JP2010080058A - 発光体粒子の製造方法、発光体形成用の材料液の製造方法、有機el表示装置の製造方法、発光体粒子、材料液、有機el表示装置、電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法、電荷移動体形成用の材料液の製造方法および有機化合物粒子 - Google Patents
発光体粒子の製造方法、発光体形成用の材料液の製造方法、有機el表示装置の製造方法、発光体粒子、材料液、有機el表示装置、電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法、電荷移動体形成用の材料液の製造方法および有機化合物粒子 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】簡便にかつ短時間で精度の高いパターニングを行い、高性能の有機EL表示体装置を製造する技術を提供する。
【解決手段】発光体形成用の材料液の製造方法であって、シート状基材(1)の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、前記シート状基材を第1有機溶媒(3)に浸漬し、前記基材から前記発光性有機化合物層を随時剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、前記発光体粒子を含有する前記第1有機溶媒を用いて発光体形成用の材料液を調整する第3工程と、を有する。
【選択図】図4
【解決手段】発光体形成用の材料液の製造方法であって、シート状基材(1)の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、前記シート状基材を第1有機溶媒(3)に浸漬し、前記基材から前記発光性有機化合物層を随時剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、前記発光体粒子を含有する前記第1有機溶媒を用いて発光体形成用の材料液を調整する第3工程と、を有する。
【選択図】図4
Description
本発明は、発光体粒子の製造方法等、有機EL(エレクトロルミネッセンス、Electro-Luminescence)表示装置の製造技術に関する。
有機EL材料を使用した発光装置は低消費電力で発光効率が高いため照明用途としての利用が進んでいる。
また、有機EL材料を使用した有機発光層を特定形状に形成することにより製造された有機EL表示装置は視認性、応答速度、寿命、消費電力の点で優れており、将来はプラズマ発光表示装置や液晶表示装置に代わる薄型ディスプレイの主流となることが期待されている。
しかしながら、特に有機EL表示装置の製造においては様々な課題を有しているのが現状である。例えば、蒸着法により特定の形状の有機発光層を形成する場合には、対応する形状のマスクが必要であり、工程が複雑で装置も大掛かりなものになる。また蒸発させた有機材料の数%〜数十%程度しか利用できないため、高価な有機材料がムダになってしまい、製造コストも高いものとなってしまう。
そこで、インクジェット法により特定の形状の発光層を形成し、材料のムダを低減することが検討されている(例えば、下記特許文献1および2参照)。
特開平10−12377号公報
特開平10−153967号公報
しかしながら、インクジェットヘッドで発光性有機化合物を吐出するための液体を得るためには、有機溶剤に溶解する比較的高分子の発光性有機化合物を使用する必要がある。このため、使用できる材料が限定されてしまい、長寿命の表示装置を得ることが困難であった。
また、上記有機発光層のみならず、有機EL表示装置に用いられる正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層や電子注入層なども、上記蒸着法による材料のムダやインクジェット法を用いる際の、使用できる材料が限定され、低電圧で電荷を大量に注入・輸送できる層を製造することが困難であるという同様の問題が生じていた。
そこで、本発明に係る具体的態様は、簡便にかつ短時間で精度の高いパターニングを行い、高性能の有機EL表示体装置を製造する技術を提供することを目的とする。
(1)本発明に係る発光体粒子の製造方法は、基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、前記発光体層を前記基材の一面から剥離し微細化する第2の工程と、を有する。かかる方法によれば、簡易に特性の良い発光体粒子を形成することができる。
例えば、前記第2の工程は、前記発光体層を剥ぎ取りながら微細化する工程である。この工程は、例えば、シート状基材を有機溶媒に浸漬するなどして、化学的に行ってもよい。また、へら状部材により機械的(物理的)に行ってもよい。また、例えば、前記第2の工程において、前記発光体層に超音波を印加してもよい。かかる方法によれば、超音波により剥離および微細化が促進される。
例えば、前記剥離層は、樹脂で形成され、中でもワックスで形成することが好ましい。
(2)本発明に係る発光体形成用の材料液の製造方法は、基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、前記発光体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、前記発光体粒子に第2有機溶媒を加え発光体形成用の材料液を調整する第3工程と、を有する。かかる方法によれば、簡易に特性の良い発光体形成用の材料液を形成することができる。
例えば、前記剥離層は、樹脂で形成され、中でもワックスで形成することが好ましい。
(3)本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、前記発光体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、前記発光体粒子に第2有機溶媒を加え材料液を調整する第3工程と、前記材料液を基板上に滴下し固化することで、発光層を形成する第4工程と、を有する。かかる方法によれば、簡易に特性の良い発光層を形成することができる。また、発光性有機化合物として種々の材料を用いることができ、例えば、有機溶媒に溶解(分散)し難い低分子量の材料を用いることが可能となる。
例えば、前記第2の工程は、前記発光体層を剥ぎ取りながら微細化する工程である。この工程は、例えば、シート状基材を有機溶媒に浸漬するなどして、化学的に行ってもよい。また、へら状部材により機械的(物理的)に行ってもよい。また、例えば、前記第2の工程において、前記発光体層に超音波を印加してもよい。かかる方法によれば、超音波により剥離および微細化が促進される。
本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、シート状基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、前記シート状基材を第1有機溶媒に浸漬し、前記剥離層から前記発光性有機化合物層の一部分を随時剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、前記発光体粒子を含有する前記第1有機溶媒を用いて材料液を調整する第3工程と、前記材料液を基板上に滴下し固化することで、発光層を形成する第4工程と、を有する。かかる方法によれば、粒子のリーフ効果により簡易に特性の良い発光層を形成することができる。また、発光性有機化合物として種々の材料を用いることができ、例えば、有機溶媒に溶解(分散)し難い低分子量の材料を用いることが可能となる。また、第1有機溶媒を利用することで、短工程で発光層を形成するを調整することができる。
例えば、前記第4工程は、液滴吐出法により前記基板上の所望の領域に前記材料液を吐出し、固化することで、発光層を形成する。このように液滴吐出法を用いることで、低コストで特性の良い発光層を形成することができる。
例えば、前記剥離層は、樹脂で形成され、中でもワックスで形成することが好ましい。
本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、上記発光体粒子の製造方法または上記発光体形成用の材料液の製造方法により形成された発光体粒子または材料液を用いて発光層を形成する工程を有する。かかる方法によれば、粒子のリーフ効果により簡易に特性の良い発光層を形成することができる。
(4)本発明に係る発光体粒子は、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層が形成された基材から前記発光体層を剥離し微細化してなる発光体粒子であって、各粒子がリーフ形状(または鱗片状ともいう)である。かかる構成によれば、発光体形成用として良好な材料となる。
例えば、前記剥離層は、樹脂などからなり、中でも好ましくはワックスよりなる。
本発明に係る材料液は、上記発光体粒子を含有する。かかる構成によれば、発光体形成用として良好な材料となる。
本発明に係る有機EL表示装置は、上記材料液を固化してなる発光層を有する。かかる構成によれば、粒子のリーフ効果により簡易に特性の良い発光層となる。
例えば、前記発光層中の発光性有機化合物の分子量は、1000以下である。このように、有機溶媒に溶解(分散)し難い低分子量の材料を発光層として用いることで装置特性が向上する。
