JP2004355949A - Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display - Google Patents

Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display Download PDF

Info

Publication number
JP2004355949A
JP2004355949A JP2003152118A JP2003152118A JP2004355949A JP 2004355949 A JP2004355949 A JP 2004355949A JP 2003152118 A JP2003152118 A JP 2003152118A JP 2003152118 A JP2003152118 A JP 2003152118A JP 2004355949 A JP2004355949 A JP 2004355949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
organic
layer
ballpoint pen
manufacturing
display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2003152118A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Ebisawa
晃 海老沢
Emiko Kanbe
江美子 神戸
Tomoji Shirai
智士 白井
Masahiro Shinkai
正博 新海
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2003152118A priority Critical patent/JP2004355949A/en
Publication of JP2004355949A publication Critical patent/JP2004355949A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an organic EL display applying a low cost and simple patterning method in order to demonstrate characteristics of coating. <P>SOLUTION: This is the manufacturing method of an organic EL display having a hole injecting electrode, an electron injecting electrode, and at least one kind of organic layer provided between these organic layers. A patterning is carried out at least at one layer, and the formation of the patterned organic layer is carried out by application with a ballpoint pen. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機EL表示体の製造方法に関し、高分子を用いた有機EL表示体のパターニング方法に関する。さらに、本発明は有機EL表示体の製造方法に用いられる有機EL製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機ELディスプレイなどに用いられる有機EL素子は、低分子化合物を用いた真空蒸着法による有機層形成の提案(例えば、非特許文献1参照)をもとにデバイスが各種試作され、現在実用化の段階を迎えつつある。
【0003】
その一方、上記の低分子化合物は熱安定性が劣ることから、高分子化合物を用いた有機EL素子の開発が盛んに行われている。高分子化合物を使用した場合、低分子化合物にはない優れた熱安定性を得られることが期待できる。また、高分子化合物は塗布による素子作成が可能となるため、蒸着法に頼らざるをえない低分子化合物に比べて製造プロセスの簡略化が可能となる。
【0004】
ところで、ディスプレイを製造する上で、RGB各素子の配置等のために材料のパターニングが必要となる。高分子化合物を使用した塗布型の素子においては、グラビア印刷、スプレーコート等も試みられているが、インクジェット法が注目を集めており、薄膜トランジスタを有するガラス基板に形成された透明画素電極上層あるいは反射画素電極上層と、これらの電極上層に応じて対をなす反射電極あるいは透明電極との間に、各画素毎に形成される有機発光層の形成および配列をインクジェット方式により行うことが開示されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
インクジェット法は優れたパターニング方法であるが、大掛かりな設備が必要となるなど、低コスト化が難しい。また、インクジェット法は非接触で塗布が行われるため、ノズル先端と塗布対象物との微細な距離を制御するための装置が必要となり、その制御の不具合などに起因して、パターニングに欠陥が生じる場合もある。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−12377号公報
【非特許文献1】
アプライド フィジックス レターズ(Applied Physics Letters), 第51巻(vol.51), p913(1987)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、塗布による特徴を生かすために、より低コストで簡便なパターニング方法を適用した有機EL表示体の製造方法およびこれを実施するための有機EL製造装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、より簡単なパターニング方法としてボールペン方式を提案し、本発明をなすに至った。
【0009】
すなわち、本発明は、ホール注入電極と、電子注入電極と、これらの電極間に設けられた少なくとも1種の有機層とを有する有機EL表示体の製造方法であって、前記有機層のうちの少なくとも1層がパターニングされており、前記パターニングされた有機層の形成を、ボールペンによる塗布により行う有機EL表示体の製造方法である。
そして、ボールペンにより塗布される領域の周辺に、テーパーをつけたエッジカバーを設けて、ボールペンによる塗布を行うことが好ましく、さらには、撥水表面をもつ前記エッジカバーを設けて、ボールペンによる塗布を行うことが好ましい。
また、前記有機層のうちの少なくとも1層が高分子化合物を含有する有機EL表示体であることが好ましい。
また、本発明の製造方法には、ボールペンを有する有機EL製造装置が用いられ、具体的に用いられるのは、ボールペンと、有機層形成用基板を載置する載置台と、パターニングされた有機層の形成を行うためにボールペンおよび/または載置台を移動させる移動手段とを有する有機EL製造装置である。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】
本発明で得られる有機EL表示体は、ホール注入電極(陽極)と電子注入電極(陰極)とを有し、これらの電極間に少なくとも1種の有機層を有するものであり、有機層のうちの少なくとも1層はパターニングされているが、パターニングされた有機層の形成は、ボールペンによる塗布により行う。
【0012】
このように、ボールペンにより有機層のパターニングを行っているので、簡便であり、手軽にパターニングを行うことができる。また、ボールペンの移動を制御するXYロボットなどの制御手段の精度に応じた塗布が可能となるため、比較的容易に高精度の塗布が可能となる。また、接触型の塗布であるため、非接触型のインクジェット法と異なり、塗布欠陥も生じにくい。
【0013】
本発明の有機EL表示体を製造するのに用いられる有機EL製造装置の一構成例を図1に示す。
【0014】
図1に示される有機EL製造装置1は、ボールペン11を有し、パターニングされた有機層が形成される有機層形成用基板2を載置する載置台12を備える。載置台12の有機層形成用基板2の載置部分には、図示のように、有機層形成用基板2の水平面(X−Y面)のうちY方向への移動を可能とするY方向移動ステージ12Sが設けられている。また、ボールペン11には、ボールペン11と有機層形成用基板2との接触圧力を一定に保つための接触圧力調整用ダンパー13が取り付けられており、さらには、ボールペン11の水平面(X−Y面)のうちX方向への移動を可能とするX方向移動手段14が設けられている。接触圧力調整用ダンパー13は、バネ、エアシリンダー、オイルダンパー、磁石やこれらの組合せにより接触圧力を調整するように構成されている。また、これらの手段を用いることなく、ボールペン11の自重のみで圧力を調整するようにしてもよい。この場合の接触圧力は、有機層形成用基板2を傷つけない程度の圧力で、通常10mg(98μN)以下、好ましくは1mg(9.8μN)以下である。下限に特に制限はないが、通常0.1mg(0.98μN)程度である。
【0015】
また、有機EL製造装置1は、ボールペン11を上下方向(Z軸方向)に移動させ、ボールペン11と有機層形成用基板2との接触を制御するZ軸方向移動手段(図1では図示せず。)を有する。
【0016】
図2は、ボールペン11のZ軸方向の移動を模式的に示すものである。図2には、ボールペン11のZ軸方向の移動を制御するZ軸方向移動手段15が示されている。図示例では、Z軸方向移動手段15はボールペン11の接触圧力調整用ダンパー13に取り付けられており、図2(a)には、塗布作業の開始に際し、ボールペン11が有機層形成用基板2と離間している様子が、図2(b)には、ボールペン11の移動により有機層形成用基板2と接触している様子が、また、図2(c)には、ボールペン11による塗布が終了し、有機層形成用基板2からボールペン11が退避した様子が示されている。
【0017】
なお、図2では、図1と共通の部材は、同一符号を用いて示している。
【0018】
このなかで、図2(b)のように、ボールペン11が有機層形成用基板2と接触したときのボールペン11の接触圧力の調整について説明する。
【0019】
例えば、ボールペン11は、被塗布物である有機層形成用基板2に塗布を行う塗布部とこの塗布部を収納するホルダ部とを有するものであってよく、まず、図示例のように接触圧力調整ダンパー13を設けることなく、ボールペンの自重により接触圧力を調整する場合について述べる。このような場合、ボールペン11は、ボールペン11の有機層形成用基板2との接触面であるボールペン11の塗布部先端部を有機層形成用基板2の表面に押し当てたときに、ボールペン11の塗布部が、塗布部を収納するホルダ部の移動量を打ち消す方向に相対的に摺動するように構成してもよい。これにより、ボールペン11の塗布部先端部を、有機層形成用基板2の表面に押し当てる際の接触圧力(押圧力)を細かく制御する必要がなくなるので、ボールペン11の塗布部先端部を有機層形成用基板2の表面に押し当てる機構を簡易に構成できる。また、ボールペン11の塗布部の自重に応じて、塗布部先端部を有機層形成用基板2の表面に押し当てる接触圧力(押圧力)が変化するので、ボールペン11の塗布部の質量を調整するだけの簡易な方法により接触圧力(押圧力)を調整できる。
【0020】
一方、図示例のように、接触圧力調整用ダンパー13により調整する場合は、前記のように、ボールペン11に設けたバネやオイルダンパー(油圧機構)などの適宜の手段が用いられるが、ボールペン11に圧力センサを設け、この圧力センサによって検出された接触圧力(押圧力)に基づいて、バネの弾性力や油圧力を制御すると好適である。
