JP2008071872A - Organic el device and manufacturing method thereof, and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機EL装置とその製造方法、及び電子機器に関する。 The present invention relates to an organic EL device, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus.
近年、有機蛍光材料等の発光材料を電極間に挟持してなる有機EL装置が注目されている。このような有機EL装置としては、発光材料からなる発光層の発光効率を高めるため、この発光層の陽極側に正孔注入輸送層を配置しておくのが一般的である。正孔注入輸送層としては、これを形成するための正孔注入輸送材料として、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸[PEDOT(Polyethylene Dioxythiophene)−PSS(Polystyrene Sulphonate)]が一般的に用いられている。 In recent years, attention has been paid to an organic EL device in which a light emitting material such as an organic fluorescent material is sandwiched between electrodes. In such an organic EL device, a hole injecting and transporting layer is generally disposed on the anode side of the light emitting layer in order to increase the light emitting efficiency of the light emitting layer made of the light emitting material. As a hole injecting and transporting layer, 3,4-polyethylenedioxythiophene-polystyrene sulfonic acid [PEDOT (Polyethylene Dioxythiophene) -PSS (Polystyrene Sulphonate)] is generally used as a hole injecting and transporting material for forming the hole injecting and transporting layer. It is used.
ところで、有機EL装置として文字や画像などの表示をなす表示装置を製造する場合、通常は画素を縦横に多数形成し、アクティブマトリクス駆動をなさせるようにしている。また、前記の発光材料や正孔注入材料をインクジェット法等の液相法で形成する場合、これら材料を画素電極上に選択的に配し、各画素毎に独立した有機EL素子を形成する。その際、前記材料を各画素毎に均一に配し、各画素毎(有機EL素子毎)で均一に発光させることが、良好な発光特性を得るうえで重要となる。 By the way, when manufacturing a display device that displays characters, images, and the like as an organic EL device, usually, a large number of pixels are formed vertically and horizontally to perform active matrix driving. Further, when the light emitting material or the hole injection material is formed by a liquid phase method such as an ink jet method, these materials are selectively disposed on the pixel electrode, and an independent organic EL element is formed for each pixel. At this time, it is important to obtain a uniform light emission characteristic by uniformly arranging the material for each pixel and emitting light uniformly for each pixel (for each organic EL element).
また、前記の発光材料や正孔注入材料を各画素毎に配し、発光層や正孔注入輸送層を形成する手法としては、予め各画素毎にこれを区画する隔壁を形成しておき、この隔壁の開口部内に前記材料を配し、硬化させる技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
前記の隔壁を形成する場合、通常は、図8に示すように主に画素電極90間を絶縁する無機材料製の第1の隔壁91と、前記各材料に対する濡れ性を制御する有機材料製の第2の隔壁92とを積層し、これら隔壁91、92によって各画素を区画する隔壁93を構成している。
In addition, as a method of forming the light emitting layer and the hole injecting and transporting layer by arranging the light emitting material and the hole injecting material for each pixel, a partition wall is formed in advance for each pixel, A technique is known in which the material is disposed in the opening of the partition wall and cured (see, for example, Patent Document 1).
When the partition walls are formed, usually, as shown in FIG. 8,
ここで、第1の隔壁91上に第2の隔壁92を積層する場合、通常は位置合わせのマージンをとるため、第1の隔壁91の前記画素電極90側の端縁部91bを露出させた状態で、第2の隔壁92を形成している。すなわち、第2の隔壁92の開口部92a内に前記端縁部91bを突き出させた状態に、第2の隔壁92を形成している。そして、このようにして形成した隔壁93の開口部内の前記画素電極90上に、正孔注入材料を配してこれを硬化させ、正孔注入輸送層94を形成する。さらに、その上に発光材料を配してこれを硬化させ、発光層95を形成する。
ところで、前記の製造方法で得られる構造では、通常、第1の隔壁91が非常に薄いことなどから、正孔注入輸送層94が第1の隔壁91の前記端縁部91b上に載り上がって形成されている。
このように正孔注入輸送層94が前記端縁部91b上に載り上がって形成されると、画素電極90から注入された正孔が第1の隔壁91の開口部91a内だけでなく、前記端縁部91b上にまで輸送され(流れ)、この端縁部91b上の発光部95内にて陰極(図示せず)から注入された電子と結合し、発光をなす。すなわち、正孔注入輸送層94として前記PEDOT−PSSを用いた場合、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸の成分比を少なくすることで導電性が高くなり、これにより、画素電極90から注入された正孔が開口部91a内だけでなく、前記端縁部91b上にまで輸送される(流れる)のである。
By the way, in the structure obtained by the above manufacturing method, since the
When the hole injecting and transporting
このように端縁部91b上においても発光がなされると、一つの画素電極90に対応する画素の発光領域が、前記第1の隔壁91の開口部91aによって規定される領域L1でなく、第2の隔壁92の開口部92aによって規定される領域L2となる。しかしながら、前記端縁部91b上では、正孔注入輸送層94の膜厚が非常に薄くなり、したがって正孔の輸送性(流れ)にムラが起こりやすくなり、この端縁部91b上での発光が非常に不安定になる。よって、画素間で比較した場合、特に端縁部91b上で良好に発光が起こる画素と、端縁部91b上でほとんど発光が起こらない画素とが生じてしまい、結果的に画素間で実質的な発光領域の大きさ(発光面積)が異なることにより、画素間で発光ムラが生じてしまう。
Thus, when light is emitted also on the
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、画素間において発光領域の大きさ(発光面積)を均一にし、これによって画素間での発光ムラを防止した、有機EL装置とその製造方法、さらにこの有機EL装置を備えた電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an organic EL device in which the size (light emitting area) of a light emitting region is made uniform between pixels, thereby preventing uneven light emission between pixels. An apparatus, a manufacturing method thereof, and an electronic device including the organic EL device are provided.
