JP2004241153A

JP2004241153A - Manufacturing method of functional element

Info

Publication number: JP2004241153A
Application number: JP2003026305A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Okada; 裕之岡田; Masanori Oe; 政憲大榮; Ryuichi Sato; 竜一佐藤; Shigeki Naka; 茂樹中; Hiroyoshi Mekawa; 博義女川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2004-08-26

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a functional element in which distinguishing by different colors or the like is possible and a pattern of a large area can be formed at a low cost. <P>SOLUTION: This is a manufacturing method of a functional element in which an organic film is formed by coating an organic material using a coating equipment having a contact part for coating a coating solution by making it move relatively on a photo substrate while contacting with the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント（以下、有機ＥＬと略すことがある）素子等に用いることが可能な、濃淡を有する有機薄膜の形成や、有機薄膜の塗り分け等を容易に行うことが可能な、機能性素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子等の機能性素子の製造に用いられる簡便な有機薄膜のパターニング法としては、マスク蒸着法、スクリーン印刷法、スタンプ法、マスク色素拡散法、インクジェットプリント法、マイクログラビア法などが報告されている。
【０００３】
マスク蒸着法は、マスクを用いて蒸着を行い、パターンを形成する方法であり、例えば有機ＥＬ素子の製造において、陰極材料の形成に主に使用されている。このマスク蒸着法におけるパターン精度は、数十μｍ程度で位置合わせが可能である。しかしながら、例えば１ｍ^２程度の大面積のパターン形成を行う場合には、マスクの自重、マスクの張りの均一性、マスク−基板間の密着性などの面から、実現が難しいとの問題があった。
【０００４】
また、例えばスクリーン印刷法による有機ＥＬ素子の有機薄膜の形成については、非特許文献１に、４，８００ｃｄ／ｍ^２の輝度を有する有機薄膜の例が報告されており、発光自身も実用化に足る方法といえ、１０μｍ程度の微細パターンから大面積に対応可能な方法である。しかしながら、印刷用マスクとなる版が必要であるという欠点がある。
【０００５】
スタンプ法とは、吸着イオン二重層をスタンプする方法であり、例えば有機ＥＬ素子の有機薄膜の形成については、パターンイメージの発光の例が報告されている（非特許文献２参照）。本方法については、スタンプのパターン作製が必要であり、かつイオンの導入に関しては、高分子中のイオンにより有機ＥＬ素子が不安定化すると言う報告もあることから、実用化が困難である。
【０００６】
マスク色素拡散法とは、シャドーマスクを用いて色素を拡散させる方法であるが、耐熱性のマスクを必要とし、大面積の層を形成する際には、マスク蒸着法と同様の問題点があるといえる（例えば、非特許文献３参照）。
【０００７】
また、インクジェット法による有機ＥＬ素子の有機薄膜の形成については、インクジェット法によるパターン形成とスピンコートを組み合わせたハイブリッドインクジェット法（例えば、非特許文献４参照）や、発光、正孔輸送、電子輸送材料を混合した単層の印刷でデバイス作製が可能な直接インクジェット法の検討などが報告されている。これらのインクジェット法では、２０μｍ程度の高精細な印刷も報告されており、材料を必要部に塗り分け出来るため、高価な有機材料の使用量も最小とできる（例えば、非特許文献５参照）。またプリンター自身では１０ｍ^２程度の大面積にも充分対応可能であることから、精細部を塗り分ける小面積からから大面積に渡るディスプレイ作製法として用いられている。しかしながら、印刷に時間がかかり、またドット周辺で膜厚が高くなることや、さらに連続膜形成が困難である等の問題があった。
【０００８】
マイクログラビア法については、基本的に、印刷で多用されているロール−ツウ−ロール方式であるため、大面積で高速な製造が可能であり、例えば有機ＥＬ素子に用いた場合においても、充分実用的な輝度が得られることが報告されている（非特許文献５）。しかしながら、パターンの塗り分けが困難であり、インクの使用量が多い等の問題があった。
【０００９】
また、上記のいずれの方法においても、膜厚の差による濃淡を形成するという有機薄膜の成膜は難しく、例えば有機ＥＬ素子においていわゆる絵画やポスター等のような明暗を有する表示を行う有機ＥＬ層の形成が困難であるという問題があった。
【００１０】
【非特許文献１】
森、応用物理学会欧文誌レター、第３９巻、９４２頁、２０００年
【非特許文献２】
Ｎｕｅｓｃｈ、ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｉｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒ、第７５巻、１７９９頁、１９９９年
【非特許文献３】
Ｐｓｃｈｅｎｉｔｚｋａ，Ｓｔｒｕｍ，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｉｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒ、第７４巻、１９１３頁、１９９９年
【非特許文献４】
Ｂｈａｒａｔｈａｎ，Ｙａｎｇ，ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｉｓｉｃｓｌｅｔｔｅｒ第７２巻、２６６０頁、１９９８年
【非特許文献４】
吉森ら，第１８回国際ディスプレイ研究会議（アジアディスプレイ’９８）アブストラクト、２１３頁、１９９８年
【非特許文献５】
甲斐ら，第１８回応用物理学関係連合講演会、２９ｐ−ＺＮ−１１、２００１年
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、機能性素子の製造に際して、塗りわけ等が可能であり、かつ安価に大面積のパターンが形成可能な機能性素子の製造方法を提供することが望まれている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載するように、基板上に、上記基板と接触した状態で相対的に移動させることにより塗布液を塗布する接触部を有する塗布用機器を用いて有機材料を塗布することにより、有機薄膜を形成することを特徴とする機能性素子の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明によれば、上記接触部を有する塗布用機器を用いることにより、マスク等を用いることなく、目的とする部分のみに、有機材料を塗布することが可能となる。また、特別な装置やマスク等を用いないことから、基板の大きさに左右されず、大面積の基板にも本発明の製造方法を用いることが可能であり、様々な機能性素子を製造することができる。
【００１４】
また、上記請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載するように、上記接触部が、刷毛、ローラー、芯材、球状の回転部のいずれかであることが好ましい。このような接触部が、有機材料を塗布することが可能だからである。
【００１５】
上記請求項１または請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載するように、上記塗布用機器が塗布液供給部を有するものであってもよい。これにより、より効率的に有機材料を塗布することができ、効率よく機能性素子の製造を行うことができるからである。
【００１６】
また、本発明は請求項４に記載するように、上記請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の機能性素子の製造方法において、上記基板は、基材と、上記基材上に形成された第１電極層とを有するものであり、上記有機薄膜は、有機エレクトロルミネッセント層であり、さらに上記有機エレクトロルミネッセント層上に第２電極層を形成する工程を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法を提供する。
【００１７】
本発明によれば、有機ＥＬ層を、上記塗布用機器を用いて形成することにより、マスク等を用いることなく、目的とする部分のみに、有機材料を塗布することが可能となり、例えば発光の性質を有する層の塗りわけ等を容易に行うことが可能となる。また、大面積の基板であっても、有機ＥＬ層を安価に効率よく形成することが可能である。
【００１８】
上記請求項４に記載の発明においては、請求項５に記載するように、上記有機エレクトロルミネッセント層が発光の性質を有する材料を含有する層であることが好ましい。これにより、均一な表示を行う有機ＥＬ素子の形成や、例えば絵画やポスター等のような明暗を有する表示を行う有機ＥＬ素子等の形成等を容易に行うことができるからである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、機能性素子の製造方法およびその機能性素子の製造方法を用いた有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。以下、これらについてわけて説明する。
【００２０】
Ａ．機能性素子の製造方法
まず、本発明における機能性素子の製造方法について説明する。本発明の機能性素子の製造方法は、基板上に、上記基板と接触した状態で相対的に移動させることにより塗布液を塗布する接触部を有する塗布用機器を用いて有機材料を塗布することにより、有機薄膜を形成することを特徴とする方法である。
【００２１】
本発明は、例えば図１に示すように、基板１上に、接触部２（図においては刷毛）を有する塗布用機器３を用いて、有機材料を塗布し、有機薄膜４を塗布する方法である。
【００２２】
本発明においては、この接触部を有する塗布用機器を用いることにより、マスク等を用いることなく、有機材料を目的とする塗布部のみに塗布することができる。また特別な装置やマスクを必要としないことから、大面積の基板についても、有機薄膜を形成することが可能であり、さらに高濃度の有機材料であっても、ノズルづまりや版づまり等がないことから、安価に効率よく様々な種類の機能性素子を製造することが可能となるのである。
【００２３】
このような、本発明の機能性素子の製造方法における各構成について、以下説明する。
【００２４】
１．塗布用機器
まず、本発明の機能性素子の製造方法に用いられる塗布用機器について説明する。本発明の機能性素子の製造方法に用いられる塗布用機器は、基板と接触した状態で相対的に移動させることにより塗布液を塗布する接触部を有するものであり、有機材料を塗布することが可能な上記接触部を有するものであれば、特に限定されるものではない。本発明において、塗布液である有機材料の供給方法は、例えば接触部を塗布液に浸漬して、接触部表面に保持させる方法であってもよいが、上記塗布用機器が、例えば図１に示すように、塗布液を供給するために、塗布液タンク６や塗布液緩衝部７等を有する塗布液供給部５を有するものであることが好ましい。これにより、より効率的に接触部に溶液を供給することができ、機能性素子を製造効率よく製造することが可能となるからである。以下、このような接触部および溶液供給部について説明する。
【００２５】
（接触部）
まず、本発明の塗布用機器に用いられる接触部について説明する。本発明の塗布用機器に用いられる接触部は、基板と接触した状態で相対的に移動させることにより塗布液を塗布することが可能なものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、刷毛、ローラー、芯材、球状の回転部等を挙げることができる。本発明に用いられる刷毛とは、一旦刷毛に塗布液が保持され、基板と接触させることにより、塗布液が徐々に基板上に塗布されるものであれば、その材料等は特に限定されるものではなく、一般的に刷毛として用いられているものを用いることが可能である。また、本発明に用いられるローラーとは、一旦、ローラーの表面に塗布液が保持され、その後基板に接触することにより、塗布液が転写されるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば一般的な塗料の塗布等に用いられるものを用いることが可能である。具体的には、樹脂や金属からなる中心部と、その中心部の周りにゴムやウレタン等のスポンジ材、化学繊維等の材料からなる塗布液を保持可能なローラー刷毛等を有するもの等が挙げられる。
【００２６】
また、本発明に用いられる芯材とは、芯材内に塗布液が保持されており、基板と接触させることにより、塗布液が徐々に基板上に塗布されるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば図２に示すように、塗布用機器３は、接触部２と、塗布液を供給するために、塗布液供給部５として、塗布液タンク６と、塗布液緩衝部７とを有するもの等が挙げられる。このような芯材としては、一般的にマジックペンシル等のペン先として用いられるフェルト等の材料を用いることが可能である。また、本発明に用いられる球状の回転部とは、ボールペン式に球状の回転部の表面に一旦塗布液が保持され、その後基板に接触することにより、回転部の回転を利用し、塗布液が転写されるものであれば、特に限定されるものではなく、一般的に球状の回転部としては、金属等を用いることができる。
【００２７】
本発明における塗布用機器に用いられる接触部としては、上記の中でも刷毛であることが好ましい。上記接触部が刷毛であることにより、有機薄膜を形成する際に、均一な膜厚の膜を形成することが可能である一方、膜厚の高い部分と低い部分との差を形成することが可能であり、例えば有機薄膜が有機ＥＬ層、中でも発光の性質を有する層である場合には、絵画やポスター等のような明暗を有する有機ＥＬ素子を製造することが可能となるからである。
【００２８】
（塗布液供給部）
次に、本発明の塗布用機器に用いられる塗布液供給部について説明する。本発明の塗布用機器に用いられる塗布液供給部とは、上記接触部に、有機薄膜を形成するための有機材料からなる塗布液を供給するものである。塗布用機器が、塗布液供給部を有することにより、効率的に塗布液を塗布することが可能となり、製造効率よく機能性素子を製造することが可能となる。
【００２９】