(5)本発明に係る電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法は、基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、前記積層体層を前記基材の一面から剥離し微細化する第2の工程と、を有する。かかる方法によれば、簡易に特性の良い電荷移動体形成用の有機化合物粒子を形成することができる。
例えば、前記第2の工程は、前記積層体層を剥ぎ取りながら微細化する工程である。この工程は、例えば、シート状基材を有機溶媒に浸漬するなどして、化学的に行ってもよい。また、へら状部材により機械的(物理的)に行ってもよい。また、例えば、前記第2の工程において、前記積層体層に超音波を印加してもよい。かかる方法によれば、超音波により剥離および微細化が促進される。
例えば、前記剥離層は、樹脂で形成され、中でもワックスで形成することが好ましい。
(6)本発明に係る電荷移動体形成用の材料液の製造方法は、基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、前記積層体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、有機化合物粒子を形成する第2の工程と、前記有機化合物粒子に第2有機溶媒を加え電荷移動体形成用の材料液を調整する第3工程と、を有する。かかる方法によれば、簡易に特性の良い電荷移動体形成用の材料液を形成することができる。
例えば、前記剥離層は、樹脂などで形成され、中でもワックスで形成することが好ましい。
また、前記第2の工程は、前記積層体層を剥ぎ取りながら微細化する工程である。この工程は、例えば、シート状基材を有機溶媒に浸漬するなどして、化学的に行ってもよい。また、へら状部材により機械的(物理的)に行ってもよい。また、例えば、前記第2の工程において、前記積層体層に超音波を印加してもよい。かかる方法によれば、超音波により剥離および微細化が促進される。
(7)本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、前記積層体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、有機化合物粒子を形成する第2の工程と、前記有機化合物粒子に第2有機溶媒を加え材料液を調整する第3工程と、前記材料液を基板上に滴下し固化することで、電荷移動層を形成する第4工程と、を有する。かかる方法によれば、簡易に特性の良い電荷移動層を形成することができる。また、電荷移動性を有する有機化合物として種々の材料を用いることができ、例えば、有機溶媒に溶解(分散)し難い低分子量の材料を用いることが可能となる。
本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、シート状基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、前記シート状基材を第1有機溶媒に浸漬し、前記剥離層から前記有機化合物層の一部分を随時剥離し微細化することで、有機化合物粒子を形成する第2の工程と、前記有機化合物粒子を含有する前記第1有機溶媒を用いて材料液を調整する第3工程と、前記材料液を基板上に滴下し固化することで、電荷移動層を形成する第4工程と、を有する。かかる方法によれば、粒子のリーフ効果により簡易に特性の良い電荷移動層を形成することができる。また、電荷移動性を有する有機化合物として種々の材料を用いることができ、例えば、有機溶媒に溶解(分散)し難い低分子量の材料を用いることが可能となる。また、第1有機溶媒を利用することで、短工程で電荷移動層を形成する材料液を調整することができる。
例えば、前記第4工程は、液滴吐出法により前記基板上の所望の領域に前記材料液を吐出し、固化することで、電荷移動層を形成する。
例えば、前記剥離層は、樹脂などで形成され、中でもワックスで形成することが好ましい。
本発明に係る有機EL表示装置の製造方法は、上記電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法または上記電荷移動体形成用の材料液の製造方法により形成された有機化合物粒子または材料液を用いて電荷移動層を形成する工程を有する。かかる方法によれば、粒子のリーフ効果により簡易に特性の良い電荷移動層を形成することができる。
(8)本発明に係る有機化合物粒子は、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層が形成された基材から前記積層体層を剥離し微細化してなる有機化合物粒子であって、各粒子がリーフ形状(または鱗片状ともいう)である。かかる構成によれば、電荷移動体形成用として良好な材料となる。
例えば、前記剥離層は、樹脂などからなり、中でも好ましくはワックスよりなる。
本発明に係る材料液は、上記有機化合物粒子を含有する。かかる構成によれば、電荷移動体形成用として良好な材料となる。
本発明に係る有機EL表示装置は、上記材料液を固化してなる電荷移動層を有する。かかる構成によれば、粒子のリーフ効果により簡易に特性の良い電荷移動層となる。
例えば、前記電荷移動層中の有機化合物の分子量は、1000以下である。このように、有機溶媒に溶解(分散)し難い低分子量の材料を電荷移動層として用いることで装置特性が向上する。
<実施の形態1>
本実施の形態の有機EL表示装置の製造方法は、以下の第1〜第4の工程を有する。このうち、第1の工程および第2の工程が、発光体粒子(複合化発光体粒子)の製造工程に、第3工程が、インク(材料液)の製造工程に、第4工程が、有機EL表示装置の製造工程に対応する。
本実施の形態の有機EL表示装置の製造方法は、以下の第1〜第4の工程を有する。このうち、第1の工程および第2の工程が、発光体粒子(複合化発光体粒子)の製造工程に、第3工程が、インク(材料液)の製造工程に、第4工程が、有機EL表示装置の製造工程に対応する。
(第1の工程)
図1は、本実施の形態の第1の工程を示す断面図である。図1(A)〜(C)に示すように、シート状基材1上に、少なくとも剥離層11と発光性有機化合物層13からなる発光体層を形成する。
図1は、本実施の形態の第1の工程を示す断面図である。図1(A)〜(C)に示すように、シート状基材1上に、少なくとも剥離層11と発光性有機化合物層13からなる発光体層を形成する。
(シート状基材)
本工程に使用されるシート状基材1としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フィルムが挙げられる。
本工程に使用されるシート状基材1としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フィルムが挙げられる。
好ましいシート状基材1としては、ポリエチレンテレフタレートまたはその共重合体が挙げられる。
これらのシート状基材1の厚さは、特に限定されないが、10μm以上150μm以下が好ましい。10μm以上であれば、工程等で取り扱い性に問題がなく、150μm以下であれば、柔軟性に富み、ロール化、剥離等に問題がない。
(剥離層)
本工程に用いられる剥離層11は、後述の発光性有機化合物層13のアンダーコート層であり、シート状基材1の一面と発光性有機化合物層13との剥離性を向上させるための層である。従って、当該剥離層材料としては特に限定されるものではないが、各種樹脂、例えば、水や有機溶剤に溶解し易い樹脂、具体的にはセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、アクリル酸共重合体又は変性ナイロン樹脂等を用いることが好ましい。
本工程に用いられる剥離層11は、後述の発光性有機化合物層13のアンダーコート層であり、シート状基材1の一面と発光性有機化合物層13との剥離性を向上させるための層である。従って、当該剥離層材料としては特に限定されるものではないが、各種樹脂、例えば、水や有機溶剤に溶解し易い樹脂、具体的にはセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、アクリル酸共重合体又は変性ナイロン樹脂等を用いることが好ましい。
剥離層11の形成は、一般的に用いられるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布、ディップ塗布、スピンコート等により形成される。塗布・乾燥後必要であれば、カレンダー処理により、表面の平滑化を行ってもよい。この場合、塗布液には粘度調節剤等の添加剤を含有させることもできる。
剥離層11の厚さは、特に限定されないが、0.5μm以上50μm以下の範囲が好ましい。0.5μm未満では機械的強度が不足であり、50μmを超えると強度が高くなり過ぎるため後述の剥離・微細化処理が困難となる場合がある。
(発光性有機化合物層)
本工程に用いられる発光性有機化合物層13は、発光性有機化合物として、蛍光材料、あるいは燐光材料が用いられ、特に、燐光材料は発光効率の点で好ましい。また、低分子タイプの材料、例えば、分子量1000以下の材料が発光効率、寿命の点で好ましい。
本工程に用いられる発光性有機化合物層13は、発光性有機化合物として、蛍光材料、あるいは燐光材料が用いられ、特に、燐光材料は発光効率の点で好ましい。また、低分子タイプの材料、例えば、分子量1000以下の材料が発光効率、寿命の点で好ましい。