前記目的を達成するため本発明の有機EL装置は、陽極と陰極との間に、正孔注入輸送層と発光層とをこの順に配設してなる有機EL装置において、
前記陽極上に、該陽極の周囲を覆うことで該陽極を区画する珪素系絶縁材料からなる第1の隔壁が設けられ、
前記第1の隔壁上に、該第1の隔壁の前記陽極側の端縁部を露出させた状態で有機樹脂材料からなる第2の隔壁が設けられ、
前記陽極上の、前記第1の隔壁に囲まれた領域に、架橋している正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層が、前記第1の隔壁の前記端縁部に載り上がることなく配設され、
前記正孔注入輸送層上に、前記発光層が配設されていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the organic EL device of the present invention is an organic EL device in which a hole injection transport layer and a light emitting layer are disposed in this order between an anode and a cathode.
A first partition made of a silicon-based insulating material is provided on the anode so as to partition the anode by covering the periphery of the anode,
On the first partition, a second partition made of an organic resin material is provided in a state in which the edge portion on the anode side of the first partition is exposed,
A hole injecting and transporting layer made of a cross-linked hole injecting and transporting polymer is placed on the edge of the first partition wall in a region surrounded by the first partition wall on the anode. Arranged without
The light emitting layer is disposed on the hole injecting and transporting layer.
この有機EL装置によれば、正孔注入輸送層が、第1の隔壁の前記端縁部に載り上がることなく配設されているので、陽極から注入された正孔は、第1の隔壁の開口部内にのみ存在する正孔注入輸送層を流れてその直上に位置する発光層に輸送され、ここで電子と結合することにより発光する。したがって、各画素の実質的な発光領域は、正孔注入輸送層が形成されている第1の隔壁の開口部の大きさによって規定されることになる。よって、画素間で発光領域の大きさ(発光面積)が均一になり、これにより画素間での発光ムラが防止される。 According to this organic EL device, since the hole injecting and transporting layer is disposed without being placed on the edge portion of the first partition wall, the holes injected from the anode are transferred to the first partition wall. It flows through the hole injecting and transporting layer present only in the opening and transported to the light emitting layer located immediately above it, where it emits light by combining with electrons. Therefore, the substantial light emitting region of each pixel is defined by the size of the opening of the first partition wall in which the hole injecting and transporting layer is formed. Therefore, the size of the light emitting region (light emitting area) becomes uniform among the pixels, thereby preventing uneven light emission between the pixels.
また、本発明の有機EL装置の製造方法は、陽極と陰極との間に、正孔注入輸送層と発光層とをこの順に配設してなる有機EL装置の製造方法において、
前記陽極を形成する工程と、
前記陽極上に、該陽極の周囲を覆うことで該陽極を区画する珪素系絶縁材料からなる第1の隔壁を形成する工程と、
前記第1の隔壁上に、該第1の隔壁の前記陽極側の端縁部を露出させた状態で有機樹脂材料からなる第2の隔壁を形成する工程と、
前記陽極上の、前記第1の隔壁に囲まれた領域に、熱架橋性材料を含有する液状の正孔注入輸送材料を配する工程と、
前記正孔注入輸送材料を熱処理して不溶化する工程と、
前記の不溶化された正孔注入輸送材料をリンス処理し、前記第1の隔壁の前記端縁部上に載り上がることなく、前記第1の隔壁に囲まれた領域のみに、熱架橋性材料からなる正孔注入輸送層を選択的に形成する工程と、 前記正孔注入輸送層上に、前記発光層を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
The organic EL device manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an organic EL device in which a hole injecting and transporting layer and a light emitting layer are disposed in this order between an anode and a cathode.
Forming the anode;
Forming a first partition made of a silicon-based insulating material on the anode to cover the periphery of the anode and partition the anode;
Forming a second partition made of an organic resin material on the first partition in a state where an edge of the first partition on the anode side is exposed;
Disposing a liquid hole injecting and transporting material containing a thermally crosslinkable material in a region surrounded by the first partition on the anode;
A step of heat-treating and insolubilizing the hole injection transport material;
The insolubilized hole injecting and transporting material is rinsed, so that only the region surrounded by the first partition wall is exposed to the heat-crosslinkable material without being placed on the edge of the first partition wall. And a step of selectively forming a hole injecting and transporting layer, and a step of forming the light emitting layer on the hole injecting and transporting layer.