本発明においては、このような塗布液供給部の構造は特に限定されるものではなく、例えば図２に示すように、接触部２上に、塗布液タンク６と、塗布液緩衝部７とを有する塗布液供給部５であってもよい。塗布液タンクとは、塗布液を溜めておくものであり、塗布液緩衝部とは、接触部に一時に塗布液が流出しないように、接触部への塗布液の供給量を調整する役割を果たすものである。これにより、液だれ等を防ぐことができ、目的とする均一な膜厚の有機薄膜を形成することが可能となる。
【００３０】
また、本発明においては、接触部の移動方向の前方に、例えばノズル等を備えた塗布液供給部を有し、基板に塗布液を滴下した後、接触部により塗布するものであってもよい。
【００３１】
２．基板
次に、本発明の機能性素子の製造方法に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板は、その機能性素子の用途に応じて適宜選択されるものであり、有機薄膜が形成可能であれば、その材料等は特に限定されるものではない。
【００３２】
また、有機薄膜との密着性向上や、洗浄の目的で、酸素、オゾン等による紫外光照射処理や、プラズマ処理、アルゴンスパッタ処理等を行ったものであってもよい。
【００３３】
３．有機材料
次に、本発明の機能性素子の製造方法に塗布液として用いられる有機材料について説明する。本発明の機能性素子の製造方法に用いられる有機材料の種類等は、機能性素子の用途に応じて適宜選択されるものであり、上述した塗布用機器により塗布が可能なものであり、かつ塗布後に乾燥や硬化等させることにより有機薄膜を形成可能なものであれば、その材料等は特に限定されるものではない。
【００３４】
本発明において、有機材料の粘度としては、１０^−４Ｐａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましい。これにより、上記塗布用機器により、容易に塗布することが可能となるからである。
【００３５】
４．塗布
次に、本発明の機能性素子の製造方法における上記有機材料の塗布について説明する。本発明の機能性素子の製造方法においては、上述した塗布用機器を用いて、上記有機材料を塗布する。
【００３６】
本発明においては、上述したように、上記有機材料は、上記塗布用機器における塗布液供給部から塗布液が供給されるのと並行して、接触部により塗布されてもよく、また塗布液供給部から一旦、例えばノズル等により、塗布液を基板上に滴下した後、接触部により塗布するものであってもよい。
【００３７】
本発明においては、上記有機材料を、あらかじめダミー部に塗布した後、目的とする有機薄膜を形成する位置に有機材料を塗布することが好ましい。ダミー部とは、例えば、基材の端部等、有機薄膜を形成する以外の部分であり、有機材料を塗布した場合であっても機能性素子の機能性に影響を与えない部分をいう。このダミー部に最初に有機材料を塗布することにより、塗布初期部分のかすれ等を防ぐことができ、有機薄膜の膜厚等を目的とするものとすることができるからである。このダミー部の位置等については特に限定されるものではないが、本発明においては、有機薄膜を形成する位置の手前であることが好ましい。
【００３８】
また、本発明においては、上記有機材料を塗布した後、乾燥または硬化させることにより、有機薄膜とすることができる。これらの乾燥または硬化の方法は、通常用いられている方法により行うことができ、具体的には、ホットプレート焼成や、ガスフローによる乾燥等が挙げられる。
【００３９】
５．機能性素子
次に、上述した方法により製造された機能性素子について説明する。本発明の機能性素子の製造方法により製造される機能性素子としては、上述した方法により有機薄膜が形成された機能性を有する素子であれば、特に限定されるものではなく、例えば有機薄膜が有機ＥＬ層である有機ＥＬ素子や、有機薄膜が有機半導体薄膜である有機トランジスタ、有機薄膜が配向膜である液晶表示素子、有機薄膜がパシベーション膜であるＬＳＩ、有機ＥＬ素子、有機薄膜が導電性有機電極である機能性素子、有機薄膜が絶縁性有機膜である機能性素子、または有機薄膜が有機感光体である機能性素子等が挙げられる。
【００４０】
Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。本発明における有機ＥＬ素子の製造方法は、上述した機能性素子の製造方法において、上記基板は、基材と、上記基材上に形成された第１電極層とを有するものであり、上記有機薄膜は、有機エレクトロルミネッセント層であり、さらに上記有機エレクトロルミネッセント層上に第２電極層を形成する工程を有することを特徴とする方法である。
【００４１】
すなわち、本発明における有機ＥＬ素子の製造方法は、基材と、その基材上に形成された第１電極層とを有する基板上に、上述した塗布用機器を用いて有機ＥＬ層を形成する工程と、その有機ＥＬ層上に第２電極層を形成する工程とを有する方法である。
【００４２】
本発明によれば、有機ＥＬ層を、上記塗布用機器を用いて形成することにより、マスク等を用いることなく、目的とする部分のみに、有機材料を塗布することが可能となり、例えば発光の性質を有する層の塗りわけ等を容易に行うことが可能となる。また、大面積の基板であっても、有機ＥＬ層を安価に効率よく形成することが可能である。
【００４３】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について、説明する。
【００４４】
１．基材
まず、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法に用いられる基材について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法に用いられる基材は、絶縁性を有し、かつ水分透過性のないものであることが必要である。
【００４５】
後述する第１電極層が陽極である場合には、基材は透明性が高いものであることが必要であり、具体的には、ガラス等の無機材料や、透明樹脂等を用いることができる。上記透明樹脂としては、フィルム状に成形が可能であれば特に限定されるものではないが、透明性が高く、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料が好ましい。具体的には、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフッ化ビニル（ＰＦＶ）、ポリアクリレート（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、非晶質ポリオレフィン、またはフッ素系樹脂等が挙げられる。
【００４６】
また、このような基材を洗浄することが好ましく、その洗浄方法としては、酸素、オゾン等による紫外光照射処理や、プラズマ処理、アルゴンスパッタ処理等を行うことが好ましい。これにより、水分や酸素の吸着のない状態とすることができ、ダークスポットの低減や有機ＥＬ素子の長寿命化を図ることが可能となるからである。
【００４７】
また、後述する第１電極層が陰極である場合には、本発明に用いられる基板に透明性は特に必要とされないことから、上記材料以外にも、表面を絶縁性膜で覆った耐溶媒性を有する不透明なプラスチック基板等を用いることが可能である。
【００４８】
２．第１電極層
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法に用いられる第１電極層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において、第１電極層は基材上に予め先に設けられ、有機ＥＬ層形成後に、有機ＥＬ層上に第２電極層が設けられる。これらの電極層は、陽極と陰極とからなり、陽極としては、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料が好ましい。一方、陰極としては、電子が注入しやすいように仕事関数の小さな導電性材料であることが好ましい。また、複数の材料を混合させてもよい。いずれの電極層も、抵抗はできるだけ小さいものが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。
【００４９】
ここで、第１電極層が陽極である場合には、安定な透明電極層であり、かつ表面が平坦であり、さらに台形状の断面を有するものであることが好ましい。具体的な例としては、酸化錫膜、酸化インジウムと酸化錫との複合酸化物膜（ＩＴＯ膜）、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物膜（ＩＺＯ膜）等が挙げられる。
【００５０】
また、第１電極層が陰極である場合には、可視光を反射する性質を有し、かつ表面が平坦であり、酸化しにくく安定なものであることが好ましい。具体的な例としては、単体としてＡｌ、Ｃｓ、Ｅｒ等、合金として、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＡｌＬｉ、ＡｌＭｇ、ＣｓＴｅ等、積層として、Ｃａ／Ａｌ、ＭｇＡｌ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｃｓ／Ａｌ、Ｃｓ_２Ｏ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ａｌ、ＥｒＦ_３／Ａｌ等が挙げられる。
【００５１】
３．有機ＥＬ層
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において形成される、有機ＥＬ層について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において形成される有機ＥＬ層とは、正孔輸送、発光、電子輸送等の性質を有する層であり、その層構成は、特に限定されるものではなく、１層であってもよく、２層であってもよく、さらに３層であってもよいが、少なくとも１層が上述した機能性素子の製造方法の項で説明した塗布用機器により形成されるものである。ここで、本発明においては、形成される有機ＥＬ層は全面に形成されるものであってもよく、また一部に形成されるものであってもよい。本発明においては、上述した塗布用機器を用いることにより、例えば発光の性質を有する層の塗りわけ等を、容易に行うことが可能となる。
【００５２】
本発明においては、上述した機能性素子の製造方法で形成される層としては、発光の性質を有する層であることが好ましい。これにより、例えば、絵画やポスター等のような明暗を有する有機ＥＬ素子を製造することが可能となるからである。
【００５３】
以下、このような有機ＥＬ層が１層である場合、２層である場合、および３層である場合についてわけて説明する。
【００５４】
（１）有機ＥＬ層が１層である場合
まず、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において形成される有機ＥＬ層が１層である場合について説明する。有機ＥＬ層が１層である場合には、有機ＥＬ層は、上述した機能性素子の製造方法で説明した有機薄膜の形成方法と同様に、上述した塗布用機器を用いて形成される。
【００５５】
有機ＥＬ層が１層である場合には、有機ＥＬ層は、少なくとも発光の性質、正孔輸送の性質ないしは発光を妨げない性質、および電子輸送の性質を有する層であることが必要である。また、本発明において形成される有機ＥＬ層には、正孔阻止能の性質を付与してもよい。このような性質を有機ＥＬ層に付与するために、各性質を有するそれぞれの材料を複数混合してもよく、また一つの材料で複数の性質を有する材料を用いてもよい。
【００５６】
この場合においては、膜厚が５０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲内となるように有機ＥＬ層を形成することが好ましい。膜厚が上記範囲内より厚い場合には、有機ＥＬ層の発光が見られない場合があり、また上記範囲より薄い場合には、デバイスが短絡状態となる可能性があるからである。以下、上記の各性質を有する材料について説明する。
【００５７】
（発光の性質を有する材料）
まず、本発明の有機ＥＬ層に用いられる発光の性質を有する材料について説明する。本発明の有機ＥＬ層に用いられる発光の性質を有する材料は、通常有機ＥＬ素子の発光層に用いることが可能な材料であれば、特に限定されるものではなく、例えば色素系材料、金属錯体系材料、および高分子系材料を挙げることができる。
【００５８】
色素系材料として、具体的にはシクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００５９】
金属錯体系材料として、具体的にはアルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等または、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００６０】
高分子系の材料として、具体的にはポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を挙げることができる。
【００６１】
本発明においては、これらの材料を単独で用いてもよく、また組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
また、本発明においては、燐光を有する有機発光材料も用いることができる。燐光を有する有機発光材料として、具体的には、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ等のスピン軌道相互作用が大きい重金属を中心金属とする金属錯体等を用いることができる。代表例としては、フェニルピリジンやチエニルピリジンなどを配位子とするイリジウム錯体や白金ポルフィリン誘導体等が挙げられる。
【００６３】
また、上記発光の性質を有する材料に、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピングを行うことができる。このドーピング材料としては例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラン系化合物、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。
【００６４】
（正孔輸送の性質を有する材料ないしは発光を妨げない性質）
次に、本発明の有機ＥＬ層に用いられる正孔輸送の性質ないしは発光を妨げない性質を有する材料について説明する。
【００６５】
まず、本発明の有機ＥＬ層に用いられる正孔輸送の性質を有する材料とは、電極から注入された正孔（ホール）を運ぶものであり、本発明においては通常ＥＬ素子の製造方法に用いられているものを用いることが可能である。
【００６６】
これらの正孔輸送の性質を有する材料としては、オキサジアゾール系、オキサゾール系、トリフェニルメタン系、ヒドラゾリン系、アリールアミン系、ヒドラゾン系、スチルベン系、トリフェニルアミン系等が挙げられ、これらの物質の中でも高分子材料および低分子材料に分けられる。高分子材料として、具体的には、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等が挙げられる。
【００６７】
また、低分子材料としては、ＴＰＤや、ＰＤＡ、ＴＰＡＣ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ等の芳香族アミン誘導体等が挙げられ、中でもＴＰＤが入手容易であり取扱いが容易である等の面から好ましい。
【００６８】