【0021】
本発明の有機EL製造装置は、図示例に限らず、種々のものであってよく、例えば、ボールペン11のX方向の移動にかえて、有機層形成用基板2をY方向のみならず、X方向に移動するように構成することもでき、また、ステージ12Sの動きを固定して、ボールペン11の動きのみによってX、Y方向、Z軸方向の移動を制御することもできる。
【0022】
ボールペン11は、被塗布面に対し、球体の回転により塗布液を供給する構造を有し、液だめのタンクを背後に備えたものなど、前記した構成のものなどを含め、通常使用されている構造のものを特に制限なく用いることができる。
【0023】
また、有機層形成用基板2は、ボールペン11によって塗布設層される有機層が、未だ設層されていない前段階のものであり、例えば、図3の工程に従って作製された有機層形成用基板2c(図3(c))がある。
【0024】
図3は、有機層形成用基板2cを作製する工程を模式的に示すものである。
【0025】
まず、図3(a)に示されるように、ガラス基板等の所定の基板20上に、ITO等の電極21を所定の線幅および厚さでストライプ状に形成する。このようにして得られた基板2aの平面図を(a−1)に、そのI−I線断面図を(a−2)に示す。
【0026】
次に、図3(b)に示されるように、画素領域を分離するためにSiO等の絶縁性無機材料で第1の絶縁層バンク22を形成する。このようにして得られた基板2bの平面図を(b−1)に、そのII−II線断面図を(b−2)に示す。第1の絶縁層バンク22は、電極21の厚さより0〜100nm程度厚くなるような高さにする。
【0027】
そして、図3(c)に示されるように、さらに、第1の絶縁層バンク22上に、この全面をほぼ覆うように、ポリイミド等の絶縁性樹脂で第2の絶縁層バンク23を形成する。このようにして得られた有機層形成用基板2cの平面図を(c−1)に、そのIII−III線断面図を(c−2)に示す。第2の絶縁層バンク23は、第1の絶縁層バンク22の厚さより0〜10μm 程度厚くなるような高さとする。
【0028】
第1および第2の絶縁層バンク22、23は、エッジカバーを構成する。エッジカバーは、ボールペンにより塗布される領域、即ち、図示例では、電極21の露出領域の周辺に設けられるものであり、(c−2)に示されるように、ボールペンでなぞりやすいようにテーパーが設けられている。
【0029】
また、絶縁性樹脂で形成された第2の絶縁層バンク23は撥水処理されていることが好ましく、これにより、電極21の露出領域に塗布液が集まりやすくなる。本発明における撥水処理は、水のみならず、塗布液の溶媒ないし分散媒をはじく性質をもたせるように行う処理一般をいい、例えばフッ素化処理などがある。
【0030】
有機層形成用基板は、これに限らず、目的用途に応じて種々のものを用いることができる。
【0031】
例えば、ITO等の電極で全面を被覆した基板を用い、ボールペンで描画することで有機層をパターン化することもできる。さらには、ホール注入輸送層等の電荷注入輸送性の層をボールペンで描画し、その後、その基板全面に発光層をスピンコートなどにより塗布設層し、ボールペンで描画した領域の電荷注入輸送能力の違いを利用して描画領域のみを発光させるような構成とすることもできる。
【0032】
ボールペンで描画する場合の線幅は通常0.1〜1mmであり、設定した線幅の±10%以内の精度で描画することができる。図3のように、予め画素領域を指定してその部分をボールペンで塗布する場合は、フォトリソグラフィにより、ITO等の電極領域の微細な描画も可能であるが、上記と同程度の線幅とすることが好ましい。また、絶縁層の撥水処理等の基板側の工夫により精度を向上させることが可能である。
【0033】
本発明で得られる有機EL表示体は、少なくとも1層の有機層が高分子化合物を含有することが好ましく、特に、ボールペンによりパターニング形成される有機層が高分子化合物を含有することが好ましい。ボールペンによる塗布の場合、手軽さから自然乾燥することなども考えると、良好な膜性を得るには結晶化しやすい低分子化合物ではなく高分子化合物を含有する方が有利である。また、ボールペンのインクの粘性を好適範囲に保つ上でも高分子化合物の使用は好ましい。
【0034】
ボールペンに充填される塗布液は、溶液であっても分散液であってもよい。また、発光層用の塗布液とする場合は、溶質あるいは分散質として、高分子の発光材料を用いてもよいが、発光色の選択性の容易さからは、ビニル系の高分子化合物に色素を分散させたものが用いられる。これらについては、後述する。
【0035】
本発明において、有機層を形成するための有機材料としては、一般に有機EL素子に用いられているような発光材料、電荷輸送材料(電子輸送性材料とホール輸送性材料の総称である。)などを用いることができる。
【0036】
例えば、高分子発光材料を用いた発光層や、高分子発光材料と電荷輸送材料との混合発光層、あるいはこのような発光層と陰極(電子注入電極)との間に電子注入輸送性材料を含有する電子注入輸送層を有していたり、発光層と陽極(ホール注入電極)との間にホール注入輸送性材料を含有するホール注入輸送層を有していてもよい。また、これら電子注入輸送層、ホール注入輸送層に代えて、無機材料による高抵抗の電子注入輸送層や、ホール注入輸送層を有していてもよい。
【0037】
本発明において、有機層は、塗布法で形成した有機EL素子としての機能を確保する上で、高分子化合物を含有することが好ましい。
【0038】
このような高分子化合物の分子量は、重合体の場合、重量平均分子量Mwで表して、5000以上、通常、5000〜300万程度である。
【0039】
具体的には、主に、発光材料、ホール輸送性材料として用いられるものであるが、ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンサルフォネート(PEDOT/PSS)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリアニリン/ポリスチレンサルフォネート(Pani/PSS)、下記式(P−1)のポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV誘導体)、および下記式(P−2)のポリアリールフルオレン誘導体のいずれか、またはこれらの混合物を挙げることができる。
【0040】
【化1】

Figure 2004355949
【0041】
(Rは2−エチルヘキシルオキシ基であり、R’はメトキシ基であり、
nは重合度を表し、Mwは50000である。)
【0042】
【化2】
Figure 2004355949
【0043】
(RおよびR’は各々アルキル基であり、
Arは置換基を有していてもよい芳香環基または複素環基であり、
nは重合度を表し、Mwは5000〜300万である。)
【0044】
また、発光層は1層であっても2層以上あってもよく、発光層と電荷輸送層で複数層を形成していてもよい。さらに、発光層は、高分子発光材料以外に、下記の発光材料、電荷輸送材料を含有していてもよい。また、前記高分子発光材料および/または電荷輸送材料を高分子化合物に分散させてもよい。
【0045】
本発明の高分子発光材料と共に使用できる既知の発光材料としては特に限定されないが、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、8−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエンおよびその誘導体、テトラフェニルブタジエンおよびその誘導体などを用いることができる。具体的には、例えば、特開昭57−51781号、同59−194393号公報に記載されているもの等、公知のものが使用可能である。
【0046】
本発明に使用することのできる電荷輸送材料としては、種々の電子輸送性材料、ホール輸送性材料を用いることができ、特に限定されるものではない。
【0047】
ホール輸送性材料としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルペン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等を挙げることができる。
【0048】
電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレンおよびその誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体等の金属錯体等を挙げることができる。
【0049】
具体的には、特開昭63−70257号公報、同63−175860号公報、特開平2−135359号公報、同2−135361号公報、同2−209988号公報、同3−37992号公報、同3−152184号公報に記載されているものなどを挙げることができる。
【0050】
特にホール輸送性材料としては4,4−ビス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル、電子輸送性材料としては2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノラト)アルミニウムが好ましい。
【0051】
これらのうち、電子輸送性の化合物とホール輸送性の化合物のいずれか一方、または両方を同時に使用するとよい。これらの化合物は各々単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。
【0052】
電荷輸送材料の使用量は、使用する化合物の種類などにより異なるので、十分な成膜性と発光特性を阻害しない範囲で最適な添加量を決めればよい。通常、発光材料に対して1〜40%(質量百分率)であり、より好ましくは2〜30%(質量百分率)である。
【0053】
また、有機層として上記の発光層以外に電子注入輸送層、ホール注入輸送層などを有していてもよい。有機材料からなる電子注入輸送層、ホール注入輸送層に用いられる電子輸送性材料、ホール輸送性材料は上記の材料のなかから、発光層や電極等との関係で好適なものを用いればよい。
【0054】
上記高分子発光材料を用いた場合の発光層の厚さとしては0.5nm〜10μm 、好ましくは1nm〜1μm である。電流密度を上げて発光効率を上げるためには、10〜500nmの範囲が好ましい。なお、塗布法により薄膜化した場合には、溶媒を除去するため、減圧下あるいは不活性雰囲気下、30〜200℃、好ましくは60〜100℃の温度で加熱乾燥することが望ましい。
【0055】
また、電荷注入輸送層を発光層の下層に形成する場合、発光層の形成に加熱重合工程を要するときは、ある程度の耐熱性が必要となる。この場合、好ましくはガラス転移温度が100℃以上、より好ましくは150℃以上、特に200℃以上の化合物が好ましい。ガラス転移温度の上限に特に制限はないが、300℃程度である。
【0056】
有機のホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものではなく、形成方法によっても異なるが、通常5〜500nm程度、特に10〜300nmとすることが好ましい。ホールの注入層と輸送層とを設ける場合は、注入層は1nm以上、輸送層は1nm以上とするのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上限は、通常、注入層で500nm程度、輸送層で500nm程度である。
【0057】