この有機EL装置の製造方法によれば、第1の隔壁に囲まれた領域に、熱架橋性樹脂を含有する液状の正孔注入輸送材料を配し、その後、これを熱処理するので、熱架橋性材料は、熱処理によって架橋反応を起こし、網目状に結合することにより、溶剤に対して不溶化する。また、このように不溶化した後に、溶剤等によってリンス処理するので、前記の架橋反応が進まずに不溶化されていない部分が再溶解し、除去される。その結果、第1の隔壁の端縁部上に残すことなく、前記第1の隔壁に囲まれた領域のみに、架橋している正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層を選択的に形成することができる。したがって、各画素の実質的な発光領域を、第1の隔壁の開口部の大きさによって規定することができ、これにより、画素間で発光領域の大きさ(発光面積)を均一にし、画素間での発光ムラを防止することができる。 According to this method for manufacturing an organic EL device, a liquid hole injection / transport material containing a thermally crosslinkable resin is disposed in a region surrounded by the first partition, and then heat-treated, so that thermal crosslinking is performed. The material is insolubilized in the solvent by causing a crosslinking reaction by heat treatment and bonding in a network. In addition, after the insolubilization, a rinsing process is performed with a solvent or the like, so that the uninsolubilized portion is re-dissolved and removed without the crosslinking reaction proceeding. As a result, a hole injecting and transporting layer made of a cross-linked hole injecting and transporting polymer is selected only in the region surrounded by the first partition without leaving it on the edge of the first partition. Can be formed. Therefore, the substantial light emitting region of each pixel can be defined by the size of the opening of the first partition wall, thereby making the size of the light emitting region (light emitting area) uniform between the pixels and between the pixels. It is possible to prevent uneven light emission.
なお、このように正孔注入輸送層を、第1の隔壁の端縁部上に残すことなく、第1の隔壁に囲まれた領域に選択的に形成することができるメカニズムについては十分に解明されていないものの、本発明者は、少なくとも不溶化するための熱処理の温度や時間を適宜に設定することにより、熱架橋性材料を含有する正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層を、前記端縁部上に残すことなく形成することができることを見い出し、確認した。 The mechanism by which the hole injection / transport layer can be selectively formed in the region surrounded by the first partition without leaving the hole injection / transport layer on the edge of the first partition is sufficiently elucidated. Although not carried out, the present inventor established a hole injection / transport layer made of a hole injection / transport polymer containing a thermally crosslinkable material by appropriately setting at least the temperature and time of heat treatment for insolubilization. And found that it can be formed without leaving on the edge.
また、前記有機EL装置の製造方法において、前記リンス処理では、前記発光層の形成材料中に含有される溶媒を用い、この溶媒に溶解する成分を、前記の不溶化された正孔注入輸送材料中から除去することで行うのが好ましい。
このようにすれば、正孔注入輸送層上に発光層を液相法で形成した際、この発光層の形成材料中に含有される溶媒により、正孔注入輸送層が再溶解してしまうことが確実に防止される。したがって、正孔注入輸送層や発光層の特性低下を防止することができる。
Further, in the method for manufacturing the organic EL device, in the rinsing treatment, a solvent contained in the material for forming the light emitting layer is used, and a component dissolved in the solvent is added to the insolubilized hole injecting and transporting material. It is preferable to carry out by removing from.
In this way, when the light emitting layer is formed on the hole injecting and transporting layer by the liquid phase method, the hole injecting and transporting layer is re-dissolved by the solvent contained in the material for forming the light emitting layer. Is reliably prevented. Therefore, it is possible to prevent deterioration of characteristics of the hole injecting and transporting layer and the light emitting layer.
本発明の電子機器は、前記の有機EL装置、あるいは前記の製造方法によって得られた有機EL装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、前記したように画素間の発光ムラが防止された有機EL装置を備えているので、優れた表示性能を有したものとなる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the organic EL device or the organic EL device obtained by the manufacturing method.
According to this electronic apparatus, as described above, since the organic EL device in which uneven light emission between pixels is prevented is provided, the display device has excellent display performance.
以下、本発明を詳しく説明する。
(有機EL装置)
図1は、本発明の有機EL装置の一実施形態の配線構造を示す説明図、図2は、図1に示した有機EL装置の平面模式図、図3は、図1に示した有機EL装置の要部の断面模式図、図4は、図3に示した断面模式図の要部構成を説明するための説明図である。
The present invention will be described in detail below.
(Organic EL device)
1 is an explanatory view showing a wiring structure of an embodiment of the organic EL device of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of the organic EL device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an organic EL shown in FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a main configuration of the cross-sectional schematic diagram shown in FIG. 3.