また、上記発光の性質を有する材料が、燐光を有する発光材料である場合には、上記正孔輸送の性質を有する材料の代わりに、燐光の発光を妨げない材料、すなわちホスト材料を用いることが可能である。この燐光の発光を妨げない材料として、具体的には、４，４′−ビス（９−カルバゾール）−ビフェニル（ＣＢＰ）等が挙げられる。
【００６９】
本発明においては、これらの材料を単独で用いてもよく、また二種類以上の材料を組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
（電子輸送の性質を有する材料）
次に、本発明の有機ＥＬ層に用いられる電子輸送の性質を有する材料について説明する。本発明の有機ＥＬ層に用いられる電子輸送の性質を有するとは、陰極から電子を受け取って、発光材料まで輸送する性質である。本発明において用いられる材料としては、通常有機ＥＬ素子に用いられる電子輸送の性質を有する材料を用いることができ、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体等が挙げられる。具体的には、２，５−ビスｓ（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）および２，５−ビス（６′−（２′，２′′−ビピリジル））−１，１−ジメチル−３，４−ジフェニルシロール（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）等が挙げられる。
【００７１】
本発明においては、これらの材料を単独で用いてもよく、また組み合わせて用いてもよい。
【００７２】
（正孔阻止の性質を有する材料）
次に、本発明の有機ＥＬ層に用いられる正孔阻止の性質を有する材料について説明する。本発明の有機ＥＬ層には、上記発光の性質を有する材料、正孔輸送の性質を有する材料、電子輸送の性質を有する材料の他に、正孔阻止の性質を有する材料を含有していてもよい。有機ＥＬ層に用いられる正孔阻止の性質とは、正孔が陰極に流れてしまうことを抑制する性質である。本発明においてこの正孔阻止の性質を有する材料としては、通常有機ＥＬ素子に用いられる電子輸送の性質を有する材料を用いることができ、例えばバソフェナントロリン（ＢＰｈｅｎ）や、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（ＢＣＰ、バソクプロイン）、２−（４−ビフェニリル）−５−（ｐ−ター−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）等が挙げられる。
【００７３】
（正孔輸送、電子輸送、および発光の性質を有する材料）
本発明の有機ＥＬ層は、上述した正孔輸送、電子輸送、および発光のそれぞれの性質を有する各材料を混合して用いてもよいが、本発明においては、正孔輸送、電子輸送、および発光の全ての性質を有する材料を用いてもよい。これらの正孔輸送、電子輸送、および発光の性質を有する材料として、例えば、ポリ（パラ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）系、ポリ（２−メソキシ、５−（２′−エチル−ヘキリキシ）−１，４−（フェニレン−ビニレン））（ＭＥＨ−ＰＰＶ）系、ポリフルオレン系などの共役高分子等が挙げられる。また、デンドリマー系材料も利用することが可能である。
【００７４】
（溶媒）
本発明においては、上述した第１電極層が形成された基材上に、上述した少なくとも発光の性質、正孔輸送の性質、および電子輸送の性質を有する材料を溶媒に溶解または分散させて、塗布液として塗布し、有機ＥＬ層を形成する。このような塗布液に用いられる溶媒としては、上述した材料を溶解もしくは分散し、かつ所定の粘度とすることが可能な溶媒であれば、特に限定されるものではない。
【００７５】
具体的には、炭化水素系、ハロゲン炭化水素系、アルコール系、ケトン、アルデヒド、酢酸ブチル、ドデシルベンゼン、ジクロロエタン、ジクロロメタン、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等を挙げることができる。
【００７６】
また、本発明においては、上記の溶媒全量に対して１５％以下のイソプロピルアルコールを添加することが好ましい。
【００７７】
さらに、上述したように、上記塗布液の粘度は、１０^−４Ｐａ・ｓ〜１０Ｐａ・ｓの範囲内であることが好ましい。これにより、上記塗布用機器により、容易に塗布することが可能となるからである。
【００７８】
（２）有機ＥＬ層が２層である場合
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において、形成される有機ＥＬ層が２層である場合について説明する。本発明においては、有機ＥＬ層が２層である場合には、少なくともどちらか１層が上述した機能性素子の製造方法の項で説明した塗布用機器を用いて形成されるものである。また、どちらか１層が上述した塗布用機器を用いて形成されない場合には、その層の形成は、従来より有機ＥＬ層の形成に用いられている方法により行うことが可能であり、例えばスピンコート法や蒸着法、インクジェット法等が挙げられる。
【００７９】
有機ＥＬ層が２層である場合には、正孔輸送の性質を有する正孔輸送層と、発光の性質および電子輸送の性質を有する電子輸送性発光層とからなる場合（第１の態様とする）と、正孔輸送の性質ないしは発光を妨げない性質および発光の性質を有する正孔輸送性発光層と、電子輸送の性質ないしは正孔阻止の性質を有する電子輸送層とからなる場合（第２の態様とする）が挙げられる。以下、それぞれの場合について説明する。
【００８０】
（第１の態様の場合）
まず、有機ＥＬ層が、正孔輸送の性質を有する正孔輸送層と、発光の性質および電子輸送の性質を有する電子輸送性発光層とからなる場合について、各層ごとに説明する。
【００８１】
ａ．正孔輸送層
まず、本態様に用いられる正孔輸送層について説明する。本態様に用いられる正孔輸送層とは、正孔を後述する電子輸送性発光層まで輸送する性質を有する層である。本態様における正孔輸送層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における、正孔輸送の性質を有する材料を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本態様においては、後述する電子輸送性発光層が、この正孔輸送層上に形成されることから、上述した正孔輸送の性質を有する材料の中でも電子輸送性発光層に用いられる溶媒に溶解しない材料であることが好ましい。
【００８２】
このような正孔輸送層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した第１電極層が形成された基板上に塗布等することにより、行うことができる。
【００８３】
ｂ．電子輸送性発光層
次に、本態様に用いられる電子輸送性発光層について説明する。本態様に用いられる電子輸送性発光層とは、電子輸送の性質および発光の性質を有する層である。本態様における電子輸送性発光層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における電子輸送の性質を有する材料および発光の性質を有する材料を混合して用いることが可能であり、その材料についての説明はここでは省略する。また、本態様においては、電子輸送の性質および発光の性質の２つの性質を有する材料を用いることも可能である。具体的には、Ａｌキノリン錯体等が挙げられる。
【００８４】
このような本態様に用いられる電子輸送性発光層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した正孔輸送層上に塗布等することにより、行うことができる。
【００８５】
（第２の態様の場合）
次に、本発明の有機ＥＬ層が、正孔輸送の性質ないしは発光を妨げない性質および発光の性質を有する正孔輸送性発光層と、電子輸送の性質ないしは正孔阻止の性質を有する電子輸送層とからなる場合について説明する。
【００８６】
ａ．正孔輸送性発光層
まず、本態様に用いられる正孔輸送発光層について説明する。本態様に用いられる正孔輸送発光層は、正孔輸送の性質ないしは発光を妨げない性質と、発光の性質とを有する層である。
【００８７】
本態様における正孔輸送性発光層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における、正孔輸送の性質ないしは発光を妨げない性質を有する材料、および発光の性質を有する材料を混合して用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本態様においては、後述する電子輸送層が、この正孔輸送性発光層上に形成されることから、上述した材料の中でも電子輸送層に用いられる溶媒に溶解しない材料であることが好ましい。
【００８８】
このような正孔輸送性発光層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した第１電極層が形成された基板上に塗布等することにより、行うことができる。
【００８９】
ｂ．電子輸送層
次に、本態様に用いられる電子輸送層について説明する。本態様に用いられる電子輸送層については、電子輸送の性質ないしは正孔阻止の性質を有する層である。
【００９０】
本態様における電子輸送層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における電子輸送の性質を有する材料ないしは正孔阻止の性質を有する材料を用いることが可能であり、その材料についての説明はここでは省略する。
【００９１】
このような本態様に用いられる電子輸送層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した正孔輸送層上に塗布等することにより、行うことができる。
【００９２】
（３）有機ＥＬ層が３層である場合
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において形成される有機ＥＬ層が３層である場合について説明する。本発明においては、有機ＥＬ層が３層である場合には、少なくとも１層が上述した機能性素子の製造方法の項で説明した塗布用機器を用いて形成されるものである。また、上述した塗布用機器を用いて形成される層以外の層の形成は、従来より有機ＥＬ層の形成に用いられている方法により行うことが可能であり、例えばスピンコート法や蒸着法、インクジェット法等が挙げられる。
【００９３】
有機ＥＬ層が３層である場合には、正孔を輸送する性質を有する正孔輸送層、発光の性質を有する発光層、および電子輸送の性質を有する電子輸送層ないしは正孔阻止の性質を有する正孔阻止層とから形成される。以下、それぞれの場合について説明する。
【００９４】
（正孔輸送層）
まず、本態様に用いられる正孔輸送層について説明する。本態様に用いられる正孔輸送層は、正孔を後述する発光層まで輸送する性質を有する層である。本態様における正孔輸送層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における、正孔輸送の性質を有する材料を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本態様においては、後述する発光層が、この正孔輸送層上に形成されることから、上述した正孔輸送の性質を有する材料の中でも発光層に用いられる溶媒に溶解しない材料であることが好ましい。このような正孔輸送層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した第１電極層が形成された基板上に塗布等することにより、行うことができる。
【００９５】
（発光層）
次に、本態様に用いられる発光層について説明する。本態様に用いられる発光層は、発光の性質を有する層である。また、本態様における発光層には、発光を妨げない性質を有する材料を含有していてもよい。本態様における発光層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における、発光の性質を有する材料および発光を妨げない性質を有する材料を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本態様においては、後述する電子輸送層が、この発光層上に形成されることから、上述した材料の中でも電子輸送層に用いられる溶媒に溶解しない材料であることが好ましい。
【００９６】
この発光層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した正孔輸送層に塗布等することにより、行うことができる。
【００９７】
（電子輸送層ないしは正孔阻止層）
次に、本態様に用いられる電子輸送層ないしは正孔阻止層について説明する。本態様に用いられる電子輸送層ないしは正孔阻止層とは、上述した発光層に電子を輸送する層、ないしは正孔が陰極に流れてしまうことを抑制する層である。本態様における電子輸送層ないしは正孔阻止層に用いられる材料は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合における、電子輸送の性質を有する材料および正孔阻止の性質を有する材料を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
【００９８】
このような電子輸送層ないしは正孔阻止層の形成は、上述した有機ＥＬ層が１層である場合において説明した溶媒に溶解させて、上述した発光層上に塗布等することにより、行うことができる。
【００９９】
（４）その他
また、本発明により製造される有機ＥＬ素子において、白色発光を有する有機ＥＬ素子とする場合には、有機ＥＬ層を、正孔輸送性を有する材料として、ポリビニルカルバゾール、電子輸送性を有する材料として、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）と、発光の性質を有する材料として、青色発光剤であるペリレンと、赤色発光剤である４−ジシアノメチレン−６−シーピージュロリジノスチリル−２−ター−ブチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＢ）とを、混合することにより得ることが可能である。また、緑色発光剤であるクマリン６を添加してもよい。
【０１００】
本発明における有機ＥＬ層では、中でもペリレンとＤＣＪＴＢとの重量配合比を、９６：４とすることが好ましい。
【０１０１】
４．第２電極層
次に、本発明のＥＬ素子の製造方法においては、上述した有機ＥＬ層上に、第２電極層を形成する工程が行われる。ここで、形成される第２電極層としては、上述した第１電極層が陽極である場合には、陰極が形成され、上述した第１電極層が陰極である場合には、陽極が形成される。これらの陽極および陰極については、上述した第１電極層と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０２】
５．その他
本発明においては、上述した有機ＥＬ層を形成する前に、上記第１電極層が形成された基材上に、第１電極層のエッジ部を覆うように、絶縁性薄膜を形成してもよい。このような絶縁性膜としては、通常、有機ＥＬ素子に絶縁性膜として用いられているものを用いることが可能であるが、本発明においては、中でもポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリスチレン、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキシド、ポリアリレート、ポリスルフォン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素樹脂等、ガスバリア性、密着性、耐熱性、および柔軟性を兼ね備える材料であることが好ましい。