本発明の有機層形成に用いられる溶媒ないし分散媒としては、有機材料が溶解ないし分散し、塗布に際して障害が生じないものであれば特に限定されるものではない。具体的には、アルコール系、炭化水素系、ケトン系、エーテル系等一般に用いられているものを使用することができる。なかでも、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが好ましい。また、分散媒としては水なども用いられる。高分子材料の場合、高分子材料の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒ないし分散媒に0.1%(質量百分率)以上溶解ないし分散させることができる。高分子以外の有機材料の場合も同様の含有量としてよい。
【0058】
陰極(電子注入電極)は、無機電子注入層等の電子注入層とを組み合わせて用いる場合は、低仕事関数で電子注入性を有している必要がないため、その材料として、特に限定される必要はなく、通常の金属を用いることができる。なかでも、導電率や扱い易さの点で、Al,Ag,In,Ti,Cu,Au,Mo,W,Pt,PdおよびNi、特にAl,Agから選択される1種または2種等の金属元素が好ましい。これら陰極の厚さは、電子を高抵抗の無機電子注入輸送層に与えることのできる一定以上の厚さとすれば良く、50nm以上、好ましくは100nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常、厚さは50〜500nm程度とすればよい。
【0059】
また、陰極(電子注入電極)として必要に応じて下記のものを用いてもよい。例えば、K、Cs、Li、Na、Mg、La、Ce、Ca、Sr、Ba、Sn、Zn、Zr等の金属元素単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む2成分、3成分の合金系、例えばAg・Mg合金(Ag量0.1〜50%(原子比))、Al・Li合金(Li量0.01〜14%(原子比))、In・Mg合金(Mg:50〜80%(原子比))、Al・Ca合金(Ca量0.01〜20%(原子比))等が挙げられる。陰極(電子注入電極)の厚さは、電子注入を十分行える一定以上の厚さとすれば良く、0.1nm以上、好ましくは0.5nm以上、特に1nm以上とすればよい。また、その上限値には特に制限はないが、通常、厚さは1〜500nm程度とすればよい。陰極(電子注入電極)の上には、さらに補助電極(保護電極)を設けてもよい。
【0060】
補助電極の厚さは、電子注入効率を確保し、水分や酸素あるいは有機溶媒の進入を防止するため、一定以上の厚さとすればよく、好ましくは50nm以上、さらには100nm以上、特に100〜500nmの範囲が好ましい。補助電極層が薄すぎると、その効果が得られず、また、補助電極層の段差被覆性が低くなってしまい、端子電極との接続が十分ではなくなる。一方、補助電極層が厚すぎると、補助電極層の応力が大きくなるため、ダークスポットの成長速度が速くなってしまう等といった弊害が生じてくる。補助電極は、組み合わせる電子注入電極の材料により最適な材料を選択して用いればよい。例えば、電子注入効率を確保することを重視するのであればAl等の低抵抗の金属を用いればよく、封止性を重視する場合には、TiN等の金属化合物を用いてもよい。
【0061】
陰極(電子注入電極)と補助電極とを併せた全体の厚さとしては、特に制限はないが、通常50〜500nm程度とすればよい。
【0062】
陽極(ホール注入電極)の材料は、無機ホール注入輸送層、または有機のホール注入輸送層へホールを効率よく注入することのできるものが好ましく、仕事関数4.5eV〜5.5eVの物質が好ましい。具体的には、錫ドープ酸化インジウム(ITO)、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)、酸化インジウム(In)、酸化スズ(SnO)および酸化亜鉛(ZnO)のいずれかを主組成としたものが好ましい。これらの酸化物はその化学量論組成から多少偏倚していてもよい。Inに対するSnOの混合比は、1〜20%(質量百分率)、さらには5〜12%(質量百分率)が好ましい。また、IZOでのInに対するZnOの混合比は、通常、12〜32%(質量百分率)程度である。
【0063】
陽極(ホール注入電極)は、仕事関数を調整するため、酸化シリコン(SiO)を含有していてもよい。酸化シリコン(SiO)の含有量は、ITOに対するSiOの モル比で0.5〜10%程度が好ましい。SiOを含有することにより、ITOの仕事関数が増大する。
【0064】
光を取り出す側の電極は、発光波長帯域、通常400〜700nm、特に各発光光に対する光透過率が50%以上、さらには80%以上、特に90%以上であることが好ましい。透過率が低くなりすぎると、発光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度を得難くなってくる。その場合の電極の厚さは、50〜500nm、特に50〜300nmの範囲が好ましい。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと透過率の低下や剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、十分な効果が得られず、製造時の膜強度等の点でも問題がある。このような電極は陽極であることが多い。
【0065】
さらに、素子の有機層や電極の劣化を防ぐために、素子上を封止板等により封止することが好ましい。封止板は、湿気の浸入を防ぐために、接着性樹脂層を用いて、封止板を接着し密封する。封止ガスは、Ar、He、N等の不活性ガス等が好ましい。また、この封止ガスの水分含有量は、100ppm 以下、より好ましくは10ppm 以下、特には1ppm 以下であることが好ましい。この水分含有量に下限値は特にないが、通常0.1ppm 程度である。
【0066】
本発明において、有機EL構造体を形成する基板としては、非晶質基板(例えばガラス、石英など)、結晶基板(例えば、Si、GaAs、ZnSe、ZnS、GaP、InPなど)が挙げられ、また、これらの結晶基板に結晶質、非晶質あるいは金属のバッファ層を形成した基板も用いることができる。また、金属基板としては、Mo、Al、Pt、Ir、Au、Pdなどを用いることができ、好ましくはガラス基板が用いられる。基板は、光取り出し側となる場合、上記電極と同様な光透過性を有することが好ましい。
【0067】
さらに、本発明では素子を平面上に多数並べてもよい。平面上に並べられたそれぞれの素子の発光色を変えて、カラーのディスプレーにすることができる。
【0068】
基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。
【0069】
本発明の有機EL表示体は、通常、直流駆動型、パルス駆動型のEL表示体として用いられるが、交流駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、2〜30V 程度とされる。
【0070】
本発明の有機EL表示体は、例えば、基板/第1の電極(陽極)/有機層(発光層を含む。)/第2の電極(陰極)とが順次積層された構成としてもよいし、この逆の積層構成としてもよい。積層構成は、例えば、ディスプレーの仕様や作製プロセス等により、適宜最適なものに決定すればよい。
【0071】
本発明の有機EL表示体は、ディスプレイとしての応用の他、例えばメモリ読み出し/書き込み等に利用される光ピックアップ、光通信の伝送路中における中継装置、フォトカプラ等、種々の光応用デバイスに用いることができる。
【0072】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
【0073】
実施例1
10cm画のITO(1500Å厚)付きガラス基板(コーニング社製7059)をアルカリ洗剤、純水、エタノール、アセトンにて超音波洗浄し、最後にUV/O処理を施した。次に、水に分散した下記構造のポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS:m、nは重合度)を直径0.5mmのボールペンのカートリッジに充填した。この分散液中のPEDOT/PSSの含有率は、2%(質量百分率)である。基板およびボールペンを図1の装置にセットし、基板上に“TDK”という文字をボールペンにて描き、200℃にて5分間乾燥した。この時、描かれた部分のPEDOT/PSSの膜厚は500Åであり、線幅は0.15mmであった。次に、2%(質量百分率)濃度の下記構造のポリビニルカルバゾール(PVK:nは重合度、Mw=100,000)と、ポリマーのモノマーユニットに対して3mol%となるようにテトラフェニルブタジエン(TPB)を加えたトルエン溶液を用いて、スピンコートにより基板上に膜厚1000Åの発光層を形成した。次に、この発光層上に、電子注入層としてのLiF層(膜厚6Å)、および補助電極としてのAl層(膜厚2500Å)をこの順で真空蒸着して陰極層を形成し、陰極層側の面を封止して目的の有機EL素子を得た。
【0074】
ITOを陽極に、Alを陰極につなぎ8Vの電圧をかけたところ、“TDK”の文字がTPB由来の青色に発光しており、ボールペンにてパターニングが可能であることが確認できた。PEDOT/PSSが塗布された部分は、PEDOT/PSSのホール注入能力により、PEDOT/PSS未塗布の部分よりも低電圧で発光するためである。このデバイスでは、15Vの電圧でもPEDOT/PSS未塗布の部分からの発光は見られなかった。
【0075】
【化3】
Figure 2004355949
【0076】
【化4】
Figure 2004355949
【0077】
実施例2
図3に示した工程で得られた有機層形成用基板を用いて実験を行った。ITO(1500Å厚)の幅は0.5mmであり、SiO、ポリイミドに覆われていない露出している部分の幅は0.3mmであり、長さは0.5mmである。また、ポリイミドは撥水処理が施されており、塗布された溶液は、ITOとSiO上に集まりやすくなっている。SiO層の厚さは1600Åとし、ポリイミド層の厚さは2000Åとし、ポリイミド層にはテーパーを設けた。
【0078】
2%(質量百分率)濃度のポリビニルカルバゾール(PVK)と、ポリマーのモノマーユニットに対して3mol%となるようにテトラフェニルブタジエン(TPB)を加えたトルエン溶液を青色発光層塗布溶液、TPBに変えてクマリン6(C6)を加えた溶液を緑色発光層塗布溶液、TPBに変えてローダミン6Gを加えた溶液を赤色発光層塗布溶液とし、それぞれを直径1.0mmのボールペンのカートリッジに充填した。
【0079】
実施例1と同様に基板洗浄を行った後、図1の装置を用い、ITOに沿って線状に、青色、緑色、赤色の順に繰り返し塗布を行った。塗布された溶液は速やかにITOとSiO上に集まり、レベリングした後乾燥した。発光層の厚さは1000Åであった。次いで、実施例1と同様の電子注入層、補助電極を全面に形成し、最後に封止を行い目的の有機EL素子を得た。
【0080】
ITOを陽極に、Alを陰極につないで素子を発光させた場合、選択するITOによって、発光色が青、緑、赤のそれぞれになることが確認でき、ボールペン方式により有機EL素子のパターニングが可能であることが示された。
【0081】
【化5】
Figure 2004355949
【0082】
【発明の効果】
本発明によれば、低コストで簡便に、有機層のパターニングを行うことができる。さらにいえば、インクジェット法のような、ノズル先端と塗布対象物との微細な距離を制御するための装置が不要であり、その制御ミスによりミスパターニングを生じることもない。それに加え、本発明は塗布対象物の表面に凹凸が存在する場合でも細かな距離制御機構を必要とせず簡易な構成により好適に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機EL製造装置の概略構成図である。
【図2】本発明の有機EL製造装置のボールペンのZ軸方向の動きを説明する図である。
【図3】本発明に用いる有機層形成用基板の製造工程を示す図である。
【符号の説明】
1 有機EL装置