図1に示すように、本実施形態の有機EL装置1は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に並列に延びる複数の電源線103とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線101及び信号線102の各交点付近に、画素領域Aを形成したものである。
As shown in FIG. 1, the
信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が接続されている。走査線101には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路105が接続されている。また、画素領域Aの各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ112と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ112を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量capと、該保持容量capによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ113と、この駆動用薄膜トランジスタ113を介して電源線103に電気的に接続したときに該電源線103から駆動電流が流れ込む陽極(画素電極)111と、この画素電極111と陰極(対向電極)12との間に挟み込まれた発光機能層110とが設けられている。
なお、陽極(画素電極)111と陰極(対向電極)12と発光機能層110とを備えてなることにより、有機EL素子が構成されている。
Connected to the
The organic EL element is configured by including the anode (pixel electrode) 111, the cathode (counter electrode) 12, and the light emitting
このような構成によれば、走査線101が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ112がオンになると、そのときの信号線102の電位が保持容量capに保持され、該保持容量capの状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ113のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ113のチャネルを介して、電源線103から画素電極111に電流が流れ、さらに発光機能層110を介して陰極12に電流が流れる。すると、発光機能層110はこれを流れる電流量に応じて発光する。
According to such a configuration, when the
また、図2及び図3に示すように本実施形態の有機EL装置1は、ガラス等からなる透明な基板2と、マトリックス状に配置された有機EL素子とを具備して構成されている。図3に示すように基板2上に形成される有機EL素子3は、画素電極111と、正孔注入輸送層60及び発光層70からなる発光機能層110と、陰極12とによって構成されている。また、基板2の厚さ方向において、前記有機EL素子3を含むEL素子部10と基板2との間には、回路素子部14が形成されている。この回路素子部14には、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ123等が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、陰極12は、その一端が基板2上に形成された陰極用配線(図示略)に接続されており、図2に示すように、この配線の一端部12aがフレキシブル基板5上の配線5aに接続されている。なお、この配線5aは、フレキシブル基板5上に備えられた駆動IC6(駆動回路)に接続されている。
One end of the
また、本実施形態の有機EL装置1は、発光機能層110から基板2側に発した光が、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の外側(観測者側)に出射されるとともに、発光機能層110から基板2と反対の側に発した光も、陰極12に反射されて回路素子部14及び基板2を透過し、基板2の外側(観測者側)に出射される、いわゆるボトムエミッション型となっている。
In the
図3に示すように回路素子部14には、基板2上にSiO2を主体とする下地保護層281が下地として形成され、その上にはシリコン層241が形成されている。このシリコン層241の表面には、SiO2及び/又はSiNを主体とするゲート絶縁層282が形成されている。
また、前記シリコン層241のうち、ゲート絶縁層282を挟んでゲート電極242と重なる領域が、チャネル領域241aとされている。なお、このゲート電極242は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層241を覆い、ゲート電極242を形成したゲート絶縁層282の表面には、SiO2を主体とする第1層間絶縁層283が形成されている。
As shown in FIG. 3, in the
In the
また、シリコン層241のうち、チャネル領域241aのソース側には、低濃度ソース領域241bおよび高濃度ソース領域241Sが設けられる一方、チャネル領域241aのドレイン側には低濃度ドレイン領域241cおよび高濃度ドレイン領域241Dが設けられて、いわゆるLDD(Light Doped Drain )構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域241Sは、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホール243aを介して、ソース電極243に接続されている。このソース電極243は、電源線(図示せず)の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域241Dは、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホール244aを介して、ソース電極243と同一層からなるドレイン電極244に接続されている。
Further, in the
ソース電極243およびドレイン電極244が形成された第1層間絶縁層283の上層には、平坦化膜284が形成されている。この平坦化膜284は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などによって形成されたもので、駆動用TFT123やソース電極243、ドレイン電極244などによる表面の凹凸をなくすために形成された公知のものである。
A
そして、この平坦化膜284の表面上には画素電極(陽極)111が形成されており、この画素電極111は、前記平坦化膜284に設けられたコンタクトホール111aを介してドレイン電極244に接続されている。すなわち、画素電極111は、ドレイン電極244を介して、シリコン層241の高濃度ドレイン領域241Dに接続されている。
A pixel electrode (anode) 111 is formed on the surface of the
また、画素電極111が形成された平坦化膜284の表面上には、図4に示すように、画素電極111の周縁部を覆い、その中央部を露出させる第1の隔壁25が、50nm程度の厚さで形成されている。この第1の隔壁25は、画素電極111の周縁部とその周囲を覆うことにより、画素電極111を区画し、隣り合う画素電極111間を絶縁するもので、SiO2等の珪素酸化物や、珪素窒化物、珪素酸窒化物などの珪素系絶縁材料から形成されたものである。
Also, on the surface of the
さらに、この第1の隔壁25上には、第2の隔壁221が2μm程度の厚さで形成されている。この第2の隔壁221は、第1の隔壁25の前記画素電極111側の端縁部25b、すなわち第1の隔壁25の開口部25aを形成する端縁部25bを露出させた状態で形成されたものである。また、この第2の隔壁221は、アクリル系やポリイミド系等の耐熱性絶縁性樹脂からなるもので、親液処理や撥液処理がなされたことにより、発光層70の形成材料などに対する濡れ性が制御されたものである。
Further, a