【０１０３】
６．有機ＥＬ素子
以上の工程により、マスク等を用いることなく、安価に効率よく形成された有機ＥＬ素子とすることができる。また、上述した発光層等の発光の性質を有する層が、上述した塗布用機器により形成される場合には、例えば、絵画やポスター等のような明暗を有する有機ＥＬ素子とすることもでき、様々な有機ＥＬ素子を形成することが可能である。
【０１０４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１０５】
【実施例】
以下、本発明について、実施例を通じてさらに詳述する。
【０１０６】
［実施例１］
ＩＴＯ電極を設けた基材（コーニング１７３７、ＩＴＯシート抵抗１５Ω／□（アルバック成膜））に、有機ＥＬ層形成前処理として、紫外線オゾンクリーナ処理を２５分間行った。
【０１０７】
続いて、有機ＥＬ層として、正孔輸送性を有するポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）と、電子輸送性を有する２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）と、発光剤として、緑色発光剤であるクマリン６（Ｃ６）と、赤色発光剤であるＤＣＪＴＢと、青色発光剤であるペリレンとを用いた。それぞれ、ＰＶＣｚ：ＢＮＤ：発光剤＝１６０：４０：１と混合し、１，２−ジクロロエタン溶媒に溶かし、２ｗｔ％溶液を作製した。
【０１０８】
この溶液を、上記基材上に刷毛により塗布した。刷毛は市販のポリブチレンテレフタレート製平型の刷毛を使用した。
【０１０９】
ここで、平坦性について、原子間力顕微鏡観察を行い、平均ラフネスは２．３ｎｍであった。また、表面に５μｍ前後の間隔の溝が観察された。原子間顕微鏡は、ＤＩ社製、ＮａｎｏｓｃｏｐｅＩＩＩを用いた。
【０１１０】
次に、ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌを用いて陰極を形成した。図３に得られた有機電界発光素子の電流密度−電圧特性を示す。図４に作製した有機電界発光素子の輝度−電流密度特性を、また図５に作製した有機電界発光素子の効率−電流密度特性を示す。図６は発光スペクトル、図７は発光スペクトルより計算したｘｙ色度座標値を示す。Ｃ６を色素として用いたときの素子で最も輝度が高く、最高輝度は、３，６８０ｃｄ／ｍ^２（電流密度４５０ｍＡ／ｃｍ^２、電圧２１．６Ｖ）、最高効率は０．３５ｌｍ／Ｗ（電流密度１．２０ｍＡ／ｃｍ^２、電圧１１．６Ｖ）であった。発光スペクトルより求めた色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．１７８，０．５５７）であった。ＤＣＪＴＢを色素として用いた場合は、（ｘ，ｙ）＝（０．５５７，０．４３４）、ペリレンを用いた場合は、（ｘ，ｙ）＝（０．１４５，０．２２０）であった。
【０１１１】
ここで、有機層膜厚は、Ｃ６色素の場合で１２５ｎｍ、ＤＣＪＴＢ色素の場合で１３３ｎｍ、ペリレン色素の場合で１１６ｎｍであった。
【０１１２】
電流密度−電圧特性、輝度−電流密度特性測定については、半導体パラメータアナライザ（ＨＰ社製、ＨＰ４１５５Ｂ）と輝度計（トプコン社製、ＢＭ−３）を用いて測定した。また、発光スペクトルの測定は、スペクトルメータ（ＯｃｅａｎＯｐｔｉｃｓ社製、Ｓ２０００）を用いて測定した。
【０１１３】
［実施例２］
実施例１と同様の基材および有機ＥＬ層の材料を用いて、フェルト塗布具を用いて、有機ＥＬ層を形成した。
【０１１４】
フェルト塗布具は、塗布過程で溶液を内部に包含する芯材を有し、一端を筒状の保存容器に接させ、他方を塗布部とすることを特徴とした市販油性の携帯形フェルト塗布具を使用した。フェルト部はポリプロピレンであった。
【０１１５】
ここで、平坦性について、原子間力顕微鏡観察を行い、平均ラフネスは２．０ｎｍであった。また、表面に数μｍ前後の不規則に配列した凹凸が観察された。
【０１１６】
次に、ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌを用いて陰極を形成した。クマリン６を色素として用いたときの有機電界発光素子の特性として、図８に有機電界発光素子の電流密度−電圧特性を示す。図９に作製した有機電界発光素子の輝度−電流密度特性を、また図１０に作製した有機電界発光素子の効率−電流密度特性を示す。図１１は発光スペクトルを示す。素子の最高輝度は、８１３ｃｄ／ｍ^２（電流密度３００ｍＡ／ｃｍ^２、電圧２０Ｖ）、最高効率は０．１１ｌｍ／Ｗ（電流密度３．２１ｍＡ／ｃｍ^２、電圧１２．４Ｖ）であった。色度座標値は（ｘ，ｙ）＝（０．１７８，０．５６３）であった。
【０１１７】
［実施例３］
上記ＩＴＯ電極上にポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ）を形成した以外は、実施例１と同様に、有機ＥＬ素子の製造を行った。図１２に得られた有機電界発光素子の電流密度−電圧特性を示す。図１３に作製した有機電界発光素子の輝度−電流密度特性を、また図１４に作製した有機電界発光素子の効率−電流密度特性を示す。図１５は発光スペクトル、図１６は発光スペクトルより計算したｘｙ色度座標値を示す。ＤＣＪＴＢを色素として用いたときの素子で最も効率が大きかった。最高輝度は、２，９１０ｃｄ／ｍ^２（電流密度１１３ｍＡ／ｃｍ^２、電圧１８．８Ｖ）、最高効率は０．８５ｌｍ／Ｗ（電流密度１．７６ｍＡ／ｃｍ^２、電圧９．６Ｖ）であり、単層の場合と比べて大きかった。色度座標値は（ｘ，ｙ）＝（０．５３４，０．４５１）であった。Ｃ６を色素として用いた場合は、（ｘ，ｙ）＝（０．２３０，０．５８９）、ペリレンを用いた場合は、（ｘ，ｙ）＝（０．１６１，０．２８２）であり、特にＤＣＪＴＢを用いたときの色度座標値は単層の場合と比較して変化した。
【０１１８】
［実施例４］
ＩＴＯ電極を設けた基材に、有機ＥＬ層形成前処理として、紫外線オゾンクリーナ処理を２５分間行った。
【０１１９】
続いて、有機ＥＬ層として、正孔輸送性を有するポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）と、電子輸送性を有する２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）とを用い、発光剤として、青色発光剤であるペリレンと赤色発光剤であるＤＣＪＴＢとを９６：４の割合で用いた。ＰＶＣｚ：ＢＮＤ：発光剤＝１６０：４０：１の割合で混合し、１，２−ジクロロエタン溶媒に溶かし、２ｗｔ％溶液を作製した。
【０１２０】
この溶液を、上記基材上に塗布し、刷毛により塗布した。刷毛は市販のポリブチレンテレフタレート製平型の刷毛を使用した。
【０１２１】
次に、ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌを用いて陰極を形成した。得られた有機電界発光素子の特性例を示す。図１７に初期的試作により得られた有機電界発光素子の電流密度−電圧特性を示す。図１８に作製した有機電界発光素子の輝度−電流密度特性を、また図１９に作製した有機電界発光素子の効率−電流密度特性を示す。図２０は発光スペクトル、図２１は発光スペクトルより計算したｘｙ色度座標値を示す。最高輝度は、５２１ｃｄ／ｍ^２（電流密度１２９ｍＡ／ｃｍ^２、電圧２３．２Ｖ）、最高効率は０．２０ｌｍ／Ｗ（電流密度０．１７７ｍＡ／ｃｍ^２、電圧１２．４Ｖ）であった。発光スペクトルより求めた色度座標値は、（ｘ，ｙ）＝（０．３１８，０．３０８）の白色発光が得られた。
【０１２２】
［実施例５］
ＩＴＯ電極を設けた５ｃｍ角基材に、絶縁性膜として、ポリメタクリル酸メタクリレート（ＰＭＭＡ）をスピンコートして絶縁層を形成した。次に、正孔輸送性を有するポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）と、電子輸送性を有する２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）と、発光剤としてクマリン６（Ｃ６）とを、ＰＶＣｚ：ＢＮＤ：Ｃ６＝１６０：４０：１の割合で混合し、１，２−ジクロロエタン溶媒に溶解させた。この溶液を刷毛により、上記絶縁層上に塗布した。刷毛は市販のポリブチレンテレフタレート製平型の刷毛を使用した。
【０１２３】
これにより、クマリン６自体の発光である緑色が確認された。
【０１２４】
［実施例６］
ＩＴＯ電極を設けた基材に、正孔輸送性を有するトリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、電子輸送性を有するシロール誘導体（ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ）と、発光剤として緑色発光剤であるクマリン６（Ｃ６）とを、ＴＰＤ：ＰｙＰｙＳＰｙＰｙ：Ｃ６＝８０：１２０：１の割合で混合し、１，２−ジクロロエタン溶媒に溶解させた。この溶液を刷毛により、上記基材上に塗布した。刷毛は市販のポリブチレンテレフタレート製平型の刷毛を使用した。得られた勇気ＥＬ層の膜厚は１７３ｎｍであった。次に、ＬｉＦ（１ｎｍ）／Ａｌを用いて陰極を形成した。
【０１２５】
図２２に、得られた低分子単層型有機ＥＬ素子の電流密度−電圧特性を示す。また、図２３に輝度−電流密度特性を示す。
【０１２６】
［比較例１］
有機ＥＬ層をスピンコート法により形成した以外は、実施例６と同様に有機ＥＬ素子を形成した。
【０１２７】
図２２に、得られた低分子単層型有機ＥＬ素子の電流密度−電圧特性を示す。また、図２３に輝度−電流密度特性を示す。
【０１２８】
（実施例６と比較例１との比較）
有機ＥＬ層膜厚の差があるため、電圧に対しては一概に比較できないが、図２２から、電界に対して考察すると電流密度は同程度となる結果が得られた。また、図２３から、１００ｍＡ／ｃｍ^２時の電流密度に対する輝度は、スピンコート、刷毛による方法で各々１４８、３９３ｃｄ／ｍ^２が得られた。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明によれば、上記接触部を有する塗布用機器を用いることにより、マスク等を用いることなく、目的とする部分のみに、有機材料を塗布することが可能となる。また、特別な装置やマスク等を用いないことから、基板の大きさに左右されず、大面積の基板にも本発明の製造方法を用いることが可能であり、様々な機能性素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機能性素子の製造方法に用いられる塗布用機器の一例を示した概略図である。
【図２】本発明の機能性素子の製造方法に用いられる塗布用機器の他の例を示した概略図である。
【図３】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の電流密度−電圧特性を示した図である。
【図４】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の輝度−電流密度特性を示した図である。
【図５】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の効率−電流密度特性を示した図である。
【図６】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示した図である。
【図７】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルより得られるｘｙ色度座標値を示した図である。
【図８】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の電流密度−電圧特性を示した図である。
【図９】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の輝度−電流密度特性を示した図である。
【図１０】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の効率−電流密度特性を示した図である。
【図１１】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示した図である。
【図１２】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の電流密度−電圧特性を示した図である。
【図１３】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の輝度−電流密度特性を示した図である。
【図１４】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の効率−電流密度特性を示した図である。
【図１５】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示した図である。
【図１６】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルより得られるｘｙ色度座標値を示した図である。
【図１７】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の電流密度−電圧特性を示した図である。
【図１８】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の輝度−電流密度特性を示した図である。
【図１９】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の効率−電流密度特性を示した図である。
【図２０】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示した図である。
【図２１】本発明の実施例における単層有機ＥＬ素子の発光スペクトルより得られるｘｙ色度座標値を示した図である。
【図２２】本発明の実施例と比較例における電流密度−電圧特性を示した図である。
【図２３】本発明の実施例と比較例における単層有機ＥＬ素子の輝度−電流密度特性を示した図である。
【符号の説明】
１ … 基材
２ … 接触部
３ … 塗布用機器
４ … 有機薄膜
５ … 塗布液供給部
６ … 塗布液タンク
７ … 塗布液緩衝部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention facilitates formation of an organic thin film having shading, application of an organic thin film, and the like, which can be used for an organic electroluminescent (hereinafter sometimes abbreviated as organic EL) element or the like. The present invention relates to a possible method for manufacturing a functional element.