発光性有機化合物は、具体的には以下に示す有機化合物(化学構造式(1)〜(19))が例として挙げられる。このような化合物は、1種または2種以上混合して用いることができる。
これらの有機化合物(発光材料)を真空チャンバー内にセットし、抵抗加熱により昇華、蒸発させて上記剥離層11を形成したシート状基板1の一面に成膜する(図1(C))。このような、いわゆる真空蒸着法により発光有機化合物層13を形成することが好ましい。その他の成膜方法としては、イオンプレーティング又はスパッタリング法等が挙げられる。
また、発光性有機化合物層13の厚さは5nm以上200nm以下、より好ましくは10nm以上100nm以下である。
これら、少なくとも剥離層11と発光性有機化合物層13からなる発光体層を形成する工程を第1の工程という。
(第2の工程)
本工程においては、上記第1の工程で形成された剥離層11と発光性有機化合物層13からなる発光体層を、剥離層11を境界として上記シート状基材1より剥離し、微細化することにより、発光体粒子を得る。
本工程においては、上記第1の工程で形成された剥離層11と発光性有機化合物層13からなる発光体層を、剥離層11を境界として上記シート状基材1より剥離し、微細化することにより、発光体粒子を得る。
剥離・微細化処理法としては、特に限定されないが、上記発光体層をスキージ等のへら状部材によって機械的に剥ぎ取る方法や、有機溶媒(剥離液)中に浸漬し、剥離層11を溶解するなどしてリフトオフ的に剥離するとともに、微細化(リーフ化)を行う方法、さらには有機溶媒(剥離液)中に浸漬すると同時に超音波処理を行い、微細化を促進する方法等がある。超音波処理の他、サンドミル、アトマイザー、ナノマイザー等で微細化を促進してもよい。
また、得られた発光体粒子を有機溶剤で洗浄し、粒子に付着した樹脂を除去する処理を施してもよい。
これら、発光体層をシート状基材1から剥離して発光体粒子を製造する工程を第2の工程という。
(第3の工程)
本工程においては上記第2の工程で得られた発光体粒子を、分散媒中に分散させ、分散液を調整する。上記スキージなどによって機械的に剥ぎ取ることにより形成された発光体粒子を分散媒中に添加する。また、第2工程において液体中で発光体層をシート状基材から剥離するとともに、超音波処理等で粉砕した場合は、当該液体を分散液としてもよい。さらに、当該分散液に対して適宜ろ過処理や遠心分離処理などにより粗大粒子を除去し、粒子径分布を狭くする処理を施しても良い。
本工程においては上記第2の工程で得られた発光体粒子を、分散媒中に分散させ、分散液を調整する。上記スキージなどによって機械的に剥ぎ取ることにより形成された発光体粒子を分散媒中に添加する。また、第2工程において液体中で発光体層をシート状基材から剥離するとともに、超音波処理等で粉砕した場合は、当該液体を分散液としてもよい。さらに、当該分散液に対して適宜ろ過処理や遠心分離処理などにより粗大粒子を除去し、粒子径分布を狭くする処理を施しても良い。
発光体粒子の平均粒子径としては、例えば、ナノトラックUPAシリーズ(マイクロトラック社製)に代表される動的光散乱法による粒度分布測定装置で測定した場合の50%体積平均粒子径が、0.05μm以上3μm以下程度が好ましい。50%体積平均粒子径とは、一つの粉体の集合を仮定し、その粒度分布が求められている場合、その粉体の集団の全体積を100%として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが所定の割合(ここでは、50%)となる点の粒子径をいう。
また、必要に応じて界面活性剤や樹脂等の分散剤を添加して分散処理を施しても良い。この場合、界面活性剤や樹脂が保護コロイドとなり、分散安定性を向上させることができる。
これら発光体粒子を分散媒中に分散し、発光体粒子の分散液を製造する工程を第3の工程という。
ここで、第2の工程を液体中で行う場合には、前述の通り第3の工程を第2の工程と同時に実施することも可能である。
(第4の工程)
本工程においては、上記第3の工程によって製造された発光体粒子の分散液を少なくとも含むインク(材料液、吐出液)を用いて、所定の形状の有機発光層を形成する。この有機発光層は、フォトリソグラフ法、スクリーン印刷法またはインクジェット法等により、形成することができる。特に、インクジェット法によれば、低コストで大型基板にも容易に対応できるため、より好ましい。
本工程においては、上記第3の工程によって製造された発光体粒子の分散液を少なくとも含むインク(材料液、吐出液)を用いて、所定の形状の有機発光層を形成する。この有機発光層は、フォトリソグラフ法、スクリーン印刷法またはインクジェット法等により、形成することができる。特に、インクジェット法によれば、低コストで大型基板にも容易に対応できるため、より好ましい。
ここでは、上記インクをインクジェットヘッド(液滴吐出装置)から吐出させて、有機EL装置を構成する画素を形成する。例えば、赤色、緑色、青色の3原色、またはその中間色などのうち、少なくとも1色のインクを所定の領域に吐出する。インクジェット法によれば、微細な領域への吐出を簡易に短時間で行うことができ、インクの吐出量の調整も容易に行うことができる。よって、膜の性状や発色バランス、輝度等の発色性能を容易かつ自由にコントロールすることができる。
上記インクとしては、発光体粒子の分散液をそのままインクジェットヘッドに充填し、特定の領域に吐出してもよいが、ノズル口での乾燥や凝固などを防ぐため、保湿剤を添加しても良い。保湿剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなどの多価アルコール類、マルチトール、キシリトール、ソルビトールなどの糖類などを用いることができる。また、これらを1種、または2種以上混合させてもよい。
その他、被膜安定化剤として、樹脂エマルジョンや界面活性剤、レベリング剤等も添加できる。また、pH調整剤、防腐剤、防錆剤などを添加してもよい。
以下に本実施の形態を実施例によって更に具体的に説明するが、もちろん本発明の範囲はこれらによって限定されるものではない。
〔実施例1〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPET(Polyethylene Terephthalate、ポリエチレン・テレフタレート)フィルム上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層を形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPET(Polyethylene Terephthalate、ポリエチレン・テレフタレート)フィルム上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層を形成した。
(樹脂塗布液)
樹脂塗布液の組成を表1に示す。wt%は、重量%を意味する。
樹脂塗布液の組成を表1に示す。wt%は、重量%を意味する。
(塗布条件)
表1に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
表1に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
コート条件:500rpmで10秒間回転後、2,000rpmで30秒間回転
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは10μmであった。
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは10μmであった。
<発光性有機化合物層の形成>
上記剥離層11上に、表2に示す材料を用いて、膜厚20nm程度の各種蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層13)を形成した。使用装置を以下に示す。表2に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)と(13)の化合物をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(11)を100wt%用いた材料により成膜し、緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)と(12)をそれぞれ98.5wt%、1.5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
上記剥離層11上に、表2に示す材料を用いて、膜厚20nm程度の各種蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層13)を形成した。使用装置を以下に示す。表2に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)と(13)の化合物をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(11)を100wt%用いた材料により成膜し、緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)と(12)をそれぞれ98.5wt%、1.5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離、微細化を行った。