そして、画素電極111上には、第1の隔壁25の開口部25a内に、正孔注入輸送層60が厚さ5〜50nm程度に形成され、さらにこの正孔注入輸送層60上で第1の隔壁25の開口部25a内と第2の隔壁221の開口部221a内に、発光層70が形成されている。すなわち、画素電極(陽極)111側から正孔注入輸送層60、発光層70がこの順で積層されたことにより、画素電極(陽極)111上に発光機能層110が形成されている。ここで、前記正孔注入輸送層60は、第1の隔壁25の端縁部25b上に載り上がることなく、第1の隔壁25の開口部25a内に選択的に形成されたものとなっている。
On the
画素電極111は、ボトムエミッション型である本実施形態では、透明導電材料によって形成され、具体的にはITOが好適に用いられている。
このような画素電極111上に形成された正孔注入輸送層60は、本発明では架橋している正孔注入輸送性高分子からなっている。このような架橋している正孔注入輸送性高分子は、例えば特開2000−208254公報(PEDOT(ポリチオフェン樹脂)+シランカップリング剤(γグリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン))、特開2006−96974公報(イソチアナフテン骨格もしくはチオフェン骨格を含む自己ドープ型導電性高分子のポリマー鎖を架橋したもの(例えば、ポリ(5−スルホイソチアナフテン−1,3−ジイル))、特開平9−124943号公報(ポリシロキサン樹脂)、に開示されたもので、熱処理によって架橋硬化し、成膜されたものである。
In the present embodiment, which is a bottom emission type, the
The hole injection /
また、これら架橋している正孔注入輸送性高分子は、それぞれの材料に適した有機溶媒中に溶解又は分散され使用される。ただし、このような有機溶媒に溶解又は分散して用いた場合、これを熱硬化させ、不溶化して得られた膜(正孔注入輸送層60)中には、架橋反応が進まずに不溶化されていない未反応部分が残ってしまい、また、有機溶媒が残留してしまうおそれもある。そして、正孔注入輸送層60中に未反応部分が残ってしまうと、発光層70の形成時にこの未反応部分が再溶解し、正孔注入輸送層60や発光層70の構成成分が変化してしまうことにより、これら正孔注入輸送層60や発光層70に特性低下が生じるおそれがある。また、正孔注入輸送層60中に残留した有機溶媒が、発光層70の形成時に発光層70側に移行し、得られる発光層70の発光特性を低下させるおそれがある。
These cross-linked hole injecting and transporting polymers are used by being dissolved or dispersed in an organic solvent suitable for each material. However, when used by dissolving or dispersing in such an organic solvent, the film (hole injection transport layer 60) obtained by thermosetting and insolubilizing it is insolubilized without proceeding with the crosslinking reaction. Unreacted unreacted parts may remain, and the organic solvent may remain. If unreacted portions remain in the hole
そこで、有機溶媒を用いて架橋している正孔注入輸送性高分子から正孔注入輸送層層60を形成する場合、後述するように熱処理によって硬化させ不溶化した架橋している正孔注入輸送性高分子膜を、さらに溶媒によってリンス処理し、この処理後の膜を正孔注入輸送層60とする。このようなリンス処理によって得られる正孔注入輸送層60は、前記したように、第1の隔壁25の端縁部25b上に残ることなく、該第1の隔壁25に囲まれた領域、すなわちその開口部25a内のみに、選択的に形成される。なお、このように正孔注入輸送層60を開口部25a内に選択的に形成することができるメカニズムについては、今のところ十分に解明されていない。しかし、少なくとも後述するように、不溶化のための熱処理の温度や時間を適宜に設定することにより、架橋している正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層60を、前記端縁部25b上に残すことなく、開口部25a内に選択的に形成することができる。
Therefore, when the hole injecting and transporting
このような正孔注入輸送層60の上には、発光層70が形成されている。この発光層70を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。発光層70の形成材料として具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
なお、このような発光層70を形成する材料としては、特にフルカラー表示をなす場合、赤色、緑色、青色の各波長域に対応する光を発光する材料が用いられ、それぞれが予め設定された状態に形成配置される。
A
In addition, as a material for forming such a
陰極12は、図3に示したように前記発光層70を覆って形成されたもので、例えばCaが厚さ5nm程度に形成され、その上にAlが厚さ300nm程度に形成されて構成されたものである。このような積層構造の電極とされたことにより、特にAlは反射層としても機能するものとなっている。なお、陰極12についても透明な材料を用いれば、発光した光を陰極側からも出射させることができる。透明な材料としては、ITO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdを用いることができる。膜厚としては、透明性を確保するうえで、75nm程度とするのが好ましく、さらにこの膜厚より薄くするのがより好ましい。
また、この陰極12上には、接着層51を介して封止基板(図示せず)が貼着されている。
As shown in FIG. 3, the
Further, a sealing substrate (not shown) is stuck on the
ここで、前記発光機能層110において正孔注入輸送層60は、正孔を発光層70に注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入輸送層60内部において輸送する機能をも有している。したがって、このような正孔注入輸送層60を画素電極111と発光層70との間に設けることにより、発光層70では、正孔注入輸送層60の直上部分でのみ、正孔注入輸送層60から注入された正孔と、陰極12から注入される電子とを再結合させ、発光をなすようになっている。
Here, the hole injecting and transporting
よって、一つの画素電極111に対応する画素の発光領域は、図4に示すように、発光層70が形成されている第2の隔壁221の開口部221aによって規定される領域L2でなく、正孔注入輸送層60が形成されている第1の隔壁25の開口部25aによって規定される領域L1となるのである。したがって、第1の隔壁25の端縁部25b上は発光領域に含まれず、機械的に形成される開口部25aによって発光領域が規定されることから、本実施形態の有機EL装置1は、画素間で比較した場合、その発光領域の大きさ(発光面積)にバラツキがなく均一になり、これにより画素間での発光ムラが防止されて発光特性が向上したものとなる。
Therefore, the light emitting region of the pixel corresponding to one
(有機EL装置の製造方法)
次に、このような構成の有機EL装置1の製造方法に基づき、本発明の有機EL装置の製造方法の一実施形態について説明する。この製造方法では、まず、従来と同様にして基板2上に回路素子部14を形成する。そして、基板2の全面を覆うように画素電極111となる透明導電膜を、ITOによって形成する。次いで、この導電膜をパターニングすることにより、図5(a)に示すように平坦化膜284のコンタクトホール111aを介してドレイン電極244と導通する画素電極111を形成する。
(Method for manufacturing organic EL device)
Next, based on the manufacturing method of the
次いで、画素電極111上および平坦化膜284上に、SiO2等の珪素系絶縁材料をCVD法等で成膜して厚さ50nm程度の隔壁層(図示せず)を形成し、続いて、公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて隔壁層をパターニングする。これにより、図5(b)に示すように、形成する各有機EL素子3の画素領域毎に開口部25a(図示略)を形成すると同時に、第1の隔壁25を形成する。