[0002]
[Prior art]
As a simple patterning method of an organic thin film used for manufacturing a functional element such as an organic EL element, a mask vapor deposition method, a screen printing method, a stamp method, a mask dye diffusion method, an inkjet printing method, a microgravure method, and the like have been reported. ing.
[0003]
The mask vapor deposition method is a method of forming a pattern by performing vapor deposition using a mask, and is mainly used for forming a cathode material in, for example, manufacturing an organic EL device. The pattern can be aligned with a pattern accuracy of about several tens of μm in the mask vapor deposition method. However, for example, 1m ² When a large area pattern is formed, there is a problem that it is difficult to realize the pattern from the viewpoint of the weight of the mask, the uniformity of the mask tension, and the adhesion between the mask and the substrate.
[0004]
For example, Non-Patent Document 1 discloses a method of forming an organic thin film of an organic EL element by a screen printing method. ² An example of an organic thin film having a brightness of 5 μm has been reported, and light emission itself is a method sufficient for practical use, and is a method capable of handling a large area from a fine pattern of about 10 μm. However, there is a disadvantage that a printing mask is required.
[0005]
The stamp method is a method for stamping an adsorbed ion double layer. For example, as for formation of an organic thin film of an organic EL device, an example of light emission of a pattern image has been reported (see Non-Patent Document 2). In this method, it is necessary to prepare a stamp pattern, and there is a report that the organic EL element is destabilized by ions in a polymer with respect to ion introduction, so that practical use is difficult.
[0006]
The mask dye diffusion method is a method of diffusing a dye using a shadow mask, but requires a heat-resistant mask, and has a problem similar to that of the mask vapor deposition method when a large-area layer is formed. It can be said that (for example, see Non-Patent Document 3).
[0007]
As for the formation of the organic thin film of the organic EL device by the ink-jet method, a hybrid ink-jet method (for example, see Non-Patent Document 4) in which pattern formation by an ink-jet method is combined with spin coating, light emission, hole transport, and electron transport material Investigation of a direct ink-jet method capable of fabricating devices by printing a single layer containing a mixture of these has been reported. In these inkjet methods, high-definition printing of about 20 μm has also been reported, and since materials can be separately applied to necessary portions, the amount of expensive organic materials used can be minimized (for example, see Non-Patent Document 5). The printer itself is 10m ² Since it can sufficiently cope with a large area of about the same level, it is used as a display manufacturing method ranging from a small area where fine details are separately applied to a large area. However, there are problems that it takes time to print, that the film thickness becomes large around the dots, and that it is difficult to form a continuous film.
[0008]
Since the microgravure method is basically a roll-to-roll method widely used in printing, it can be manufactured in a large area and at high speed, and is sufficiently practical even when used for an organic EL device, for example. It has been reported that typical luminance can be obtained (Non-Patent Document 5). However, there is a problem that it is difficult to separately apply the patterns, and a large amount of ink is used.
[0009]
Further, in any of the above methods, it is difficult to form an organic thin film in which shading is formed by a difference in film thickness. For example, an organic EL layer for displaying a bright and dark display such as a so-called picture or poster in an organic EL element There is a problem that it is difficult to form the film.
[0010]
[Non-patent document 1]
Mori, Letters of the European Journal of the Japan Society of Applied Physics, 39, 942, 2000
[Non-patent document 2]
Nuesch, Applied Physics Letter, 75, 1799, 1999
[Non-Patent Document 3]
Pschenitzka, Strum, Applied Physics Letter, 74, 1913, 1999
[Non-patent document 4]
Bharathan, Yang, Applied Physics Letter 72, 2660, 1998.
[Non-patent document 4]
Yoshimori et al., Abstracts of the 18th International Display Research Conference (Asia Display '98), 213 pages, 1998
[Non-Patent Document 5]
Kai et al., The 18th Joint Lecture on Applied Physics, 29p-ZN-11, 2001
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, it is desired to provide a method for manufacturing a functional element that can be applied separately and can form a large-area pattern at low cost when manufacturing the functional element.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an organic material is coated on a substrate by using a coating device having a contact portion for coating a coating solution by relatively moving the substrate in contact with the substrate. The present invention provides a method for producing a functional element, wherein an organic thin film is formed.
[0013]
According to the present invention, it is possible to apply an organic material only to a target portion without using a mask or the like by using an application device having the above-mentioned contact portion. Further, since a special device, a mask, or the like is not used, the manufacturing method of the present invention can be used for a large-area substrate regardless of the size of the substrate, and various functional elements can be manufactured. be able to.
[0014]
In the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, it is preferable that the contact portion is any one of a brush, a roller, a core, and a spherical rotating portion. This is because such a contact portion can apply an organic material.
[0015]
In the first or second aspect of the invention, as described in the third aspect, the coating device may have a coating liquid supply unit. Thereby, the organic material can be more efficiently applied, and the functional element can be efficiently manufactured.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a functional element according to any one of the first to third aspects, the substrate comprises a base material and the base material. A first electrode layer formed on a material, wherein the organic thin film is an organic electroluminescent layer, and a step of forming a second electrode layer on the organic electroluminescent layer. A method for producing an organic electroluminescent device, comprising:
[0017]
According to the present invention, by forming an organic EL layer using the above-described coating device, it becomes possible to apply an organic material only to a target portion without using a mask or the like. It becomes possible to easily apply a layer having properties to the layer. Further, even if the substrate has a large area, the organic EL layer can be efficiently formed at low cost.
[0018]
In the invention described in claim 4, as described in claim 5, it is preferable that the organic electroluminescent layer is a layer containing a material having a light emitting property. Thereby, formation of an organic EL element that performs uniform display, formation of an organic EL element that performs bright and dark display such as a picture or a poster, and the like can be easily performed.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a functional element and a method for manufacturing an organic EL element using the method for manufacturing a functional element. Hereinafter, these will be described separately.
[0020]
A. Method for manufacturing functional element
First, a method for manufacturing a functional element according to the present invention will be described. In the method for producing a functional element of the present invention, an organic material is applied on a substrate by using an application device having a contact portion for applying a coating solution by relatively moving the substrate in contact with the substrate. In which an organic thin film is formed.
[0021]
The present invention employs a method in which an organic material is applied and an organic thin film 4 is applied on a substrate 1 using an application device 3 having a contact portion 2 (a brush in the figure), as shown in FIG. is there.
[0022]
In the present invention, by using the application device having the contact portion, the organic material can be applied only to the intended application portion without using a mask or the like. In addition, since no special device or mask is required, it is possible to form an organic thin film even on a large-area substrate, and even with a high-concentration organic material, there is no nozzle clogging or plate clogging. Therefore, it is possible to efficiently manufacture various types of functional elements at low cost.
[0023]
Each configuration in the method for manufacturing a functional element of the present invention will be described below.
[0024]
1. Coating equipment
First, a coating device used in the method for producing a functional element of the present invention will be described. The coating device used in the method for producing a functional element of the present invention has a contact portion for applying a coating liquid by relatively moving the device in contact with the substrate, and can apply an organic material. There is no particular limitation as long as it has a possible contact portion. In the present invention, the method of supplying the organic material as the coating liquid may be, for example, a method in which the contact portion is immersed in the coating liquid and held on the surface of the contact portion. As shown, in order to supply the coating liquid, it is preferable to have a coating liquid supply section 5 having a coating liquid tank 6, a coating liquid buffer section 7, and the like. Thereby, the solution can be more efficiently supplied to the contact portion, and the functional element can be manufactured with high manufacturing efficiency. Hereinafter, such a contact part and a solution supply part will be described.
[0025]
(Contact part)
First, the contact portion used in the coating device of the present invention will be described. The contact portion used in the coating device of the present invention is not particularly limited as long as it can apply a coating liquid by relatively moving it in contact with the substrate. Specific examples include a brush, a roller, a core material, and a spherical rotating portion. The brush used in the present invention is not particularly limited as long as the coating liquid is gradually applied to the substrate by holding the coating liquid once on the brush and bringing the coating liquid into contact with the substrate. Instead, it is possible to use what is generally used as a brush. Further, the roller used in the present invention is not particularly limited as long as the coating liquid is transferred to the roller once by holding the coating liquid on the surface of the roller and then contacting the substrate. For example, it is possible to use a material used for applying a general paint. Specifically, those having a central portion made of a resin or metal and a sponge material such as rubber or urethane around the central portion, a roller brush or the like capable of holding a coating liquid made of a material such as a chemical fiber, and the like. Can be
[0026]
Further, the core material used in the present invention is not particularly limited as long as the coating liquid is held in the core material and is brought into contact with the substrate, whereby the coating liquid is gradually applied onto the substrate. For example, as shown in FIG. 2, the coating device 3 includes a coating liquid tank 6 and a coating liquid buffer 7 as a coating liquid supply unit 5 for supplying a coating liquid. And the like. As such a core material, it is possible to use a material such as felt generally used as a pen tip of a magic pencil or the like. Further, the spherical rotating part used in the present invention means that the coating liquid is temporarily held on the surface of the spherical rotating part in a ball-point pen type, and then comes into contact with the substrate, thereby utilizing the rotation of the rotating part to apply the coating liquid. There is no particular limitation so long as it is transferred, and a metal or the like can be generally used as the spherical rotating part.
[0027]
The contact portion used in the coating device in the present invention is preferably a brush among the above. When the contact portion is a brush, it is possible to form a film having a uniform thickness when forming an organic thin film, while forming a difference between a portion having a high film thickness and a portion having a low film thickness. This is because, for example, when the organic thin film is an organic EL layer, in particular, a layer having a light-emitting property, it is possible to manufacture an organic EL element having light and darkness such as a picture or a poster.
[0028]
(Coating liquid supply section)
Next, the coating liquid supply unit used in the coating device of the present invention will be described. The coating liquid supply unit used in the coating device of the present invention supplies a coating liquid made of an organic material for forming an organic thin film to the contact portion. Since the coating device has the coating liquid supply unit, it is possible to efficiently apply the coating liquid, and it is possible to efficiently manufacture the functional element.
[0029]
In the present invention, the structure of such a coating liquid supply section is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 2, a coating liquid tank 6 and a coating liquid buffer section 7 are provided on the contact section 2. The coating liquid supply unit 5 may have the same. The coating liquid tank stores the coating liquid, and the coating liquid buffering part controls the supply amount of the coating liquid to the contact part so that the coating liquid does not flow out to the contact part at one time. To fulfill. As a result, it is possible to prevent dripping and the like, and it is possible to form an organic thin film having a desired uniform thickness.