上記方法にて形成した、剥離層11および発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離、微細化を行った。
さらに適宜有機溶剤を添加して、赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子のインクとした。
各発光体粒子含有インクの組成を表3に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
図2は、有機EL表示装置の製造工程を示す断面図である。上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて、図2(A)〜図2(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。
図2は、有機EL表示装置の製造工程を示す断面図である。上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて、図2(A)〜図2(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。
ガラス基板104上にITO(インジウムティンオキサイド、Indium Tin Oxide)膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
さらに、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から各色のインク22をそれぞれ所望の領域に吐出する(図2(C))。次いで、窒素雰囲気下で150℃、4時間加熱処理し、インク中の溶媒を除去することにより、赤色の有機発光層106、緑色の有機発光層107、青色の有機発光層108を形成した。
次に、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μm程度の電子輸送層109を形成した(図2(D))。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi(アルミニウムとリチウムの合金)膜を蒸着法により形成した(図2(E))。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔実施例2〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
(樹脂塗布液)
樹脂塗布液の組成を表4に示す。
樹脂塗布液の組成を表4に示す。
(塗布条件)
表4に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
表4に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
コート条件:500rpmで5秒間回転後、2000rpmで30秒間回転
乾燥条件:100℃、30分間。
乾燥条件:100℃、30分間。
この条件にて形成した剥離層11の厚さは8μmであった。
<発光性有機化合物層の形成>
上記剥離層11上に、表5に示す材料を用いて、膜厚40nm程度の各種蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層13)を形成した。使用装置を以下に示す。表5に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(7)をそれぞれ92wt%、8wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(5)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
上記剥離層11上に、表5に示す材料を用いて、膜厚40nm程度の各種蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層13)を形成した。使用装置を以下に示す。表5に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(7)をそれぞれ92wt%、8wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(5)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をスキージにて剥ぎ取り、発光体粒子を得た。
上記方法にて形成した、剥離層11および発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をスキージにて剥ぎ取り、発光体粒子を得た。
得られた発光体粒子をイソプロピルアルコールにて洗浄した後、分散剤、有機溶剤および界面活性剤と混合して、サンドミル(安川製作所社製)で、ガラスビーズ(直径1.7mm、混合物の1.5倍量(重量))とともに2時間分散処理を行った。
ガラスビーズを取り除き、以下の条件下で遠心分離を行い、粗大粒子を除去した。得られた発光体粒子を表6に示す組成で溶媒に添加し、赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクとした。
遠心分離条件:10,000rpm×30min
<有機EL表示装置を製造する工程>
上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて、前述の図2(A)〜図2(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、α−NPD(N,N'-ジナフチル-N,N'-ジフェニル4,4'-ジアミノビフェニル)層を真空蒸着により、厚さ0.05μm程度形成し、正孔輸送層(図示せず)とする。次いで、正孔輸送層(透明画素電極)上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて、前述の図2(A)〜図2(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、α−NPD(N,N'-ジナフチル-N,N'-ジフェニル4,4'-ジアミノビフェニル)層を真空蒸着により、厚さ0.05μm程度形成し、正孔輸送層(図示せず)とする。次いで、正孔輸送層(透明画素電極)上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
さらに、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から各色のインク22をそれぞれ所望の領域に吐出する(図2(C))。次いで、窒素雰囲気下で150℃、4時間加熱処理し、インク中の溶媒を除去することにより、赤色の有機発光層106、緑色の有機発光層107、青色の有機発光層108を形成した。
次に、正孔が流れ出ることことを防止する目的で、BCP(2,9-ジメチル-4,7 ジフェニル-1,10-フェナントロリン)を真空蒸着により0.03μm程度形成し、正孔阻止層(図示せず)とする。さらに、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μmの電子輸送層109を形成した(図2(D))。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図2(E))。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔実施例3〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
(樹脂塗布液)
樹脂塗布液の組成は前述の表4と同様である。
樹脂塗布液の組成は前述の表4と同様である。
(塗布条件)
表4に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層を形成した。
表4に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層を形成した。
コート条件:500rpmで5秒間回転後、2000rpmで30秒間回転
乾燥条件:100℃、30分間。
乾燥条件:100℃、30分間。
この条件にて形成した剥離層の厚さは8μmであった。
<発光性有機化合物層の形成>
上記剥離層上に、前述の表2に示す材料を用いて、膜厚40nm程度の各種蒸着層を形成した。使用装置を以下に示す。
上記剥離層上に、前述の表2に示す材料を用いて、膜厚40nm程度の各種蒸着層を形成した。使用装置を以下に示す。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をイソプロピルアルコール中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離、微細化を行った。
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をイソプロピルアルコール中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離、微細化を行った。