Next, a silicon-based insulating material such as SiO 2 is formed on the
次いで、第1の隔壁25上および画素電極111上に、有機樹脂材料を成膜して厚さ2μm程度の隔壁層(図示せず)を形成し、続いて、公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いて隔壁層をパターニングする。これにより、図5(c)に示すように第1の隔壁25上の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に、該第1の隔壁25の端縁部25bを露出させた状態で有機樹脂材料からなる第2の隔壁221を形成する。
Next, an organic resin material is formed on the
次いで、このようにして画素電極111、第1の隔壁25、第2の隔壁221を形成した側の面を酸素プラズマ処理し、その表面に付着した有機物等の汚染物を除去して濡れ性を向上させ、親液化する。続いて、大気雰囲気中でテトラフルオロメタン(四フッ化炭素)を反応ガスとするプラズマ処理(CF4プラズマ処理)を行い、第2の隔壁221の濡れ性を低下させ、撥液化する。なお、画素電極111及び第1の隔壁25の露出面も、このCF4プラズマ処理の影響を多少受けるが、その親液性についてはほとんど影響を受けることはない。
Next, the surface on which the
次いで、前記第1の隔壁25に囲まれた領域内に正孔注入輸送層60を形成する。この正孔注入輸送層60の形成工程では、スピンコート法や液滴吐出法が採用されるが、本実施形態では、第2の隔壁221及び第1の隔壁25に囲まれた領域に正孔注入輸送層60の形成材料を選択的に配する必要上、特に液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、このインクジェット法により、液状の正孔注入輸送材料を、前記第2の隔壁221の開口部221a内に厚さ50nm程度に配する(塗布する)。なお、正孔注入輸送材料としては、前記した熱架橋性材料を含有する正孔注入輸送性高分子を、材料に適した有機溶媒に溶解したものが用いられる。このようにして正孔注入輸送材料を配すると、第1の隔壁25は親液性になっていることなどから、その端縁部25b上にも正孔注入輸送材料が載り上がった状態となる。
Next, a hole injecting and transporting
次いで、窒素雰囲気中にて、前記正孔注入輸送材料を200℃で10分程度加熱処理する。すると、この加熱処理により、前記材料中の有機溶媒は気化して除去される。また、熱架橋性材料を含有する正孔注入輸送性高分子は、熱処理によって架橋反応を起こし、網目状に結合することにより、溶剤に対して不溶化する。すなわち、前記正孔注入輸送材料は、加熱処理によって不溶化されるのである。なお、このようにして不溶化された正孔注入輸送材料からなる膜(図示せず)は、前記第1の隔壁25の端縁部25b上にも一部載り上がった状態となる。ただし、この載り上がる厚さや量については、前記正孔注入輸送材料の熱処理条件を適宜に設定することにより、十分に少なく抑えることができ、これにより後述するリンス処理によってこの載り上がった分を除去することが可能になる。具体的には、加熱温度を低くし、または加熱時間を短くすることによって不溶化度(架橋度)を少なくすることにより、リンス処理での溶解・除去量を増やすことができる。
Next, the hole injecting and transporting material is heat-treated at 200 ° C. for about 10 minutes in a nitrogen atmosphere. Then, the organic solvent in the material is vaporized and removed by this heat treatment. In addition, the hole injecting / transporting polymer containing a thermally crosslinkable material undergoes a crosslinking reaction by heat treatment and becomes insoluble in a solvent by bonding in a network. That is, the hole injecting and transporting material is insolubilized by heat treatment. Note that the film (not shown) made of the hole injecting and transporting material insolubilized in this way is partially placed on the
次いで、前記の不溶化された正孔注入輸送材料からなる膜をリンス処理することにより、図6(a)に示すように、前記第1の隔壁25に囲まれた領域(開口部25a内)のみに、厚さ5nm〜50nm程度の架橋している正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層60を選択的に形成する。すなわち、このリンス処理によって前記の架橋反応が進まずに不溶化されていない部分等を再溶解し、除去するのである。これにより、正孔注入輸送材料は、第1の隔壁25の端縁部25b上に残ることなく、該第1の隔壁25の開口部25a内のみに残り、この開口部25a内に正孔注入輸送層60が選択的に形成される。
Next, by rinsing the film made of the insolubilized hole injecting and transporting material, as shown in FIG. 6A, only the region surrounded by the first partition wall 25 (inside the
ここで、前記リンス処理では、溶媒として、特に発光層70の形成材料中に含有される溶媒を用いるのが好ましい。このようにすれば、正孔注入輸送層60上に発光層70を液相法で形成した際、この発光層70の形成材料中に含有される溶媒により、正孔注入輸送層60が再溶解してしまうことを防止することができるからである。
なお、この正孔注入輸送層60の形成工程以降では、各種の形成材料や形成した要素の酸化・吸湿を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気などの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
Here, in the rinsing treatment, it is preferable to use a solvent contained in the material for forming the
In addition, after the formation process of this hole
次いで、図6(b)に示すように、前記正孔注入輸送層60の上に発光層70を形成する。この発光層70の形成工程では、前記の正孔注入輸送層60の形成と同様に、液滴吐出法であるインクジェット法が好適に採用される。すなわち、インクジェット法により、発光層の形成材料を正孔注入輸送層60上に吐出し、その後、窒素雰囲気中にて100℃で1時間程度熱処理を行い、第1の隔壁25の開口部25a内及び第2の隔壁221の開口部221a内に、発光層70を形成する。なお、発光層70の形成材料中に用いる溶媒としては、前述したように、前記リンス処理に用いられたものが好適に用いられる。
Next, as shown in FIG. 6B, a
次いで、図6(c)に示すように、前記発光層70及び第2の隔壁221を覆って例えばカルシウムを厚さ5nm程度、アルミニウムを厚さ300nm程度に積層し、陰極12を形成する。この陰極12の形成に際しては、有機EL素子3を効率よく発光させるため、例えば電子注入層としてフッ化リチウムを発光層70側に形成してもよい。また、この陰極12の形成では、前記正孔注入輸送層60や発光層70の形成とは異なり、蒸着法やスパッタ法等で行うことにより、画素領域にのみ選択的に形成するのでなく、基板2のほぼ全面に陰極12を形成する。
その後、前記陰極12上に接着層51を形成し、さらにこの接着層51によって封止基板(図示せず)を接着し、封止を行う。これにより、本実施形態の有機EL装置1を得る。