2、2c 有機層形成用基板
11 ボールペン
12 載置台
12S Y方向移動ステージ
13 接触圧力調整用ダンパー
14 X方向移動手段
15 Z軸方向移動手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an organic EL display, and more particularly, to a method for patterning an organic EL display using a polymer. Further, the present invention relates to an organic EL manufacturing apparatus used in a method of manufacturing an organic EL display.
[0002]
[Prior art]
Various types of organic EL elements used for organic EL displays and the like have been prototyped based on proposals for forming an organic layer by a vacuum deposition method using a low-molecular compound (for example, see Non-Patent Document 1). The stage is approaching.
[0003]
On the other hand, since the above low molecular compounds have poor thermal stability, organic EL devices using high molecular compounds have been actively developed. When a high molecular compound is used, it can be expected that excellent thermal stability not obtained by a low molecular compound can be obtained. In addition, since a polymer compound can be used to form an element by coating, the manufacturing process can be simplified as compared with a low molecular compound which must rely on an evaporation method.
[0004]
By the way, when manufacturing a display, it is necessary to pattern a material for the arrangement of the RGB elements and the like. Gravure printing, spray coating, etc. have also been attempted for coating type devices using polymer compounds, but the inkjet method has attracted attention, and the upper layer or reflective layer of a transparent pixel electrode formed on a glass substrate having thin film transistors has been attracting attention. It is disclosed that an organic light emitting layer formed for each pixel is formed and arranged between an upper layer of a pixel electrode and a reflective electrode or a transparent electrode corresponding to the upper layer of the electrode by an inkjet method. (For example, see Patent Document 1).
[0005]
The ink jet method is an excellent patterning method, but it is difficult to reduce the cost because large-scale equipment is required. In addition, since the ink-jet method is applied in a non-contact manner, a device for controlling a minute distance between the nozzle tip and the object to be coated is required, and a defect occurs in patterning due to a defect in the control or the like. In some cases.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-12377 [Non-Patent Document 1]
Applied Physics Letters, Vol. 51 (vol. 51), p913 (1987)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an organic EL display body to which a simple and low-cost patterning method is applied in order to make use of characteristics by coating, and an organic EL manufacturing apparatus for carrying out the method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a ballpoint pen method has been proposed as a simpler patterning method, and the present invention has been accomplished.
[0009]
That is, the present invention is a method for manufacturing an organic EL display having a hole injection electrode, an electron injection electrode, and at least one type of organic layer provided between these electrodes. At least one layer is patterned, and the method of manufacturing an organic EL display includes forming the patterned organic layer by applying with a ballpoint pen.
Then, it is preferable to provide a tapered edge cover around the area to be coated with the ballpoint pen and perform coating with the ballpoint pen.Furthermore, it is preferable to provide the edge cover having a water-repellent surface and perform coating with the ballpoint pen. It is preferred to do so.
It is preferable that at least one of the organic layers is an organic EL display containing a polymer compound.
Further, the manufacturing method of the present invention uses an organic EL manufacturing apparatus having a ball-point pen, and specifically uses a ball-point pen, a mounting table for mounting an organic layer forming substrate, and a patterned organic layer. And a moving means for moving a ball-point pen and / or a mounting table in order to form the organic EL device.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[0011]
The organic EL display obtained by the present invention has a hole injection electrode (anode) and an electron injection electrode (cathode), and has at least one kind of organic layer between these electrodes. At least one layer is patterned, but the patterned organic layer is formed by coating with a ballpoint pen.
[0012]
As described above, since the patterning of the organic layer is performed using the ballpoint pen, the patterning can be performed easily and easily. In addition, since coating can be performed in accordance with the accuracy of a control unit such as an XY robot that controls the movement of a ballpoint pen, high-precision coating can be performed relatively easily. In addition, since it is a contact type application, unlike a non-contact type ink jet method, an application defect hardly occurs.
[0013]
FIG. 1 shows a configuration example of an organic EL manufacturing apparatus used for manufacturing the organic EL display of the present invention.