さらに適宜有機溶剤を添加して、赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクとした。
各インクの組成を表7に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて、前述の図2(A)〜図1(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、α−NPD層を真空蒸着により、厚さ0.05μm程度形成し、正孔輸送層(図示せず)とする。次いで、正孔輸送層(透明画素電極)上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて、前述の図2(A)〜図1(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、α−NPD層を真空蒸着により、厚さ0.05μm程度形成し、正孔輸送層(図示せず)とする。次いで、正孔輸送層(透明画素電極)上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
さらに、インクジェットプリント装置20のインクジェットヘッド21から各色のインク22をそれぞれ所望の領域に吐出する(図2(C))。次いで、窒素雰囲気下で150℃、4時間加熱処理し、インク中の溶媒を除去することにより、赤色の有機発光層106、緑色の有機発光層107、青色の有機発光層108を形成した。
次に、正孔が流れ出ることことを防止する目的で、BCPを真空蒸着により0.03μm程度形成し、正孔阻止層(図示せず)とする。さらに、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μmの電子輸送層109を形成した(図2(D))。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図2(E))。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔評価〕
実施例1から3で作成した有機EL表示装置の発光特性について、安定化処理後の初期輝度を100%とし、標準波形で一定の電流を印加して連続して発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し50%に低下するまでの時間を測定して、発光寿命とをし、寿命評価を行った。
実施例1から3で作成した有機EL表示装置の発光特性について、安定化処理後の初期輝度を100%とし、標準波形で一定の電流を印加して連続して発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し50%に低下するまでの時間を測定して、発光寿命とをし、寿命評価を行った。
その結果を表8に示す。実施例1および3においては、10000時間を超える寿命を確認できた。
このように、上記有機EL表示装置の製造方法によれば、工程の短縮化と設備の簡素化が可能となると共に、高価な有機材料の利用効率を2倍以上に高めることができる。即ち、蒸着法およびフォトリソグラフ法により所望の形状の発光性有機化合物層を形成する場合には、不要な箇所にも蒸着膜が形成され利用効率が低下する。これに対し、上記方法では、製造コストも低くすることが可能となる。
また、上記有機EL表示装置の製造方法によれば、低分子の化合物でも粒子状に成型することができ、分散性よくインクとして使用することができる。即ち、比較的高分子の化合物であれば種々の溶媒に分散できるが、低分子の化合物の場合、溶解性や分散性が悪くインクとして使用し難かった。よって、低分子の発光性有機化合物の特性である良好な発色バランスや輝度、長寿命であるという性質を活かすことが困難であったが、上記方法によれば、膜の性状や発色バランス、輝度等の発色性能を容易かつ自由にコントロールすることができる。
よって、上記発光体粒子を用いた有機EL表示装置は、広い色表現範囲を有し、長寿命化が可能となるなど、装置特性の良好なものとなる。
<実施の形態2>
本実施の形態の有機EL表示装置の製造方法は、以下の第1〜第5の工程を有する。このうち、第1の工程および第2の工程が、発光体粒子の製造工程に、第3および第4工程が、インク(材料液)の製造工程に、第5工程が、有機EL表示装置の製造工程に対応する。本実施の形態においては、実施の形態1で説明した剥離層としてワックス層11Aを用いる。
本実施の形態の有機EL表示装置の製造方法は、以下の第1〜第5の工程を有する。このうち、第1の工程および第2の工程が、発光体粒子の製造工程に、第3および第4工程が、インク(材料液)の製造工程に、第5工程が、有機EL表示装置の製造工程に対応する。本実施の形態においては、実施の形態1で説明した剥離層としてワックス層11Aを用いる。
(第1の工程)
図3は、本実施の形態の第1の工程を示す断面図である。図3(A)〜(C)に示すように、シート状基材1上に、少なくともワックス層11Aと発光性有機化合物層13からなる発光体層を形成する。
図3は、本実施の形態の第1の工程を示す断面図である。図3(A)〜(C)に示すように、シート状基材1上に、少なくともワックス層11Aと発光性有機化合物層13からなる発光体層を形成する。
(シート状基材)
本工程に使用されるシート状基材1としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フィルムが挙げられる。
本工程に使用されるシート状基材1としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フィルムが挙げられる。
好ましいシート状基材1としては、ポリエチレンテレフタレートまたはその共重合体が挙げられる。
これらのシート状基材1の厚さは、特に限定されないが、10μm以上150μm以下が好ましい。10μm以上であれば、工程等で取り扱い性に問題がなく、150μm以下であれば、柔軟性に富み、ロール化、剥離等に問題がない。
(ワックス層(剥離層))
本工程に用いられるワックス層11Aは、後述の発光性有機化合物層13のアンダーコート層であり、シート状基材1の一面と発光性有機化合物層13との剥離性を向上させるための層である。また、追って詳細に説明するように、有機EL表示装置において、有機発光層の発光性能を向上させるためには、当該層中に残存する剥離層材料は可能な限り少なくする方が好ましい。そのため、剥離層として実施の形態1で説明したセルロース誘導体等の水や有機溶剤に溶解し易い樹脂材料を用いてもよいが、樹脂として以下のワックス材料を用いることで有機発光層中の残留物を抑制できる。
本工程に用いられるワックス層11Aは、後述の発光性有機化合物層13のアンダーコート層であり、シート状基材1の一面と発光性有機化合物層13との剥離性を向上させるための層である。また、追って詳細に説明するように、有機EL表示装置において、有機発光層の発光性能を向上させるためには、当該層中に残存する剥離層材料は可能な限り少なくする方が好ましい。そのため、剥離層として実施の形態1で説明したセルロース誘導体等の水や有機溶剤に溶解し易い樹脂材料を用いてもよいが、樹脂として以下のワックス材料を用いることで有機発光層中の残留物を抑制できる。
ワックス材料としては特に限定されるものではないが、常温で固体であるものであれば使用可能である。例えば、トリコサノン、ヘプタコサノン、1−ヘキサデカノール、1−オクタデカノール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキサノール、モノラウリン、モノステアリン、モノオレイン、アセトアミド、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等が好ましい。さらに、水や有機溶剤に溶解し易いワックス、40℃〜150℃程度の比較的低い融点のワックス、さらには加熱によって気化し易い昇華性のワックス等がより好ましい。
ワックス層11Aの形成は、一般的に用いられるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布、ディップ塗布、スピンコート等により形成される。塗布・乾燥後必要であれば、カレンダー処理により、表面の平滑化を行ってもよい。この場合、塗布液には粘度調節剤等の添加剤を含有させることもできる。
ワックス層11Aの厚さは、特に限定されないが、0.5μm以上50μm以下の範囲が好ましい。0.5μm未満では機械的強度が不足であり、50μmを超えると強度が高くなり過ぎるため後述の剥離・微細化処理が困難となる場合がある。
(発光性有機化合物層)
本工程に用いられる発光性有機化合物層13は、発光性有機化合物として、蛍光材料、あるいは燐光材料が用いられ、特に、燐光材料は発光効率の点で好ましい。また、低分子タイプの材料、例えば、分子量1000以下の材料が発光効率、寿命の点で好ましい。
本工程に用いられる発光性有機化合物層13は、発光性有機化合物として、蛍光材料、あるいは燐光材料が用いられ、特に、燐光材料は発光効率の点で好ましい。また、低分子タイプの材料、例えば、分子量1000以下の材料が発光効率、寿命の点で好ましい。
発光性有機化合物は、具体的には実施の形態1で示した有機化合物(化学構造式(1)〜(19))が例として挙げられる。このような化合物は、1種または2種以上混合して用いることができる。