[0030]
Further, in the present invention, a coating liquid supply unit having, for example, a nozzle or the like may be provided in front of the moving direction of the contact unit, and the coating liquid may be dropped on the substrate and then applied by the contact unit. .
[0031]
2. substrate
Next, a substrate used in the method for manufacturing a functional element of the present invention will be described. The substrate used in the present invention is appropriately selected depending on the use of the functional element, and the material and the like are not particularly limited as long as an organic thin film can be formed.
[0032]
Further, for the purpose of improving adhesion to the organic thin film and cleaning, an ultraviolet light irradiation treatment with oxygen, ozone, or the like, a plasma treatment, an argon sputtering treatment, or the like may be performed.
[0033]
3. Organic materials
Next, an organic material used as a coating liquid in the method for producing a functional element of the present invention will be described. The type and the like of the organic material used in the method for producing a functional element of the present invention are appropriately selected depending on the use of the functional element, and can be applied by the above-described coating device, and The material and the like are not particularly limited as long as an organic thin film can be formed by drying or curing after application.
[0034]
In the present invention, the viscosity of the organic material is 10 ^-4 It is preferable to be in the range of Pa · s to 10 Pa · s. Thereby, the coating can be easily performed by the coating device.
[0035]
4. Application
Next, application of the organic material in the method for producing a functional element of the present invention will be described. In the method for producing a functional element of the present invention, the above-described organic material is applied using the above-described application device.
[0036]
In the present invention, as described above, the organic material may be applied by the contact portion in parallel with the supply of the coating liquid from the coating liquid supply section of the coating device, For example, the application liquid may be dropped on the substrate by, for example, a nozzle from the unit, and then applied by the contact unit.
[0037]
In the present invention, it is preferable to apply the organic material to a position where a target organic thin film is to be formed after applying the organic material to the dummy portion in advance. The dummy portion is a portion other than the portion where the organic thin film is formed, such as an end portion of the base material, and refers to a portion which does not affect the functionality of the functional element even when an organic material is applied. This is because by applying an organic material to the dummy portion first, it is possible to prevent the initial portion of the application from being blurred or the like, and to aim at the thickness of the organic thin film or the like. The position of the dummy portion and the like are not particularly limited, but in the present invention, it is preferably before the position where the organic thin film is formed.
[0038]
In the present invention, an organic thin film can be formed by applying the organic material and then drying or curing the applied organic material. These drying or curing methods can be performed by a commonly used method, and specific examples include hot plate baking and drying by gas flow.
[0039]
5. Functional element
Next, a functional element manufactured by the above-described method will be described. The functional element manufactured by the method for manufacturing a functional element of the present invention is not particularly limited as long as it is an element having a functionality in which an organic thin film is formed by the above-described method. An organic EL element as an organic EL layer, an organic transistor as an organic thin film as an organic semiconductor thin film, a liquid crystal display element as an organic thin film as an alignment film, an LSI as an organic thin film as a passivation film, an organic EL element, and an organic thin film as conductive. Examples of the functional element include an organic electrode, a functional element in which the organic thin film is an insulating organic film, and a functional element in which the organic thin film is an organic photoreceptor.
[0040]
B. Manufacturing method of organic EL device
Next, a method for manufacturing the organic EL device of the present invention will be described. The method for manufacturing an organic EL device according to the present invention is the method for manufacturing a functional element described above, wherein the substrate has a base material and a first electrode layer formed on the base material. The thin film is an organic electroluminescent layer, and further comprises a step of forming a second electrode layer on the organic electroluminescent layer.
[0041]
That is, in the method for manufacturing an organic EL device according to the present invention, an organic EL layer is formed on a substrate having a substrate and a first electrode layer formed on the substrate by using the above-described coating device. This is a method including a step and a step of forming a second electrode layer on the organic EL layer.
[0042]
According to the present invention, by forming an organic EL layer using the above-described coating device, it becomes possible to apply an organic material only to a target portion without using a mask or the like. It becomes possible to easily apply a layer having properties to the layer. Further, even if the substrate has a large area, the organic EL layer can be efficiently formed at low cost.
[0043]
Hereinafter, a method for manufacturing an organic EL device of the present invention will be described.
[0044]
1. Base material
First, the substrate used in the method for producing an organic EL device of the present invention will be described. The base material used in the method for producing an organic EL device of the present invention needs to have insulating properties and not have moisture permeability.
[0045]
When the first electrode layer described below is an anode, the substrate needs to have high transparency, and specifically, an inorganic material such as glass, a transparent resin, or the like can be used. . The transparent resin is not particularly limited as long as it can be formed into a film, but a polymer material having high transparency, relatively high solvent resistance and relatively high heat resistance is preferable. Specifically, polyether sulfone, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyether ether ketone (PEEK), polyvinyl fluoride (PFV), polyacrylate (PA), polypropylene (PP), polyethylene (PE) , An amorphous polyolefin, or a fluorine-based resin.
[0046]
In addition, it is preferable to wash such a base material, and as a washing method, it is preferable to perform an ultraviolet light irradiation treatment with oxygen, ozone, or the like, a plasma treatment, an argon sputtering treatment, or the like. Thereby, a state in which moisture and oxygen are not adsorbed can be achieved, and it is possible to reduce dark spots and extend the life of the organic EL element.
[0047]
When the first electrode layer described later is a cathode, the substrate used in the present invention is not particularly required to have transparency. It is possible to use an opaque plastic substrate having the following.
[0048]
2. First electrode layer
Next, the first electrode layer used in the method for manufacturing an organic EL device of the present invention will be described. In the method for manufacturing an organic EL device of the present invention, the first electrode layer is provided in advance on the base material, and the second electrode layer is provided on the organic EL layer after the formation of the organic EL layer. These electrode layers include an anode and a cathode, and the anode is preferably a conductive material having a large work function so that holes can be easily injected. On the other hand, the cathode is preferably a conductive material having a small work function so that electrons can be easily injected. Further, a plurality of materials may be mixed. The resistance of each electrode layer is preferably as small as possible. In general, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used.
[0049]
Here, when the first electrode layer is an anode, it is preferable that the first electrode layer be a stable transparent electrode layer, have a flat surface, and have a trapezoidal cross section. Specific examples include a tin oxide film, a composite oxide film of indium oxide and tin oxide (ITO film), a composite oxide film of indium oxide and zinc oxide (IZO film), and the like.
[0050]
When the first electrode layer is a cathode, it is preferable that the first electrode layer has a property of reflecting visible light, has a flat surface, is hardly oxidized, and is stable. Specific examples include Al, Cs, Er and the like as a simple substance, MgAg, AlLi, AlLi, AlMg and CsTe as an alloy, and Ca / Al, MgAl, Li / Al, Cs / Al and Cs as a laminate. ₂ O / Al, LiF / Al, ErF ₃ / Al and the like.
[0051]
3. Organic EL layer
Next, the organic EL layer formed in the method for manufacturing an organic EL device of the present invention will be described. The organic EL layer formed in the method for manufacturing an organic EL device of the present invention is a layer having properties such as hole transport, light emission, and electron transport, and the layer configuration is not particularly limited. It may be a layer, two layers, or three layers, and at least one layer is formed by the coating device described in the section of the above-described method for producing a functional element. It is. Here, in the present invention, the organic EL layer to be formed may be formed over the entire surface or may be formed partially. In the present invention, by using the above-described coating device, it is possible to easily perform, for example, coating of a layer having a light emitting property.
[0052]
In the present invention, the layer formed by the above-described method for producing a functional element is preferably a layer having light-emitting properties. Thereby, for example, an organic EL element having light and darkness such as a picture or a poster can be manufactured.
[0053]
Hereinafter, the case where the number of such organic EL layers is one, two, and three will be described separately.
[0054]
(1) When there is only one organic EL layer
First, the case where the organic EL layer formed in the method for manufacturing an organic EL element of the present invention is one layer will be described. When the organic EL layer is a single layer, the organic EL layer is formed using the above-described coating device in the same manner as in the method for forming an organic thin film described in the above-described method for manufacturing a functional element.
[0055]
When the organic EL layer is a single layer, it is necessary that the organic EL layer has at least a property of light emission, a property of hole transport or a property not to hinder light emission, and a property of electron transport. Further, the organic EL layer formed in the present invention may have a property of a hole blocking ability. In order to impart such properties to the organic EL layer, a plurality of materials having the respective properties may be mixed, or a material having a plurality of properties may be used.
[0056]
In this case, it is preferable to form the organic EL layer so that the film thickness is in the range of 50 nm to 150 nm. If the film thickness is larger than the above range, the organic EL layer may not emit light, and if the film thickness is smaller than the above range, the device may be in a short circuit state. Hereinafter, materials having the above properties will be described.
[0057]
(Material with luminescent properties)
First, a material having a light emitting property used for the organic EL layer of the present invention will be described. The light-emitting material used for the organic EL layer of the present invention is not particularly limited as long as it is a material that can be usually used for the light-emitting layer of an organic EL element. Systematic materials and polymer materials can be mentioned.
[0058]
Specific examples of the dye-based material include cyclopendamine derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazol derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, and thiophene ring compounds. Pyridine ring compound, perinone derivative, perylene derivative, oligothiophene derivative, trifmanylamine derivative, oxadiazole dimer, pyrazoline dimer and the like.
[0059]
As the metal complex-based material, specifically, aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethyl zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, etc. Or a metal complex having a rare earth metal such as Tb, Eu, or Dy and having a ligand such as oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, or a quinoline structure.
[0060]
As the polymer-based material, specifically, a polyparaphenylenevinylene derivative, a polythiophene derivative, a polyparaphenylene derivative, a polysilane derivative, a polyacetylene derivative, a polyfluorene derivative, a polyvinylcarbazole derivative, the above-described pigment, and a metal complex-based luminescent material are used. Polymerized ones and the like can be mentioned.
[0061]
In the present invention, these materials may be used alone or in combination.
[0062]
In the present invention, an organic light emitting material having phosphorescence can also be used. As the organic light-emitting material having phosphorescence, specifically, a metal complex having a central metal of a heavy metal having a large spin orbit interaction such as Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, and Au can be used. Representative examples include an iridium complex having phenylpyridine or thienylpyridine as a ligand, a platinum porphyrin derivative, or the like.
[0063]
Further, doping can be performed on the material having the above light emitting property for the purpose of improving the light emitting efficiency, changing the light emitting wavelength, and the like. Examples of the doping material include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squarium derivatives, porphyrene derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, pyran compounds, decacyclene, and phenoxazone.
[0064]
(Hole transport material or property that does not hinder light emission)
Next, materials having a property of transporting holes or a property of not hindering light emission used in the organic EL layer of the present invention will be described.
[0065]
First, the material having the property of transporting holes used in the organic EL layer of the present invention is a material that transports holes injected from an electrode, and is generally used in the method of manufacturing an EL element in the present invention. It is possible to use those that have been used.
[0066]
Materials having these hole transporting properties include oxadiazole-based, oxazole-based, triphenylmethane-based, hydrazoline-based, arylamine-based, hydrazone-based, stilbene-based, and triphenylamine-based materials. Among the substances, it is divided into high molecular materials and low molecular materials. Specific examples of the polymer material include polyvinyl carbazole (PVCz).
[0067]
Examples of the low-molecular material include TPD, PDA, TPAC, and aromatic amine derivatives such as m-MTDATA. Among them, TPD is preferable from the viewpoint of easy availability and easy handling.
[0068]
In the case where the material having the light-emitting property is a light-emitting material having phosphorescence, a material which does not hinder phosphorescence, that is, a host material may be used instead of the material having the hole-transport property. It is possible. Specific examples of the material that does not prevent the emission of phosphorescence include 4,4'-bis (9-carbazole) -biphenyl (CBP).