[0014]
The organic EL manufacturing apparatus 1 illustrated in FIG. 1 includes a mounting table 12 having a ballpoint pen 11 and mounting an organic layer forming substrate 2 on which a patterned organic layer is formed. As shown in the figure, a Y-direction movement that allows the organic layer forming substrate 2 to move in the Y direction on a horizontal plane (XY plane) is provided on the mounting table 12 on the mounting portion of the organic layer forming substrate 2. A stage 12S is provided. The ballpoint pen 11 is provided with a contact pressure adjusting damper 13 for keeping the contact pressure between the ballpoint pen 11 and the organic layer forming substrate 2 constant, and furthermore, a horizontal plane (the XY plane) of the ballpoint pen 11. ) Is provided with an X-direction moving means 14 that enables movement in the X-direction. The contact pressure adjusting damper 13 is configured to adjust the contact pressure by a spring, an air cylinder, an oil damper, a magnet, or a combination thereof. Further, the pressure may be adjusted only by the weight of the ball-point pen 11 without using these means. The contact pressure in this case is a pressure that does not damage the organic layer forming substrate 2 and is usually 10 mg (98 μN) or less, preferably 1 mg (9.8 μN) or less. The lower limit is not particularly limited, but is usually about 0.1 mg (0.98 μN).
[0015]
Further, the organic EL manufacturing apparatus 1 moves the ball-point pen 11 in the vertical direction (Z-axis direction), and controls the contact between the ball-point pen 11 and the organic layer forming substrate 2 in a Z-axis direction moving means (not shown in FIG. 1). .).
[0016]
FIG. 2 schematically shows the movement of the ball-point pen 11 in the Z-axis direction. FIG. 2 shows a Z-axis direction moving means 15 for controlling the movement of the ball-point pen 11 in the Z-axis direction. In the illustrated example, the Z-axis direction moving means 15 is attached to the damper 13 for adjusting the contact pressure of the ball-point pen 11, and FIG. FIG. 2B shows the state of being separated, the state of being in contact with the organic layer forming substrate 2 due to the movement of the ball-point pen 11, and FIG. Then, the ball pen 11 is retracted from the organic layer forming substrate 2.
[0017]
In FIG. 2, members common to those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0018]
Among them, adjustment of the contact pressure of the ball-point pen 11 when the ball-point pen 11 comes into contact with the organic layer forming substrate 2 as shown in FIG. 2B will be described.
[0019]
For example, the ball-point pen 11 may have a coating unit for coating the organic layer forming substrate 2 as an object to be coated and a holder unit for storing the coating unit. A case in which the contact pressure is adjusted by the weight of the ballpoint pen without providing the adjustment damper 13 will be described. In such a case, when the tip of the application portion of the ball-point pen 11, which is the contact surface of the ball-point pen 11 with the organic layer-forming substrate 2, is pressed against the surface of the organic layer-forming substrate 2, The application unit may be configured to relatively slide in a direction to cancel the moving amount of the holder unit that stores the application unit. This eliminates the need to finely control the contact pressure (pressing force) when pressing the tip of the application portion of the ball-point pen 11 against the surface of the organic layer forming substrate 2. A mechanism for pressing against the surface of the forming substrate 2 can be easily configured. In addition, the contact pressure (pressing force) of pressing the tip of the application portion against the surface of the organic layer forming substrate 2 changes according to the weight of the application portion of the ballpoint pen 11, so that the mass of the application portion of the ballpoint pen 11 is adjusted. The contact pressure (pressing force) can be adjusted by only a simple method.
[0020]
On the other hand, when the contact pressure is adjusted by the contact pressure adjusting damper 13 as shown in the illustrated example, appropriate means such as a spring provided on the ballpoint pen 11 and an oil damper (hydraulic mechanism) are used as described above. It is preferable that a pressure sensor be provided in the apparatus and the elastic force and the oil pressure of the spring be controlled based on the contact pressure (pressing force) detected by the pressure sensor.
[0021]
The organic EL manufacturing apparatus of the present invention is not limited to the illustrated example, but may be various types. For example, instead of moving the ball-point pen 11 in the X direction, the organic layer forming substrate 2 may be moved not only in the Y direction but also in the X direction. The movement of the stage 12S can be fixed, and the movement in the X, Y, and Z directions can be controlled only by the movement of the ballpoint pen 11.
[0022]
The ballpoint pen 11 has a structure for supplying a coating liquid by rotating a sphere to a surface to be coated, and is generally used, including one having the above-described configuration, such as one having a reservoir for a reservoir behind it. A structure can be used without any particular limitation.
[0023]
In addition, the organic layer forming substrate 2 is a substrate before the organic layer to be applied and formed by the ballpoint pen 11 is not yet formed. For example, the organic layer forming substrate manufactured according to the process of FIG. 2c (FIG. 3C).
[0024]
FIG. 3 schematically illustrates a step of producing the organic layer forming substrate 2c.
[0025]
First, as shown in FIG. 3A, an electrode 21 such as ITO is formed in a stripe shape with a predetermined line width and a predetermined thickness on a predetermined substrate 20 such as a glass substrate. (A-1) is a plan view of the substrate 2a thus obtained, and (a-2) is a cross-sectional view taken along line II of the substrate 2a.
[0026]
Next, as shown in FIG. 3B, a first insulating layer bank 22 is formed of an insulating inorganic material such as SiO 2 in order to separate a pixel region. A plan view of the substrate 2b thus obtained is shown in (b-1), and a cross-sectional view taken along the line II-II is shown in (b-2). The height of the first insulating layer bank 22 is set so as to be about 0 to 100 nm thicker than the thickness of the electrode 21.
[0027]
Then, as shown in FIG. 3C, a second insulating layer bank 23 is formed on the first insulating layer bank 22 with an insulating resin such as polyimide so as to substantially cover the entire surface. . A plan view of the organic layer forming substrate 2c thus obtained is shown in (c-1), and a cross-sectional view taken along the line III-III is shown in (c-2). The height of the second insulating layer bank 23 is set so as to be about 0 to 10 μm thicker than the thickness of the first insulating layer bank 22.
[0028]
The first and second insulating layer banks 22, 23 form an edge cover. The edge cover is provided around an area applied by a ball-point pen, that is, in the illustrated example, around the exposed area of the electrode 21. As shown in (c-2), the edge cover has a taper so as to be easily traced by the ball-point pen. Is provided.
[0029]
The second insulating layer bank 23 made of an insulating resin is preferably subjected to a water-repellent treatment, so that the coating liquid easily collects on the exposed region of the electrode 21. The water-repellent treatment in the present invention generally refers to a treatment performed so as to have a property of repelling not only water but also a solvent or a dispersion medium of a coating solution, and examples thereof include a fluorination treatment.
[0030]
The substrate for forming an organic layer is not limited to this, and various substrates can be used according to the intended use.
[0031]
For example, an organic layer can be patterned by drawing with a ballpoint pen using a substrate whose entire surface is covered with electrodes such as ITO. Further, a charge injection / transport layer such as a hole injection / transport layer is drawn with a ball-point pen, and thereafter, a light-emitting layer is applied and formed on the entire surface of the substrate by spin coating or the like. It is also possible to adopt a configuration in which only the drawing area emits light by utilizing the difference.
[0032]
The line width when drawing with a ballpoint pen is usually 0.1 to 1 mm, and drawing can be performed with an accuracy within ± 10% of the set line width. As shown in FIG. 3, when a pixel region is specified in advance and the portion is coated with a ballpoint pen, fine drawing of an electrode region such as ITO can be performed by photolithography. Is preferred. In addition, it is possible to improve accuracy by devising the substrate side such as a water-repellent treatment of the insulating layer.
[0033]
In the organic EL display obtained by the present invention, it is preferable that at least one organic layer contains a polymer compound, and it is particularly preferable that an organic layer formed by patterning with a ballpoint pen contains a polymer compound. In the case of application using a ballpoint pen, considering that the film is naturally dried from the viewpoint of convenience, it is more advantageous to contain a high molecular compound rather than a low molecular compound that easily crystallizes in order to obtain good film properties. The use of a high molecular compound is also preferable in keeping the viscosity of the ink of the ballpoint pen in a suitable range.
[0034]
The coating liquid filled in the ballpoint pen may be a solution or a dispersion. When a coating solution for the light emitting layer is used, a high molecular light emitting material may be used as a solute or a dispersoid. Is used. These will be described later.
