an organic electroluminescent panel having excellent light emission characteristics can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an organic electroluminescence panel according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of an organic electroluminescence panel manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of a conventional organic electroluminescence element.
FIG. 4 is a sectional view of a main part of a conventional organic electroluminescence panel.
[Explanation of symbols]
1 substrate
2 Anode
3 Organic layer
4 Hole transport layer
5 Light-emitting layer
6 Cathode
7 Pixel separation member
8 Organic Electroluminescence Panel Manufacturing Equipment
8a Vacuum chamber
9 Substrate holder
10a evaporation mask
10. Organic electroluminescent panel of the present embodiment
11 evaporation source

Claims

In an organic electroluminescence panel in which a pixel group including constituent layers of an organic electroluminescence element is arranged on a substrate, it is determined that a variation in a thickness distribution of the constituent layer in the pixel is within ± 10% of an average film thickness. Organic electroluminescent panel featuring.

The organic electroluminescence panel according to claim 1, wherein the constituent layer is a light emitting layer of an organic electroluminescence element.

A method for manufacturing an organic electroluminescent panel in which a pixel group including constituent layers of an organic electroluminescent element is arranged on a substrate, wherein the mean free path of an atmospheric gas in a vapor deposition apparatus for forming the constituent layers is adjusted. And a method of manufacturing an organic electroluminescent panel, wherein the constituent layers are uniformly deposited.

The organic electroluminescence panel according to claim 3, wherein the mean free path of the atmosphere gas is shorter than a shortest distance between the deposition source that projects the components of the constituent layers toward the substrate and the substrate. Manufacturing method.

The method according to claim 3, wherein the adjustment of the mean free path is performed by controlling a pressure, a temperature, and the like of an inert gas introduced into the vapor deposition apparatus.