これらの有機化合物(発光材料)を真空チャンバー内にセットし、抵抗加熱により昇華、蒸発させて上記ワックス層11Aを形成したシート状基板1の一面に成膜する(図3(C))。このような、いわゆる真空蒸着法により発光有機化合物層13を形成することが好ましい。その他の成膜方法としては、イオンプレーティング又はスパッタリング法等が挙げられる。
また、発光性有機化合物層13の厚さは5nm以上200nm以下、より好ましくは10nm以上100nm以下である。
これら、少なくともワックス層11Aと発光性有機化合物層13からなる発光体層を形成する工程を第1の工程という。
(第2の工程)
本工程においては、上記第1の工程で形成されたワックス層11Aと発光性有機化合物層13からなる発光体層を、ワックス層11Aを境界として上記シート状基材1より剥離し、微細化することにより、発光体粒子を得る。
本工程においては、上記第1の工程で形成されたワックス層11Aと発光性有機化合物層13からなる発光体層を、ワックス層11Aを境界として上記シート状基材1より剥離し、微細化することにより、発光体粒子を得る。
剥離・微細化処理法としては、特に限定されないが、上記発光体層をスキージ等のへら状部材によって機械的に剥ぎ取る方法や、有機溶媒(剥離液)中に浸漬し、ワックス層11Aを溶解するなどしてリフトオフ的に剥離するとともに、微細化(リーフ化)を行う方法、さらには有機溶媒(剥離液)中に浸漬すると同時に超音波処理を行い、微細化を促進する方法等がある。超音波処理の他、サンドミル、アトマイザー、ナノマイザー等で微細化を促進してもよい。
また、得られた発光体粒子を有機溶剤で洗浄し、粒子に付着したワックスを除去する処理を施してもよい。
ここで、超音波粉砕装置について具体的に説明する。図4は、シート状基材1に形成された発光体層を液体中で剥離、粉砕する超音波粉砕装置の断面図である。なお、図4においては、シート状基材1上の発光体層(ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層13)の記載を省略してある。
図示するように、当該装置は、発光体層を剥離するための有機溶媒(剥離液)3が充填される浴槽5と、浴槽5の底部に配置された超音波発振部2とを備えている。印加される超音波の周波数は、例えば38KHzである。さらに、当該装置は、シート搬送機構4a、4bを有し、当該機構は、4a、4b間において、シート状基材1が有機溶媒(剥離液)3に浸漬されるよう支持する。さらに、当該機構は、所定の速度、張力でシート状基材1を搬送するよう構成されている。超音波が効率良く発光体層に供給されるよう、浸漬面積、速度、張力などを調整することが好ましい。また、生産効率向上のためシート状基材1の両面に発光体層を形成した場合においても発光体層を傷つけることなく搬送するためのシート支持部6を設けてもよい。例えば、シート状基材1の両サイドを保持しつつ所定の方向に搬送するシート支持部6を設けてもよい。当該シート支持部6においても、速度調整機能および張力調整機能を備えるよう構成する。また、必要に応じて複数回、シート状基材1を液体内に搬送するため、双方向に搬送可能な構成としてもよい。
この超音波粉砕装置に、発光体層が形成されたシート状基材1をセットし、超音波を印加しながら、順次シート状基材1を有機溶媒(剥離液)3に浸漬する。浸漬部においては、ワックス層11Aが溶解し、その上層の発光性有機化合物層13が部分的に剥離し、リーフ状(または鱗片状ともいう)の発光体粒子が有機溶媒(剥離液)3中に浮遊する。なお、溶解は完全溶解である必要はなく、剥離が進む程度の溶解でよい。
この剥離・微細化処理後の液体に対してろ過処理を行い複数の発光体粒子を固まりとして得る。また、ろ集後、有機溶剤で洗浄することにより、粒子に付着したワックス層11Aを除去してもよい。また、遠心分離を行い、粗大粒子を沈殿除去し、粒子径分布を狭くする処理を施しても良い。
これら、発光体層をシート状基材1から剥離して発光体粒子を製造する工程を第2の工程という。
(第3の工程)
本工程においては上記第2の工程で得られた発光体粒子を、分散媒中に分散させ、分散液を調整する。上記スキージなどによって機械的に剥ぎ取ることにより形成された発光体粒子を分散媒中に添加する。また、液体中で剥離・微細化処理した場合は、ろ過後の固形物又は遠心分離後の上澄み液に対して分散媒を添加する。ここで、分散媒とは、主として有機溶媒である。必要に応じて分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては界面活性剤や樹脂等が利用される。この場合、界面活性剤や樹脂が保護コロイドとなり、分散安定性を向上させることができる。
本工程においては上記第2の工程で得られた発光体粒子を、分散媒中に分散させ、分散液を調整する。上記スキージなどによって機械的に剥ぎ取ることにより形成された発光体粒子を分散媒中に添加する。また、液体中で剥離・微細化処理した場合は、ろ過後の固形物又は遠心分離後の上澄み液に対して分散媒を添加する。ここで、分散媒とは、主として有機溶媒である。必要に応じて分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては界面活性剤や樹脂等が利用される。この場合、界面活性剤や樹脂が保護コロイドとなり、分散安定性を向上させることができる。
発光体粒子は、前述の通りリーフ状である。リーフ状の発光体粒子の厚さは、5nm以上200nm以下、より好ましくは10nm以上100nm以下である。また、発光体粒子の平均粒子径としては、動的光散乱法による50%体積平均粒子径が、0.05μm以上3μm以下程度が好ましい。粒度分布測定装置としては、例えば、ナノトラックUPAシリーズ(マイクロトラック社製)を使用できる。なお、50%体積平均粒子径とは、一つの粉体の集合を仮定し、その粒度分布が求められている場合、その粉体の集団の全体積を100%として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが所定の割合(ここでは、50%)となる点の粒子径をいう。
上記発光体粒子の分散液を製造する工程を第3の工程という。
ここで、第2の工程で用いられる有機溶媒(剥離液)3を分散媒と兼ねる場合には、第2の工程により分散液を得ることができる。即ち、剥離・微細化処理後の溶液を分散液として使用する。この場合、必要に応じて分散剤(界面活性剤や樹脂等)を添加してもよい。このように、第2の工程で得られた液体(図4の有機溶媒3)をそのまま利用することで、短工程で発光体粒子の分散安定化を図ることができる。
(第4の工程)
本工程においては、上記第3の工程によって形成された発光体粒子の分散液を用いて、インク(材料液、吐出液)を調整する。各種添加剤を使用してインクを調整することで、高性能の有機発光層を、スピンコート装置やインクジェット装置のような簡便な装置で容易に形成することができる。
本工程においては、上記第3の工程によって形成された発光体粒子の分散液を用いて、インク(材料液、吐出液)を調整する。各種添加剤を使用してインクを調整することで、高性能の有機発光層を、スピンコート装置やインクジェット装置のような簡便な装置で容易に形成することができる。
特にインクジェット法を用いる場合には粘度、表面張力、基板と吐出液との接触角、溶媒の蒸発過程に伴う動的物性値等の多岐にわたる特性値を調整するため、各種添加剤(調整液)を加えることが好ましい。例えば、被膜安定化剤として樹脂エマルジョン、界面活性剤、レベリング剤等を添加してもよい。また、pH調整剤、防腐剤、防錆剤などを添加してもよい。
ここで、上記第2、第3の工程において用いられる有機溶媒(剥離液、分散媒)および本工程においてもちいられるインクの調整液の選定は特に重要である。使用可能な溶媒としては、水および/または有機溶剤、例えば、エチレングリコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールジエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール−n−プロピルエーテル、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプリピレングリコール−n−ブチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノブチルエーテル、1,3−ブチレングリコール、1,3−ブチレングリコールジアセテート、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトン等が挙げられるが、20℃の蒸気圧が0.01mmHg〜20mmHgのものがより好ましい。蒸気圧が低すぎる有機溶剤を使用した場合には有機発光層中に残留し易いため所望の発光性能を得ることが難しくなる。逆に、蒸気圧が高すぎる有機溶剤を使用した場合には、揮発によりる濃度、粘度変化が大きく、特にインクジェット法を用いた場合、ノズル孔からの安定した吐出が困難となる。
インク中の発光体粒子の濃度は1重量%〜30重量%が好ましく、2重量%〜20重量%がより好ましい。
発光体粒子の分散液を少なくとも含み、液体プロセスによって所定形状の有機発光層を形成するために好適な組成のインクを調整する工程を第4の工程という。
(第5の工程)