[0035]
In the present invention, examples of the organic material for forming the organic layer include a light-emitting material and a charge transporting material (general terms of an electron transporting material and a hole transporting material) which are generally used in an organic EL device. Can be used.
[0036]
For example, a light emitting layer using a polymer light emitting material, a mixed light emitting layer of a polymer light emitting material and a charge transporting material, or an electron injecting and transporting material between such a light emitting layer and a cathode (electron injecting electrode). It may have an electron injecting / transporting layer containing the same or a hole injecting / transporting layer containing a hole injecting / transporting material between the light emitting layer and the anode (hole injecting electrode). Further, instead of the electron injection / transport layer and the hole injection / transport layer, a high resistance electron injection / transport layer or a hole injection / transport layer made of an inorganic material may be provided.
[0037]
In the present invention, the organic layer preferably contains a polymer compound in order to ensure the function as an organic EL element formed by a coating method.
[0038]
In the case of a polymer, the molecular weight of such a high molecular compound is 5000 or more, usually about 5000 to 3,000,000, expressed as a weight average molecular weight Mw.
[0039]
Specifically, it is mainly used as a light emitting material and a hole transporting material. Polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDOT / PSS), polyvinyl carbazole (PVK), polyaniline / polystyrene sulfonate (Pani / PSS), a polyparaphenylenevinylene derivative of the following formula (P-1) (PPV derivative), and a polyarylfluorene derivative of the following formula (P-2), or a mixture thereof. .
[0040]
Embedded image
Figure 2004355949
[0041]
(R is a 2-ethylhexyloxy group, R ′ is a methoxy group,
n represents the degree of polymerization, and Mw is 50,000. )
[0042]
Embedded image
Figure 2004355949
[0043]
(R 1 and R 1 ′ are each an alkyl group;
Ar is an aromatic or heterocyclic group which may have a substituent,
n represents a degree of polymerization, and Mw is 5,000 to 3,000,000. )
[0044]
The light emitting layer may be a single layer or two or more layers, and a plurality of light emitting layers and a charge transport layer may be formed. Further, the light emitting layer may contain the following light emitting material and charge transport material in addition to the polymer light emitting material. Further, the polymer light emitting material and / or the charge transport material may be dispersed in a polymer compound.
[0045]
Known light-emitting materials that can be used with the polymer light-emitting material of the present invention are not particularly limited. For example, naphthalene derivatives, anthracene and its derivatives, perylene and its derivatives, polymethine-based, xanthene-based, coumarin-based, and cyanine-based dyes , Metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, aromatic amines, tetraphenylcyclopentadiene and its derivatives, tetraphenylbutadiene and its derivatives, and the like. Specifically, for example, known materials such as those described in JP-A-57-51781 and JP-A-59-194393 can be used.
[0046]
As the charge transporting material that can be used in the present invention, various electron transporting materials and hole transporting materials can be used, and there is no particular limitation.
[0047]
Examples of the hole transporting material include a pyrazoline derivative, an arylamine derivative, a stilpene derivative, and a triphenyldiamine derivative.
[0048]
As the electron transporting material, oxadiazole derivatives, anthraquinodimethane and its derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone and its derivatives, anthraquinone and its derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivatives, fluorene and its derivatives, Metal complexes such as diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, 8-hydroxyquinoline and its derivatives, and the like can be given.
[0049]
Specifically, JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, JP-A-209988, JP-A-3-37992, And those described in JP-A-3-152184.
[0050]
Particularly, 4,4-bis (N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl is used as the hole transporting material, and 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-) is used as the electron transporting material. (Butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, and tris (8-quinolinolato) aluminum are preferred.
[0051]
Of these, one or both of the electron transporting compound and the hole transporting compound may be used at the same time. Each of these compounds may be used alone or in combination.
[0052]
Since the amount of the charge transporting material used varies depending on the type of the compound to be used and the like, the optimum amount of addition may be determined within a range that does not impair the sufficient film-forming property and the light-emitting characteristics. Usually, it is 1 to 40% (mass percentage), more preferably 2 to 30% (mass percentage) based on the luminescent material.
[0053]
In addition, the organic layer may have an electron injection / transport layer, a hole injection / transport layer, or the like in addition to the light emitting layer. The electron transporting material and the hole transporting material used for the electron injecting and transporting layer and the hole injecting and transporting layer made of an organic material may be any of the above-mentioned materials that are suitable in relation to the light emitting layer, the electrode, and the like.
[0054]
The thickness of the light emitting layer when using the above polymer light emitting material is 0.5 nm to 10 μm, preferably 1 nm to 1 μm. In order to increase the current density and the luminous efficiency, the range of 10 to 500 nm is preferable. When the film is formed into a thin film by a coating method, it is desirable to heat and dry at a temperature of 30 to 200 ° C., preferably 60 to 100 ° C. under reduced pressure or an inert atmosphere in order to remove the solvent.
[0055]
In the case where the charge injection / transport layer is formed below the light emitting layer, a certain degree of heat resistance is required when a heat polymerization step is required for forming the light emitting layer. In this case, a compound having a glass transition temperature of preferably 100 ° C. or higher, more preferably 150 ° C. or higher, particularly 200 ° C. or higher is preferable. The upper limit of the glass transition temperature is not particularly limited, but is about 300 ° C.
[0056]
The thickness of the organic hole injecting and transporting layer and the thickness of the electron injecting and transporting layer are not particularly limited and vary depending on the forming method, but are preferably about 5 to 500 nm, particularly preferably 10 to 300 nm. When a hole injection layer and a transport layer are provided, the thickness of the injection layer is preferably 1 nm or more, and the thickness of the transport layer is preferably 1 nm or more. At this time, the upper limit of the thickness of the injection layer and the transport layer is generally about 500 nm for the injection layer and about 500 nm for the transport layer.
[0057]
The solvent or dispersion medium used for forming the organic layer of the present invention is not particularly limited as long as the organic material dissolves or disperses and does not cause any trouble during coating. Specifically, those generally used such as alcohols, hydrocarbons, ketones, and ethers can be used. Among them, chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene and the like are preferable. Further, water or the like is used as the dispersion medium. In the case of a polymer material, although it depends on the structure and molecular weight of the polymer material, it can be generally dissolved or dispersed in these solvents or dispersion media in an amount of 0.1% (mass percentage) or more. Similar contents may be used for organic materials other than polymers.
[0058]
When the cathode (electron injection electrode) is used in combination with an electron injection layer such as an inorganic electron injection layer, it is not necessary to have a low work function and an electron injection property. There is no need to use a normal metal. Among them, in terms of conductivity and ease of handling, one or two or more selected from Al, Ag, In, Ti, Cu, Au, Mo, W, Pt, Pd and Ni, particularly Al and Ag. Metal elements are preferred. The thickness of these cathodes may be a certain thickness or more that can provide electrons to the high-resistance inorganic electron injecting and transporting layer, and may be 50 nm or more, preferably 100 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but usually, the thickness may be about 50 to 500 nm.
[0059]
Further, as a cathode (electron injection electrode), the following may be used as necessary. For example, metal elements such as K, Cs, Li, Na, Mg, La, Ce, Ca, Sr, Ba, Sn, Zn, and Zr, or two or three components containing them to improve stability. Alloy system, for example, Ag-Mg alloy (Ag amount 0.1-50% (atomic ratio)), Al-Li alloy (Li amount 0.01-14% (atomic ratio)), In-Mg alloy (Mg: 50 To 80% (atomic ratio)), Al.Ca alloy (Ca amount: 0.01 to 20% (atomic ratio)), and the like. The thickness of the cathode (electron injecting electrode) may be a certain thickness or more capable of sufficiently injecting electrons, and may be 0.1 nm or more, preferably 0.5 nm or more, particularly 1 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but usually, the thickness may be about 1 to 500 nm. An auxiliary electrode (protection electrode) may be further provided on the cathode (electron injection electrode).