[0069]
In the present invention, these materials may be used alone, or two or more materials may be used in combination.
[0070]
(Material with electron transport properties)
Next, a material having the property of electron transport used for the organic EL layer of the present invention will be described. Having the property of transporting electrons used in the organic EL layer of the present invention means the property of receiving electrons from a cathode and transporting them to a light emitting material. As the material used in the present invention, a material having an electron transporting property usually used in an organic EL device can be used, and examples thereof include an oxadiazole derivative, a triazole derivative, a phenanthroline derivative, and an aluminum complex. Specifically, 2,5-biss (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND) and 2,5-bis (6 ′-(2 ′, 2 ″ -bipyridyl)) -1,1-dimethyl-3,4-diphenylsilole (PyPySPyPy) and the like.
[0071]
In the present invention, these materials may be used alone or in combination.
[0072]
(Material with hole blocking properties)
Next, a material having a property of blocking holes used in the organic EL layer of the present invention will be described. The organic EL layer of the present invention contains a material having a property of blocking holes in addition to a material having a property of emitting light, a material having a property of transporting holes, and a material having a property of transporting electrons. Is also good. The hole blocking property used in the organic EL layer is a property that suppresses holes from flowing to the cathode. In the present invention, as the material having the property of blocking holes, a material having the property of electron transport usually used in organic EL devices can be used. For example, bathophenanthroline (BPhen), 2,9-dimethyl-4 , 7-Diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP, bathocuproine), 2- (4-biphenylyl) -5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (tBu-PBD) and the like Is mentioned.
[0073]
(Materials with hole transport, electron transport, and luminescent properties)
The organic EL layer of the present invention may be a mixture of materials having the above-described properties of hole transport, electron transport, and luminescence. However, in the present invention, hole transport, electron transport, and A material having all the properties of light emission may be used. Materials having the properties of hole transport, electron transport, and light emission include, for example, poly (para-phenylenevinylene) (PPV), poly (2-methoxy, 5- (2′-ethyl-hexyl))-1 , 4- (phenylene-vinylene)) (MEH-PPV), conjugated polymers such as polyfluorene, and the like. In addition, dendrimer-based materials can also be used.
[0074]
(solvent)
In the present invention, on the substrate on which the above-described first electrode layer is formed, at least the above-described light emitting property, hole transporting property, and material having electron transporting property are dissolved or dispersed in a solvent, It is applied as a coating liquid to form an organic EL layer. The solvent used for such a coating liquid is not particularly limited as long as the solvent can dissolve or disperse the above-described materials and can have a predetermined viscosity.
[0075]
Specifically, hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, alcohols, ketones, aldehydes, butyl acetate, dodecylbenzene, dichloroethane, dichloromethane, ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monoethyl ether, N-methyl-2-pyrrolidone And the like.
[0076]
In the present invention, it is preferable to add 15% or less of isopropyl alcohol to the total amount of the above-mentioned solvents.
[0077]
Further, as described above, the viscosity of the coating liquid is 10 ^-4 It is preferable to be in the range of Pa · s to 10 Pa · s. Thereby, the coating can be easily performed by the coating device.
[0078]
(2) When there are two organic EL layers
Next, a description will be given of a case where two organic EL layers are formed in the method for manufacturing an organic EL device of the present invention. In the present invention, when the organic EL layer has two layers, at least one of the layers is formed by using the coating device described in the above-described method of manufacturing a functional element. When one of the layers is not formed by using the above-described coating device, the formation of the layer can be performed by a method conventionally used for forming an organic EL layer. Examples include a coating method, a vapor deposition method, and an ink-jet method.
[0079]
When the organic EL layer is composed of two layers, the organic EL layer includes a hole transporting layer having a hole transporting property and an electron transporting luminescent layer having a light emitting property and an electron transporting property (the first embodiment and And a hole transporting luminescent layer having a property of not inhibiting hole transport and light emission and a property of emitting light, and an electron transport layer having a property of electron transport or hole blocking. 2). Hereinafter, each case will be described.
[0080]
(In the case of the first embodiment)
First, the case where the organic EL layer is composed of a hole transporting layer having the property of hole transport and an electron transporting light emitting layer having the property of light emission and the property of electron transport will be described for each layer.
[0081]
a. Hole transport layer
First, the hole transport layer used in this embodiment will be described. The hole transporting layer used in the present embodiment is a layer having a property of transporting holes to an electron transporting light emitting layer described later. As a material used for the hole transport layer in this embodiment, a material having the property of hole transport when the above-described organic EL layer is a single layer can be used, and thus description thereof is omitted here. . Further, in the present embodiment, since the electron transporting light emitting layer described later is formed on the hole transporting layer, the solvent used for the electron transporting light emitting layer among the materials having the above-described hole transporting properties is used. Preferably, the material does not dissolve in water.
[0082]
Such a hole transport layer is formed by dissolving in the solvent described in the case where the above-mentioned organic EL layer is a single layer, and applying it on the substrate on which the above-mentioned first electrode layer is formed, or the like. It can be carried out.
[0083]
b. Electron transporting light emitting layer
Next, the electron transporting light emitting layer used in this embodiment will be described. The electron-transporting light-emitting layer used in this embodiment is a layer having electron-transporting properties and light-emitting properties. The material used for the electron-transporting light-emitting layer in this embodiment can be a mixture of a material having an electron-transport property and a material having a light-emitting property when the above-described organic EL layer is a single layer. The description of the material is omitted here. In this embodiment, it is also possible to use a material having two properties, that is, the property of electron transport and the property of light emission. Specific examples include an Al quinoline complex.
[0084]
The formation of the electron transporting light-emitting layer used in this embodiment is performed by dissolving the organic EL layer in the solvent described in the case where the organic EL layer is a single layer, and applying the organic EL layer on the hole transporting layer described above. ,It can be carried out.
[0085]
(In the case of the second aspect)
Next, the organic EL layer of the present invention comprises a hole-transporting light-emitting layer having a property of not inhibiting hole transport or light emission and a property of light emission, and an electron transport having a property of electron transport or hole blocking. A case composed of layers will be described.
[0086]
a. Hole transporting light emitting layer
First, the hole transporting light emitting layer used in this embodiment will be described. The hole transporting light emitting layer used in the present embodiment is a layer having a property of hole transport or a property not hindering light emission and a property of light emission.
[0087]
The material used for the hole transporting light-emitting layer in this embodiment is a material having the property of hole transport or the property of not hindering light emission and the material having the property of light emission when the above-described organic EL layer is a single layer. Can be used as a mixture, so that the description here is omitted. Further, in the present embodiment, since an electron transporting layer described later is formed on the hole transporting light emitting layer, it is preferable that among the above-described materials, a material that does not dissolve in the solvent used for the electron transporting layer is preferable. .
[0088]
Such a hole transporting light emitting layer is formed by dissolving in the solvent described above in the case where the above-mentioned organic EL layer is one layer, and applying the solution on the substrate on which the above-mentioned first electrode layer is formed. Can be performed.
[0089]
b. Electron transport layer
Next, the electron transport layer used in this embodiment will be described. The electron transporting layer used in this embodiment is a layer having electron transporting properties or hole blocking properties.
[0090]
As a material used for the electron transport layer in this embodiment, a material having an electron transport property or a material having a hole blocking property when the above-described organic EL layer is a single layer can be used. The description of is omitted here.
[0091]
The formation of the electron transporting layer used in this embodiment is performed by dissolving the organic EL layer in the solvent described in the case where the organic EL layer is a single layer, and applying the organic EL layer on the hole transporting layer. be able to.
[0092]
(3) When there are three organic EL layers
Next, a case where the number of organic EL layers formed in the method for manufacturing an organic EL device of the present invention is three will be described. In the present invention, when the number of the organic EL layers is three, at least one layer is formed by using the coating device described in the above-described method of manufacturing a functional element. Further, the layers other than the layer formed by using the above-described coating apparatus can be formed by a method conventionally used for forming an organic EL layer, for example, a spin coating method, a vapor deposition method, An ink jet method and the like can be mentioned.
[0093]
When the organic EL layer has three layers, a hole transporting layer having a property of transporting holes, a light emitting layer having a property of emitting light, and an electron transporting layer having a property of transporting electrons or a property of blocking holes are provided. And a hole blocking layer. Hereinafter, each case will be described.
[0094]
(Hole transport layer)
First, the hole transport layer used in this embodiment will be described. The hole transport layer used in this embodiment is a layer having a property of transporting holes to a light emitting layer described later. As a material used for the hole transport layer in this embodiment, a material having the property of hole transport when the above-described organic EL layer is a single layer can be used, and thus description thereof is omitted here. . Further, in the present embodiment, since the light emitting layer described later is formed on the hole transport layer, the material having the property of hole transport described above is a material that does not dissolve in the solvent used for the light emitting layer. Is preferred. Such a hole transport layer is formed by dissolving in the solvent described in the case where the above-mentioned organic EL layer is a single layer, and applying it on the substrate on which the above-mentioned first electrode layer is formed, or the like. It can be carried out.
[0095]
(Light emitting layer)
Next, the light emitting layer used in this embodiment will be described. The light emitting layer used in this embodiment is a layer having a light emitting property. Further, the light emitting layer in this embodiment may contain a material having a property that does not hinder light emission. As the material used for the light-emitting layer in this embodiment, a material having a light-emitting property and a material having a property not to hinder light emission when the above-described organic EL layer is a single layer can be used. Is omitted. Further, in this embodiment, since an electron transporting layer described later is formed on the light emitting layer, it is preferable that the above-mentioned materials are insoluble in the solvent used for the electron transporting layer.
[0096]
This light-emitting layer can be formed by dissolving in the solvent described in the case where the above-mentioned organic EL layer is a single layer, and applying it to the above-described hole transport layer.
[0097]
(Electron transport layer or hole blocking layer)
Next, the electron transport layer or the hole blocking layer used in this embodiment will be described. The electron transport layer or hole blocking layer used in this embodiment is a layer that transports electrons to the above-described light emitting layer or a layer that suppresses holes from flowing to the cathode. As the material used for the electron transport layer or the hole blocking layer in this embodiment, a material having an electron transport property and a material having a hole blocking property when the above-described organic EL layer is a single layer may be used. Since it is possible, the description here is omitted.
[0098]
Such an electron transport layer or a hole blocking layer can be formed by dissolving in the solvent described in the case where the above-mentioned organic EL layer is a single layer, and applying it on the above-mentioned light-emitting layer. it can.
[0099]
(4) Other
In the organic EL device manufactured according to the present invention, when an organic EL device having white light emission is used, the organic EL layer may be formed as a material having a hole transporting property, such as polyvinyl carbazole or a material having an electron transporting property. , 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND), and as materials having light-emitting properties, perylene as a blue light-emitting agent and 4-dicyano as a red light-emitting agent It can be obtained by mixing methylene-6-cpidulolidinostyryl-2-ter-butyl-4H-pyran (DCJTB). Further, coumarin 6 which is a green light-emitting agent may be added.
[0100]
In the organic EL layer of the present invention, the weight ratio of perylene to DCJTB is preferably 96: 4.
[0101]
4. Second electrode layer
Next, in the method for manufacturing an EL element of the present invention, a step of forming a second electrode layer on the above-described organic EL layer is performed. Here, as the second electrode layer to be formed, a cathode is formed when the above-mentioned first electrode layer is an anode, and an anode is formed when the above-mentioned first electrode layer is a cathode. You. These anodes and cathodes are the same as those of the above-mentioned first electrode layer, and thus description thereof will be omitted.