本工程においては、上記工程によって製造されたインクを用いて、所定の形状の有機発光層を形成する。この工程を第5の工程という。上記有機発光層は、スピンコートおよびフォトリソグラフ法、スクリーン印刷法またはインクジェット法等により形成することができる。特に、インクジェット法によれば、低コストで大型基板にも容易に対応できるため、より好ましい。
本工程においては、上記工程によって製造されたインクを用いて、所定の形状の有機発光層を形成する。この工程を第5の工程という。上記有機発光層は、スピンコートおよびフォトリソグラフ法、スクリーン印刷法またはインクジェット法等により形成することができる。特に、インクジェット法によれば、低コストで大型基板にも容易に対応できるため、より好ましい。
ここでは、上記インクをインクジェットヘッド(液滴吐出装置)から吐出させて、有機EL装置の画素を構成する有機発光層を形成する。例えば、赤色、緑色、青色の3原色、またはその中間色などのうち、少なくとも1色のインクを所定の領域に吐出する。インクジェット法によれば、微細な領域への吐出を簡易に短時間で行うことができ、インクの吐出量の調整も容易に行うことができる。よって、膜の形状や膜厚等の膜の性状や発色バランス、輝度等の発色性能を容易かつ自由にコントロールすることができる。
次いで、所定の形状の吐出液に加熱処理を施し、乾燥(固化)することにより有機発光層を形成する。この際、層中に残留しているワックス成分などの不純物を揮発させる程度の加熱処理を行うことが好ましい。
加熱処理をすることにより吐出液に加熱処理を施し、乾燥(固化)するとともに、有機発光層中に残留しているワックス成分、分散媒、当該液中の界面活性剤、樹脂等、およびインクの調整に用いた樹脂エマルジョン、界面活性剤、レベリング剤、有機溶剤等の不純物を揮発させることができる。これにより、発光性有機化合物間(粒子間)の密着性が良くなり、発光性能を向上させることができる。
加熱処理は通常大気中で行われるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。加熱処理温度は、50℃以上、好ましくは150℃以上、より好ましくは250℃以上である。また、減圧下で加熱するとことにより上記不純物の揮発を促進させることができる。よって、低温、短時間での処理が可能となる。また、加熱処理は2回以上行ってもよい。また、加熱処理を行う時間(複数回行う場合は合計時間)は、特に限定されるものではないが、5分以上5時間以内であることが好ましい。
以下に本実施の形態を実施例によって更に具体的に説明するが、もちろん本発明の範囲はこれらによって限定されるものではない。
〔実施例4〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、80℃で溶融させたアセトアミド(昇華性のワックス成分)をロールコーターによって塗布・乾燥し、ワックス層11Aを形成した。この条件にて形成したワックス層11Aの厚さは5μmであった。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、80℃で溶融させたアセトアミド(昇華性のワックス成分)をロールコーターによって塗布・乾燥し、ワックス層11Aを形成した。この条件にて形成したワックス層11Aの厚さは5μmであった。
<発光性有機化合物層の形成>
上記ワックス層11A上に、表9に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層13)を形成した。使用装置を以下に示す。表9に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)または(11)を100wt%とした材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(11)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
上記ワックス層11A上に、表9に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層13)を形成した。使用装置を以下に示す。表9に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(10)または(11)を100wt%とした材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(11)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
上記方法にて形成した、ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
上記剥離・微細化処理後のジエチレングリコールジエチルエーテルにジプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加して、赤色用、青色用、緑色用のインクを調整した。各インクには、それぞれ赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子が分散している。
各インクの組成を表10に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて有機EL表示装置を製造した。本実施例における有機EL表示装置の製造工程は、前述の図2と同様であるため、図2を参照しながら説明する。
上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子含有インクを用いて有機EL表示装置を製造した。本実施例における有機EL表示装置の製造工程は、前述の図2と同様であるため、図2を参照しながら説明する。
ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
さらに、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から各色のインク22をそれぞれ所望の領域に吐出する(図2(C))。次いで、窒素雰囲気下で150℃、4時間加熱処理し、インク中の溶媒を除去することにより、赤色の有機発光層106、緑色の有機発光層107、青色の有機発光層108を形成した。
次に、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μm程度の電子輸送層109を形成した(図2(D))。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図2(E))。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔実施例5〕
<シート状基材の調製>
膜厚50μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成のワックス塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、ワックス層11Aを形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚50μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成のワックス塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、ワックス層11Aを形成した。
ワックス塗布液の組成を表11に示す。
(塗布条件)
表11に示すワックス塗布液を、以下の条件でPETフィルム(シート状基材1)上に塗布し、乾燥させワックス層11Aを形成した。
表11に示すワックス塗布液を、以下の条件でPETフィルム(シート状基材1)上に塗布し、乾燥させワックス層11Aを形成した。
コート条件:500rpmで5秒間回転後、2000rpmで30秒間回転
乾燥条件:50℃、30分間。
乾燥条件:50℃、30分間。
この条件にて形成したワックス層11Aの厚さは8μmであった。
<発光性有機化合物層の形成>
上記ワックス層11A上に、表12に示す材料を用いて、膜厚30nm程度の蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層)を形成した。使用装置を以下に示す。表12に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(3)、(7)および(18)のいずれか1つを100wt%とした材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(7)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
上記ワックス層11A上に、表12に示す材料を用いて、膜厚30nm程度の蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層)を形成した。使用装置を以下に示す。表12に示すように、赤色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(3)、(7)および(18)のいずれか1つを100wt%とした材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層13としては、化学構造式(18)と(7)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をスキージにて剥ぎ取り、発光体粒子を得た。