Next, as shown in FIG. 6C, the
Thereafter, an
このような有機EL装置1の製造方法によれば、第1の隔壁25の開口部25a内に、熱架橋性材料を含有する正孔注入輸送性高分子を含有する液状の正孔注入輸送材料を配し、その後、これを熱処理するので、熱架橋性材料を含有する正孔注入輸送性高分子が、熱処理によって架橋反応を起こし、網目状に結合することにより、溶剤に対して不溶化する。また、このように不溶化した後に、溶剤等によってリンス処理するので、前記の架橋反応が進まずに不溶化されていない部分が再溶解し、除去される。その結果、第1の隔壁25の端縁部25b上に残すことなく、前記第1の隔壁25の開口部25a内のみに、架橋している正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層60を選択的に形成することができる。
According to such a method for manufacturing the
したがって、前述したように各画素の実質的な発光領域を、図4に示した第1の隔壁25の開口部25aの大きさによって規定される領域L1とすることができ、これにより、画素間で発光領域の大きさ(発光面積)を均一にし、画素間での発光ムラを防止して色ムラや寿命差を抑え、発光特性を向上することができる。よって、このようにして得られた有機EL装置1は、各画素毎の発光面積が均一に制御されていることから、例えば画像形成装置(プリンタ)における光源として好適なものとなる。
Therefore, as described above, the substantial light emitting region of each pixel can be the region L1 defined by the size of the
(実験例)
正孔注入輸送層60の成膜方法としてスピンコート法を用い、さらに発光層70の形成材料として緑色の蛍光材料を用いてこれをスピンコート法で成膜した。これ以外は、前記した製造方法とほぼ同様にして、本発明品としての有機EL装置を作製した。
ただし、実験品例1〜例4の正孔注入輸送層60は次の材料を用いて形成した。
「実験品例1」
正孔注入輸送層60を、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)及びシランカップリング剤であるγグリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、溶媒として10%メタノール添加水を用いて形成した。(特開2000−208254公報を参考)
「実験品例2」
正孔注入輸送層60を、ポリ(5−スルホイソチアナフテン−1,3−ジイル)、溶媒として10%メタノール添加水を用いて形成した。(特開2006−96974公報を参考)
「実験品例3」
正孔注入輸送層60を、メチル系ポリシロキサン系樹脂(メチルシロキサン単位80モル%、ジメチルシロキサン単位20モル%からなるポリシロキサン樹脂及び、メチルトリ(メトキシ)シラン、ジブチル錫ジアセテート、4−[2−(トリエトキシシリル)エチル]トリフェニルアミンより作製)、溶媒としてトルエンを用いて形成した。
(特開平9−124943号公報を参考)
(Experimental example)
A spin coating method was used as a method for forming the hole
However, the hole injecting and transporting
"Experimental product example 1"
The hole-injecting and transporting
"Experimental product example 2"
The hole
"Example 3 of experimental products"
The hole injecting and transporting
(See Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-124943)
また、比較品1として、正孔注入輸送層60を一般的な3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン−ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)で形成した。なお、この正孔注入輸送層60は、前記の第1の隔壁25の端縁部25b上に載り上がって形成された。そして、これ以外は、前記した本発明品としての有機EL装置と同様にして、比較品1としての有機EL装置を作製した。
さらに、比較品2として、前記の本発明品の製造において、リンス処理を行わずに熱処理しただけの正孔注入輸送材料からなる膜を、そのまま正孔注入輸送層60として用いた。この正孔注入輸送層60も、前記の第1の隔壁25の端縁部25b上に載り上がって形成された。そして、これ以外は、前記した本発明品としての有機EL装置と同様にして、比較品2としての有機EL装置を作製した。
Moreover, as the
Further, as a
このようにして作製した有機EL装置をそれぞれ発光させ、発光特性を目視で調べたところ、本発明品の有機EL装置は、画素間での発光バラツキが認められなかった。一方、比較品1、比較品2では、画素間での発光径のバラツキが認められた。このような発光径のバラツキは、正孔注入輸送層60が第1の隔壁25の端縁部25b上に載り上がって形成されていることによるものと考えられる。
Each of the organic EL devices thus produced was allowed to emit light, and the light emission characteristics were examined visually. As a result, the organic EL device of the present invention showed no emission variation between pixels. On the other hand, in the
(電子機器)
次に、本実施形態の有機EL装置1を備えた電子機器の具体例について説明する。
図7(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図7(a)において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は前記有機EL装置1からなる表示部を示している。
図7(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図7(b)において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は前記有機EL装置1からなる表示部を示している。
図7(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図7(c)において、符号1200は情報処理装置、符号1202はキーボードなどの入力部、符号1204は情報処理装置本体、符号1206は前記有機EL装置1からなる表示部を示している。
図7(d)は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図7(d)において、薄型大画面テレビ1300は、薄型大画面テレビ本体(筐体)1302、スピーカーなどの音声出力部1304、前記有機EL装置1からなる表示部1306を備える。
(Electronics)
Next, a specific example of an electronic apparatus provided with the
FIG. 7A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 7A,
FIG. 7B is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 7B,
FIG. 7C is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 7C,
FIG. 7D is a perspective view showing an example of a thin large-screen television. In FIG. 7D, the thin large-
図7(a)〜(d)に示す電子機器1000,1100,1200,1300は、前記有機EL装置1を備えているので、この有機EL装置1からなる表示部1001,1101,1206,1306が前記したように画素間の発光ムラが防止されていることにより、これら電子機器1000,1100,1200,1300自体も、表示部1001,1101,1206,1306が優れた表示性能を有したものとなる。