[0060]
The thickness of the auxiliary electrode may be a certain thickness or more, preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, particularly 100 to 500 nm, in order to secure electron injection efficiency and prevent entry of moisture, oxygen or an organic solvent. Is preferable. If the auxiliary electrode layer is too thin, the effect cannot be obtained, and the step coverage of the auxiliary electrode layer is reduced, and the connection with the terminal electrode is not sufficient. On the other hand, if the auxiliary electrode layer is too thick, the stress of the auxiliary electrode layer increases, which causes adverse effects such as an increase in the growth rate of dark spots. As the auxiliary electrode, an optimum material may be selected and used depending on the material of the electron injection electrode to be combined. For example, if importance is placed on ensuring electron injection efficiency, a low-resistance metal such as Al may be used, and if importance is placed on sealing properties, a metal compound such as TiN may be used.
[0061]
The total thickness of the cathode (electron injection electrode) and the auxiliary electrode is not particularly limited, but may be generally about 50 to 500 nm.
[0062]
The material of the anode (hole injection electrode) is preferably a material capable of efficiently injecting holes into the inorganic hole injection / transport layer or the organic hole injection / transport layer, and is preferably a substance having a work function of 4.5 eV to 5.5 eV. . Specifically, any of tin-doped indium oxide (ITO), zinc-doped indium oxide (IZO), indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ), and zinc oxide (ZnO) was used as a main composition. Are preferred. These oxides may deviate somewhat from their stoichiometric composition. The mixing ratio of SnO 2 to In 2 O 3 is preferably 1 to 20% (mass percentage), and more preferably 5 to 12% (mass percentage). The mixing ratio of ZnO to In 2 O 3 in IZO is usually about 12 to 32% (mass percentage).
[0063]
The anode (hole injection electrode) may contain silicon oxide (SiO 2 ) to adjust the work function. The content of silicon oxide (SiO 2 ) is preferably about 0.5 to 10% in terms of a molar ratio of SiO 2 to ITO. By containing SiO 2 , the work function of ITO increases.
[0064]
It is preferable that the electrode on the light extraction side has a light transmittance of 50% or more, more preferably 80% or more, particularly 90% or more for the emission wavelength band, usually 400 to 700 nm, particularly for each emitted light. If the transmittance is too low, the light emission itself from the light emitting layer is attenuated, and it becomes difficult to obtain the luminance required for the light emitting element. In that case, the thickness of the electrode is preferably in the range of 50 to 500 nm, particularly preferably 50 to 300 nm. The upper limit is not particularly limited. However, if the thickness is too large, there is a concern that the transmittance may decrease or peeling may occur. If the thickness is too small, a sufficient effect cannot be obtained, and there is a problem in film strength at the time of manufacturing. Such an electrode is often the anode.
[0065]
Furthermore, in order to prevent deterioration of the organic layer and the electrodes of the element, it is preferable to seal the element with a sealing plate or the like. The sealing plate adheres and seals the sealing plate using an adhesive resin layer in order to prevent moisture from entering. Sealing gas, Ar, He, an inert gas such as N 2 is preferable. Further, the moisture content of the sealing gas is preferably 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. Although there is no particular lower limit for this water content, it is usually about 0.1 ppm.
[0066]
In the present invention, examples of the substrate on which the organic EL structure is formed include an amorphous substrate (eg, glass, quartz, etc.) and a crystalline substrate (eg, Si, GaAs, ZnSe, ZnS, GaP, InP, etc.), Alternatively, a substrate in which a crystalline, amorphous, or metal buffer layer is formed on these crystalline substrates can also be used. As a metal substrate, Mo, Al, Pt, Ir, Au, Pd, or the like can be used, and a glass substrate is preferably used. When the substrate is on the light extraction side, it is preferable that the substrate has the same light transmittance as the above-mentioned electrodes.
[0067]
Further, in the present invention, a large number of elements may be arranged on a plane. By changing the emission color of each element arranged on a plane, a color display can be obtained.
[0068]
The emission color may be controlled by using a color filter film, a color conversion film containing a fluorescent substance, or a dielectric reflection film on the substrate.
[0069]
The organic EL display of the present invention is generally used as a DC drive type or pulse drive type EL display, but may be driven by AC. The applied voltage is usually about 2 to 30V.
[0070]
The organic EL display of the present invention may have a configuration in which, for example, a substrate / first electrode (anode) / organic layer (including a light-emitting layer) / second electrode (cathode) are sequentially stacked, The reverse lamination structure may be adopted. The lamination structure may be appropriately determined according to, for example, the specifications of the display and the manufacturing process.
[0071]
INDUSTRIAL APPLICABILITY The organic EL display of the present invention is used not only as a display but also for various optical devices such as an optical pickup used for memory read / write, a relay device in a transmission line of optical communication, a photocoupler, and the like. be able to.
[0072]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples.
[0073]
Example 1
10cm painting ITO (1500 Å thick) with glass substrate (Corning Corporation product 7059) was subjected to ultrasonic cleaning with an alkali detergent, pure water, ethanol, acetone, it was subjected to the last UV / O 3 treatment. Next, a polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS: m, n: degree of polymerization) having the following structure and dispersed in water was filled in a ball-point pen cartridge having a diameter of 0.5 mm. The content of PEDOT / PSS in this dispersion is 2% (percent by mass). The substrate and the ballpoint pen were set in the apparatus shown in FIG. 1, and the letters “TDK” were drawn on the substrate with the ballpoint pen, and dried at 200 ° C. for 5 minutes. At this time, the thickness of the PEDOT / PSS in the drawn portion was 500 °, and the line width was 0.15 mm. Next, a 2% (mass percentage) concentration of polyvinyl carbazole having the following structure (PVK: n is a degree of polymerization, Mw = 100,000), and tetraphenylbutadiene (TPB) so as to be 3 mol% with respect to the monomer unit of the polymer. The light emitting layer having a thickness of 1000 ° was formed on the substrate by spin coating using the toluene solution to which (1) was added. Next, on this light emitting layer, a LiF layer (thickness: 6 °) as an electron injection layer and an Al layer (thickness: 2500 °) as an auxiliary electrode are vacuum-deposited in this order to form a cathode layer. The surface on the side was sealed to obtain an intended organic EL device.
[0074]
When a voltage of 8 V was applied by connecting ITO to the anode and Al to the cathode, the letters "TDK" emitted blue light derived from TPB, confirming that patterning was possible with a ballpoint pen. This is because the portion where PEDOT / PSS is applied emits light at a lower voltage than the portion where PEDOT / PSS is not applied due to the hole injection capability of PEDOT / PSS. In this device, even at a voltage of 15 V, no light emission was observed from the portion where PEDOT / PSS was not applied.
[0075]
Embedded image
Figure 2004355949
[0076]
Embedded image
Figure 2004355949
[0077]
Example 2
An experiment was performed using the organic layer forming substrate obtained in the step shown in FIG. The width of ITO (1500 mm thick) is 0.5 mm, the width of the exposed portion not covered with SiO 2 or polyimide is 0.3 mm, and the length is 0.5 mm. Further, the polyimide has been subjected to a water-repellent treatment, and the applied solution tends to collect on ITO and SiO 2 . The thickness of the SiO 2 layer was 1600 °, the thickness of the polyimide layer was 2000 °, and the polyimide layer was tapered.
[0078]
A toluene solution in which polyvinylcarbazole (PVK) having a concentration of 2% (mass percentage) and tetraphenylbutadiene (TPB) were added in an amount of 3 mol% based on the polymer monomer unit was changed to a blue light emitting layer coating solution, TPB. The solution to which coumarin 6 (C6) was added was changed to a green light-emitting layer coating solution, and the solution to which rhodamine 6G was added instead of TPB was used as a red light-emitting layer coating solution.
[0079]
After cleaning the substrate in the same manner as in Example 1, using the apparatus shown in FIG. 1, coating was repeatedly performed in a linear fashion along the ITO in the order of blue, green, and red. The applied solution was quickly collected on ITO and SiO 2 , leveled and dried. The thickness of the light emitting layer was 1000 °. Next, the same electron injection layer and auxiliary electrode as in Example 1 were formed on the entire surface, and finally sealing was performed to obtain a target organic EL element.
[0080]
When the device emits light by connecting ITO to the anode and Al to the cathode, it can be confirmed that the emission color becomes blue, green, and red, respectively, depending on the selected ITO, and it is possible to pattern the organic EL device by the ballpoint pen method. It was shown to be.