[0102]
5. Other
In the present invention, before forming the above-described organic EL layer, an insulating thin film may be formed on the substrate on which the first electrode layer is formed so as to cover the edge of the first electrode layer. Good. As such an insulating film, those usually used as an insulating film in an organic EL element can be used. In the present invention, poly (N-vinylcarbazole), polystyrene, nylon , Polyacetal, polycarbonate, polymethacrylic methacrylate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyarylate, polysulfone, polyphenylene sulfide, polyamide, polyimide, polyamideimide, fluororesin, etc., gas barrier properties, adhesion, heat resistance, and It is preferable that the material has flexibility.
[0103]
6. Organic EL device
Through the above steps, an organic EL device formed efficiently at low cost without using a mask or the like can be obtained. Further, when a layer having a light-emitting property such as the light-emitting layer described above is formed by the coating device described above, for example, an organic EL element having light and darkness such as a picture or a poster can be used. Various organic EL elements can be formed.
[0104]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment. The above embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and has the same effect. Within the technical scope of
[0105]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples.
[0106]
[Example 1]
The substrate provided with the ITO electrode (Corning 1737, ITO sheet resistance 15Ω / □ (ULVAC film formation)) was subjected to an ultraviolet ozone cleaner treatment as a pretreatment for forming an organic EL layer for 25 minutes.
[0107]
Subsequently, as an organic EL layer, polyvinyl carbazole (PVCz) having a hole transporting property, and 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND) having an electron transporting property are used. As a luminescent agent, coumarin 6 (C6) as a green luminescent agent, DCJTB as a red luminescent agent, and perylene as a blue luminescent agent were used. Each was mixed with PVCz: BND: luminescent agent = 160: 40: 1 and dissolved in 1,2-dichloroethane solvent to prepare a 2 wt% solution.
[0108]
This solution was applied by a brush on the substrate. As the brush, a commercially available flat brush made of polybutylene terephthalate was used.
[0109]
Here, the flatness was observed with an atomic force microscope, and the average roughness was 2.3 nm. In addition, grooves having an interval of about 5 μm were observed on the surface. The atomic microscope used NanoscopeIII made by DI Corporation.
[0110]
Next, a cathode was formed using LiF (1 nm) / Al. FIG. 3 shows current density-voltage characteristics of the obtained organic electroluminescent device. FIG. 4 shows luminance-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device, and FIG. 5 shows efficiency-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device. FIG. 6 shows an emission spectrum, and FIG. 7 shows xy chromaticity coordinate values calculated from the emission spectrum. The device using C6 as a dye has the highest luminance, and the highest luminance is 3,680 cd / m2. ² (Current density 450 mA / cm ² , Voltage: 21.6 V), maximum efficiency: 0.35 lm / W (current density: 1.20 mA / cm) ² , Voltage 11.6 V). The chromaticity coordinate value obtained from the emission spectrum was (x, y) = (0.178, 0.557). (X, y) = (0.557, 0.434) when DCJTB was used as the dye, and (x, y) = (0.145, 0.220) when perylene was used. .
[0111]
Here, the thickness of the organic layer was 125 nm for the C6 dye, 133 nm for the DCJTB dye, and 116 nm for the perylene dye.
[0112]
The current density-voltage characteristics and the luminance-current density characteristics were measured using a semiconductor parameter analyzer (HP4155B, manufactured by HP) and a luminance meter (BM-3, manufactured by Topcon). The emission spectrum was measured using a spectrum meter (S2000, manufactured by Ocean Optics).
[0113]
[Example 2]
An organic EL layer was formed using the same base material and the same material for the organic EL layer as in Example 1 using a felt applicator.
[0114]
A commercially available oil-based portable felt applicator characterized in that the felt applicator has a core material that contains a solution therein during the application process, one end of which is in contact with a cylindrical storage container, and the other is an application section. It was used. The felt part was polypropylene.
[0115]
Here, the flatness was observed with an atomic force microscope, and the average roughness was 2.0 nm. In addition, irregular irregularities of about several μm were observed on the surface.
[0116]
Next, a cathode was formed using LiF (1 nm) / Al. FIG. 8 shows the current density-voltage characteristics of the organic electroluminescent device when coumarin 6 is used as a dye. FIG. 9 shows luminance-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device, and FIG. 10 shows efficiency-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device. FIG. 11 shows the emission spectrum. The maximum brightness of the device is 813 cd / m ² (Current density 300 mA / cm ² , Voltage 20 V), the highest efficiency is 0.11 lm / W (current density 3.21 mA / cm) ² , Voltage 12.4 V). The chromaticity coordinate value was (x, y) = (0.178, 0.563).
[0117]
[Example 3]
An organic EL device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a polythiophene derivative (PEDOT) was formed on the ITO electrode. FIG. 12 shows current density-voltage characteristics of the obtained organic electroluminescent device. FIG. 13 shows luminance-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device, and FIG. 14 shows efficiency-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device. FIG. 15 shows an emission spectrum, and FIG. 16 shows xy chromaticity coordinate values calculated from the emission spectrum. The device using DCJTB as a dye had the highest efficiency. The highest brightness is 2,910 cd / m ² (Current density 113 mA / cm ² , Voltage 18.8 V), the highest efficiency is 0.85 lm / W (current density 1.76 mA / cm) ² , And a voltage of 9.6 V), which was larger than that of a single layer. The chromaticity coordinate value was (x, y) = (0.534, 0.451). (X, y) = (0.230, 0.589) when C6 is used as the dye, (x, y) = (0.161, 0.282) when perylene is used, In particular, the chromaticity coordinate values when DCJTB was used changed as compared with the case of a single layer.
[0118]
[Example 4]
The substrate provided with the ITO electrode was subjected to an ultraviolet ozone cleaner treatment as a pretreatment for forming an organic EL layer for 25 minutes.
[0119]
Subsequently, as an organic EL layer, polyvinyl carbazole (PVCz) having a hole transporting property, and 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND) having an electron transporting property are used. And, as light emitting agents, perylene as a blue light emitting agent and DCJTB as a red light emitting agent were used in a ratio of 96: 4. A mixture of PVCz: BND: luminescent agent = 160: 40: 1 was dissolved in 1,2-dichloroethane solvent to prepare a 2 wt% solution.
[0120]
This solution was applied on the above-mentioned base material and applied with a brush. As the brush, a commercially available flat brush made of polybutylene terephthalate was used.
[0121]
Next, a cathode was formed using LiF (1 nm) / Al. An example of characteristics of the obtained organic electroluminescent device will be described. FIG. 17 shows current density-voltage characteristics of the organic electroluminescent device obtained by the initial trial production. FIG. 18 shows luminance-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device, and FIG. 19 shows efficiency-current density characteristics of the manufactured organic electroluminescent device. FIG. 20 shows an emission spectrum, and FIG. 21 shows xy chromaticity coordinate values calculated from the emission spectrum. The maximum brightness is 521 cd / m ² (Current density 129 mA / cm ² , Voltage 23.2V), the highest efficiency is 0.20 lm / W (current density 0.177 mA / cm) ² , Voltage 12.4 V). With respect to the chromaticity coordinate values obtained from the emission spectrum, white light emission of (x, y) = (0.318, 0.308) was obtained.
[0122]
[Example 5]
A 5 cm square substrate provided with an ITO electrode was spin-coated with polymethacrylic acid methacrylate (PMMA) as an insulating film to form an insulating layer. Next, polyvinyl carbazole (PVCz) having a hole transporting property, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND) having an electron transporting property, and coumarin as a light emitting agent 6 (C6) was mixed with PVCz: BND: C6 at a ratio of 160: 40: 1 and dissolved in a 1,2-dichloroethane solvent. This solution was applied on the insulating layer with a brush. As the brush, a commercially available flat brush made of polybutylene terephthalate was used.
[0123]
As a result, green color, which is the emission of coumarin 6 itself, was confirmed.
[0124]
[Example 6]
On a substrate provided with an ITO electrode, a triphenylamine derivative (TPD) having a hole transporting property, a silole derivative (PyPySPyPy) having an electron transporting property, and coumarin 6 (C6) which is a green luminescent material as a luminescent agent. , TPD: PyPySPyPy: C6 = 80: 120: 1 and mixed in a 1,2-dichloroethane solvent. This solution was applied on the substrate by a brush. As the brush, a commercially available flat brush made of polybutylene terephthalate was used. The thickness of the obtained courage EL layer was 173 nm. Next, a cathode was formed using LiF (1 nm) / Al.
[0125]
FIG. 22 shows current density-voltage characteristics of the obtained low-molecular single-layer organic EL device. FIG. 23 shows luminance-current density characteristics.
[0126]
[Comparative Example 1]
An organic EL device was formed in the same manner as in Example 6, except that the organic EL layer was formed by spin coating.
[0127]
FIG. 22 shows current density-voltage characteristics of the obtained low-molecular single-layer organic EL device. FIG. 23 shows luminance-current density characteristics.
[0128]
(Comparison between Example 6 and Comparative Example 1)
Due to the difference in the thickness of the organic EL layer, the voltage cannot be compared unconditionally. However, from FIG. 22, it was found that the current density was almost the same when considering the electric field. Also, from FIG. 23, 100 mA / cm ² The luminance with respect to the current density at the time was 148 cd / m 3 by a method using a spin coat and a brush ² was gotten.
[0129]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to apply an organic material only to a target portion without using a mask or the like by using an application device having the above-mentioned contact portion. Further, since a special device, a mask, or the like is not used, the manufacturing method of the present invention can be used for a large-area substrate regardless of the size of the substrate, and various functional elements can be manufactured. be able to.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a coating device used in a method for producing a functional element of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing another example of a coating device used in the method for producing a functional element of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing current density-voltage characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing luminance-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing efficiency-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing an emission spectrum of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing xy chromaticity coordinate values obtained from an emission spectrum of a single-layer organic EL device in an example of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing current density-voltage characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing luminance-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing efficiency-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an emission spectrum of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing current density-voltage characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 13 is a graph showing luminance-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 14 is a graph showing efficiency-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 15 is a diagram showing an emission spectrum of a single-layer organic EL device in an example of the present invention.
FIG. 16 is a diagram showing xy chromaticity coordinate values obtained from an emission spectrum of a single-layer organic EL device in an example of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing current density-voltage characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing a luminance-current density characteristic of a single-layer organic EL device in an example of the present invention.
FIG. 19 is a graph showing efficiency-current density characteristics of a single-layer organic EL device according to an example of the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing an emission spectrum of a single-layer organic EL device in an example of the present invention.
FIG. 21 is a diagram showing xy chromaticity coordinate values obtained from an emission spectrum of a single-layer organic EL device in an example of the present invention.
FIG. 22 is a diagram showing current density-voltage characteristics in an example of the present invention and a comparative example.
FIG. 23 is a diagram showing the luminance-current density characteristics of the single-layer organic EL devices according to the example of the present invention and the comparative example.
[Explanation of symbols]
1 ... substrate
2 Contact part
3 ... coating equipment
4 Organic thin film
5 ... Coating liquid supply section
6 ... Coating liquid tank
7… Coating solution buffer

Claims

Forming an organic thin film by applying an organic material on a substrate using a coating device having a contact portion for applying a coating liquid by relatively moving the substrate in contact with the substrate. Method for producing a functional element.

The method according to claim 1, wherein the contact portion is any one of a brush, a roller, a core, and a spherical rotating portion.

The method for manufacturing a functional element according to claim 1, wherein the coating device includes a coating liquid supply unit.

The method for manufacturing a functional element according to any one of claims 1 to 3, wherein the substrate has a base material and a first electrode layer formed on the base material. Wherein the organic thin film is an organic electroluminescent layer, and further comprising a step of forming a second electrode layer on the organic electroluminescent layer. .

The method for manufacturing an organic electroluminescent device according to claim 4, wherein the organic electroluminescent layer is a layer containing a material having a light emitting property.