Since the
なお、本発明は前記実施形態に限られることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、前記実施形態では、発光層70で発光した光を基板2側から出射させる、いわゆるボトムエミッション型の有機EL装置に本発明を適用した例を示したが、基板2と反対側の、封止基板側から光を出射させる、いわゆるトップエミッション型の有機EL装置にも本発明を適用することができる。
In addition, this invention is not restricted to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
For example, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a so-called bottom emission type organic EL device that emits light emitted from the
1…有機EL装置、2…基板、12…陰極、25…第1の隔壁、25a…開口部、25b…端縁部、60…正孔注入輸送層、70…発光層、110…発光機能層、111…画素電極(陽極)、221…第2の隔壁、221a…開口部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記陽極上に、該陽極の周囲を覆うことで該陽極を区画する珪素系絶縁材料からなる第1の隔壁が設けられ、
前記第1の隔壁上に、該第1の隔壁の前記陽極側の端縁部を露出させた状態で有機樹脂材料からなる第2の隔壁が設けられ、
前記陽極上の、前記第1の隔壁に囲まれた領域に、架橋している正孔注入輸送性高分子からなる正孔注入輸送層が、前記第1の隔壁の前記端縁部に載り上がることなく配設され、
前記正孔注入輸送層上に、前記発光層が配設されていることを特徴とする有機EL装置。 In an organic EL device in which a hole injecting and transporting layer and a light emitting layer are disposed in this order between an anode and a cathode,
A first partition made of a silicon-based insulating material is provided on the anode so as to partition the anode by covering the periphery of the anode,
On the first partition, a second partition made of an organic resin material is provided in a state in which the edge portion on the anode side of the first partition is exposed,
A hole injecting and transporting layer made of a cross-linked hole injecting and transporting polymer is placed on the edge of the first partition wall in a region surrounded by the first partition wall on the anode. Arranged without
An organic EL device, wherein the light emitting layer is disposed on the hole injecting and transporting layer.
前記陽極を形成する工程と、
前記陽極上に、該陽極の周囲を覆うことで該陽極を区画する珪素系絶縁材料からなる第1の隔壁を形成する工程と、
前記第1の隔壁上に、該第1の隔壁の前記陽極側の端縁部を露出させた状態で有機樹脂材料からなる第2の隔壁を形成する工程と、
前記陽極上の、前記第1の隔壁に囲まれた領域に、熱架橋性材料を含有する液状の正孔注入輸送材料を配する工程と、
前記正孔注入輸送材料を熱処理して不溶化する工程と、
前記の不溶化された正孔注入輸送材料をリンス処理し、前記第1の隔壁の前記端縁部上に載り上がることなく、前記第1の隔壁に囲まれた領域のみに、熱架橋性材料からなる正孔注入輸送層を選択的に形成する工程と、
前記正孔注入輸送層上に、前記発光層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機EL装置の製造方法。 In the method of manufacturing an organic EL device in which a hole injection transport layer and a light emitting layer are disposed in this order between an anode and a cathode,
Forming the anode;
Forming a first partition made of a silicon-based insulating material on the anode to cover the periphery of the anode and partition the anode;
Forming a second partition made of an organic resin material on the first partition in a state where an edge of the first partition on the anode side is exposed;
Disposing a liquid hole injecting and transporting material containing a thermally crosslinkable material in a region surrounded by the first partition on the anode;
A step of heat-treating and insolubilizing the hole injection transport material;
The insolubilized hole injecting and transporting material is rinsed, so that only the region surrounded by the first partition wall is exposed to the heat-crosslinkable material without being placed on the edge of the first partition wall. Selectively forming a hole injecting and transporting layer,
And a step of forming the light emitting layer on the hole injecting and transporting layer.
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Cited By (2)
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JP2010009793A (en) * | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Canon Inc | Light-emitting element, display device using light-emitting element, and method of manufacturing light-emitting element |
JP2011070990A (en) * | 2009-09-28 | 2011-04-07 | Toppan Printing Co Ltd | Organic el element, and manufacturing method thereof |
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2006
- 2006-09-13 JP JP2006248139A patent/JP2008071872A/en not_active Withdrawn
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