[0081]
Embedded image
Figure 2004355949
[0082]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, patterning of an organic layer can be performed easily at low cost. Furthermore, there is no need for a device for controlling the minute distance between the nozzle tip and the object to be coated, such as the ink-jet method, and no mis-patterning occurs due to a control mistake. In addition, in the present invention, even when unevenness is present on the surface of the object to be coated, the coating can be suitably performed with a simple configuration without requiring a fine distance control mechanism.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an organic EL manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating movement of a ball-point pen in the Z-axis direction of the organic EL manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a process of manufacturing an organic layer forming substrate used in the present invention.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 organic EL device 2, 2 c organic layer forming substrate 11 ballpoint pen 12 mounting table 12 S Y-direction moving stage 13 Contact pressure adjusting damper 14 X-direction moving means 15 Z-axis moving means

Claims (6)

ホール注入電極と、電子注入電極と、これらの電極間に設けられた少なくとも1種の有機層とを有する有機EL表示体の製造方法であって、
前記有機層のうちの少なくとも1層がパターニングされており、
前記パターニングされた有機層の形成を、ボールペンによる塗布により行う有機EL表示体の製造方法。
A method for producing an organic EL display having a hole injection electrode, an electron injection electrode, and at least one organic layer provided between these electrodes,
At least one of the organic layers is patterned,
A method for manufacturing an organic EL display, wherein the formation of the patterned organic layer is performed by coating with a ball-point pen.
ボールペンにより塗布される領域の周辺に、テーパーをつけたエッジカバーを設けて、ボールペンによる塗布を行う請求項1の有機EL表示体の製造方法。2. The method for manufacturing an organic EL display according to claim 1, wherein a tapered edge cover is provided around a region to be coated with a ballpoint pen, and coating is performed with a ballpoint pen. 撥水表面をもつ前記エッジカバーを設けて、ボールペンによる塗布を行う請求項2の有機EL表示体の製造方法。3. The method for manufacturing an organic EL display according to claim 2, wherein the edge cover having a water-repellent surface is provided, and the application is performed using a ballpoint pen. 前記有機層のうちの少なくとも1層が高分子化合物を含有する請求項1〜3のいずれかの有機EL表示体の製造方法。The method according to claim 1, wherein at least one of the organic layers contains a polymer compound. 請求項1〜4のいずれかの有機EL表示体の製造方法に用いられるボールペンを有する有機EL製造装置。An organic EL manufacturing apparatus having a ballpoint pen used in the method for manufacturing an organic EL display according to claim 1. ボールペンと、有機層形成用基板を載置する載置台と、パターニングされた有機層の形成を行うためにボールペンおよび/または載置台を移動させる移動手段とを有する請求項5の有機EL製造装置。6. The organic EL manufacturing apparatus according to claim 5, further comprising a ballpoint pen, a mounting table on which the substrate for forming an organic layer is mounted, and moving means for moving the ballpoint pen and / or the mounting table for forming a patterned organic layer.
JP2003152118A 2003-05-29 2003-05-29 Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display Withdrawn JP2004355949A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003152118A JP2004355949A (en) 2003-05-29 2003-05-29 Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003152118A JP2004355949A (en) 2003-05-29 2003-05-29 Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004355949A true JP2004355949A (en) 2004-12-16

Family

ID=34047412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003152118A Withdrawn JP2004355949A (en) 2003-05-29 2003-05-29 Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004355949A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100460214C (en) * 2005-08-30 2009-02-11 三星Sdi株式会社 Membrane donator apparatus for laser induction heat imaging
US7502043B2 (en) 2005-11-16 2009-03-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method and fabricating method of organic light-emitting diode using the same
US7534545B2 (en) 2005-08-30 2009-05-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of making an organic light emitting display device
US7666570B2 (en) 2005-11-16 2010-02-23 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging method and fabricating method of organic light-emitting diode using the same
US7704666B2 (en) 2005-08-30 2010-04-27 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method
US7718341B2 (en) 2005-08-30 2010-05-18 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and manufacturing method of organic light emitting diode using the same
JP2010528427A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Method for manufacturing confinement layer
US7817175B2 (en) 2005-08-30 2010-10-19 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and fabricating method of organic light emitting diode using the same
US7960094B2 (en) 2005-11-04 2011-06-14 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method
US8017295B2 (en) 2005-11-04 2011-09-13 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method and organic light emitting display device using the same
US8309376B2 (en) 2007-10-26 2012-11-13 E I Du Pont De Nemours And Company Process and materials for making contained layers and devices made with same
US8592239B2 (en) 2009-07-27 2013-11-26 E I Du Pont De Nemours And Company Process and materials for making contained layers and devices made with same

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8268657B2 (en) 2005-08-30 2012-09-18 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus
US8623583B2 (en) 2005-08-30 2014-01-07 Samsung Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and fabricating method of organic light emitting diode using the same
US7534545B2 (en) 2005-08-30 2009-05-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Method of making an organic light emitting display device
US8613989B2 (en) 2005-08-30 2013-12-24 Samsung Display Co., Ltd. Film donor device for laser induced thermal imaging
US7704666B2 (en) 2005-08-30 2010-04-27 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method
US7718341B2 (en) 2005-08-30 2010-05-18 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and manufacturing method of organic light emitting diode using the same
US8537185B2 (en) 2005-08-30 2013-09-17 Samsung Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and fabricating method of organic light emitting diode using the same
US7817175B2 (en) 2005-08-30 2010-10-19 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and fabricating method of organic light emitting diode using the same
CN100460214C (en) * 2005-08-30 2009-02-11 三星Sdi株式会社 Membrane donator apparatus for laser induction heat imaging
US7960094B2 (en) 2005-11-04 2011-06-14 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method
US8153345B2 (en) 2005-11-04 2012-04-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method
US8017295B2 (en) 2005-11-04 2011-09-13 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method and organic light emitting display device using the same
US7666570B2 (en) 2005-11-16 2010-02-23 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging method and fabricating method of organic light-emitting diode using the same
US7502043B2 (en) 2005-11-16 2009-03-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Laser induced thermal imaging apparatus and laser induced thermal imaging method and fabricating method of organic light-emitting diode using the same
JP2010528427A (en) * 2007-05-18 2010-08-19 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー Method for manufacturing confinement layer
US8309376B2 (en) 2007-10-26 2012-11-13 E I Du Pont De Nemours And Company Process and materials for making contained layers and devices made with same
US8592239B2 (en) 2009-07-27 2013-11-26 E I Du Pont De Nemours And Company Process and materials for making contained layers and devices made with same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100497626B1 (en) Organic semiconductor device and organic electroluminescent device manufactured by wet process
US20150303393A1 (en) Organic electroluminescent device and process for preparing the same
KR101690806B1 (en) Ink-jet printing ink for organic electroluminescent element, and process for production of organic electroluminescent element
US8497497B2 (en) Organic electroluminescent element, method for manufacturing the organic electroluminescent element, and light emitting display device
JPH1187068A (en) Organic el element and manufacture thereof
KR20080015356A (en) Organic electroluminescent device and preparation method thereof
CN101765930A (en) Organic electroluminescent device, method for manufacturing the same, and coating liquid555
US7906901B2 (en) Organic electroluminescent device and organic electroluminescent display device
JP2002170669A (en) Organic el display device and its manufacturing method
JP2004355949A (en) Manufacturing method of organic el display and manufacturing device of organic el display
JP2001357974A (en) Manufacturing method of organic el element and organic el element
JP5515234B2 (en) Intermediate layer forming coating liquid, method for producing organic electroluminescent element, and organic electroluminescent element
KR20040031001A (en) Electroluminescent device
JPH1140365A (en) Organic el element and its manufacture
JP2001076874A (en) Organic el display device
JP2007250718A (en) Electroluminescent element and method of manufacturing same
JP5155136B2 (en) Organic electroluminescence device and method for manufacturing the same
JP5155085B2 (en) Organic electroluminescence device and method for manufacturing the same
JP2009277917A (en) Organic luminescent device
KR100926174B1 (en) Wet method for producing organic semiconductor device utilizing surface tension
JP2001351779A (en) Manufacturing method of organic el element, and the organic el element
JPH11121172A (en) Organic el element
JP5314395B2 (en) Method for manufacturing organic electroluminescence element
JP5678455B2 (en) Method for manufacturing organic EL element and method for manufacturing organic EL panel
JP2001237070A (en) Organic el element, manufacturing method and manufacturing device of organic el element

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060801