上記方法にて形成した、ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層13よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をスキージにて剥ぎ取り、発光体粒子を得た。
得られた発光体粒子をイソプロピルアルコールにて洗浄した後、適宜有機溶媒を添加して、サンドミル(安川製作所社製)で、ガラスビーズ(直径1.7mm、混合物の1.5倍量(重量))とともに2時間分散処理を行った。
ガラスビーズを取り除き、以下の条件下で遠心分離を行い、粗大粒子を除去した。得られた発光体粒子を表13に示す組成で溶剤に添加し、赤色用、青色用、緑色用のインクを調整した。
遠心分離条件:10,000rpm×30min
各インクの組成を表13に示す。
各インクの組成を表13に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
上記インクを用いて有機EL表示装置を製造した。本実施例における有機EL表示装置の製造工程は、前述の図2と同様であるため、図2を参照しながら説明する。
上記インクを用いて有機EL表示装置を製造した。本実施例における有機EL表示装置の製造工程は、前述の図2と同様であるため、図2を参照しながら説明する。
ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101、緑色画素用の透明画素電極102、および青色画素用の透明画素電極103を形成する(図2(A))。次に、これらの透明画素電極上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図2(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、各透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
さらに、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から赤色用、青色用、緑色用のインク22をそれぞれ所望の領域に吐出する(図2(C))。次いで、窒素雰囲気下で150℃、4時間加熱処理し、インク中の溶媒を除去することにより、赤色の有機発光層106、緑色の有機発光層107、青色の有機発光層108を形成した。
次に、正孔が流れ出ることことを防止する目的で、BCPを真空蒸着により0.03μm程度形成し、正孔阻止層(図示せず)とする。さらに、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μmの電子輸送層109を形成した(図2(D))。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図2(E))。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔実施例6〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、50℃で溶融させた2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキサノール(昇華性のワックス成分)をスピンコート法によって塗布・乾燥し、ワックス層11Aを形成した。この条件にて形成したワックス層11Aの厚さは5μmであった。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、50℃で溶融させた2−イソプロピル−5−メチルシクロヘキサノール(昇華性のワックス成分)をスピンコート法によって塗布・乾燥し、ワックス層11Aを形成した。この条件にて形成したワックス層11Aの厚さは5μmであった。
<発光性有機化合物層の形成>
上記ワックス層11A上に、表14に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層)を形成した。使用装置を以下に示す。表14に示すように、赤色の発光性有機化合物層としては、化学構造式(10)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層としては、化学構造式(10)または(11)を100wt%とした材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層としては、化学構造式(11)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
上記ワックス層11A上に、表14に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(赤色、青色および緑色の発光性有機化合物層)を形成した。使用装置を以下に示す。表14に示すように、赤色の発光性有機化合物層としては、化学構造式(10)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。青色の発光性有機化合物層としては、化学構造式(10)または(11)を100wt%とした材料を用い蒸着法により成膜した。緑色の発光性有機化合物層としては、化学構造式(11)と(13)をそれぞれ98wt%、2wt%の割合で混合した材料を用い蒸着法により成膜した。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<発光体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
上記方法にて形成した、ワックス層11Aおよび発光性有機化合物層よりなる発光体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
上記剥離・微細化処理後のジプロピレングリコールモノメチルエーテルに超純水を添加して、赤色用、青色用、緑色用のインクを調整した。各インクには、それぞれ赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子が分散している。
各インクの組成を表15に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
上記赤色用、青色用、緑色用のインクを用いて有機EL表示装置を製造した。本実施例における有機EL表示装置の製造工程は、本実施の形態の実施例4と同様である。
上記赤色用、青色用、緑色用のインクを用いて有機EL表示装置を製造した。本実施例における有機EL表示装置の製造工程は、本実施の形態の実施例4と同様である。
即ち、ガラス基板104上に、透明画素電極、樹脂ブラックレジスト層105を形成した後、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から各色のインク(上記赤色用、青色用、緑色用の発光体粒子の分散液)22をそれぞれ所望の領域に吐出する(図2(A)〜(C))。次いで、窒素雰囲気下で200℃、3時間加熱処理し、インク中の溶媒を除去することにより、赤色の有機発光層106、緑色の有機発光層107、青色の有機発光層108を形成した。
次に、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μm程度の電子輸送層109を形成し(図2(D))、最後に、対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図2(E))。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔評価〕
実施例4から6で作成した有機EL表示装置の発光特性について、寿命評価を行った。安定化処理後の初期輝度を100%とし、標準波形で一定の電流を印加して連続して発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し50%に低下するまでの時間を測定し、これを発光寿命とした。
実施例4から6で作成した有機EL表示装置の発光特性について、寿命評価を行った。安定化処理後の初期輝度を100%とし、標準波形で一定の電流を印加して連続して発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し50%に低下するまでの時間を測定し、これを発光寿命とした。
その結果を表16に示す。実施例4から6において、15000時間を超える寿命を確認できた。
また、初期輝度については、赤、緑、青の平均輝度において、実施例4が800cd/m2、実施例5が1200cd/m2、実施例6が1100cd/m2であった。
このように、上記有機EL表示装置の製造方法によれば、工程の短縮化と設備の簡素化が可能となると共に、高価な有機材料の利用効率を2倍以上に高めることができる。即ち、蒸着法およびフォトリソグラフ法により所望の形状の発光性有機化合物層を形成する場合には、不要な箇所にも蒸着膜が形成され利用効率が低下する。これに対し、上記方法では、製造コストも低くすることが可能となる。
また、上記有機EL表示装置の製造方法によれば、低分子の化合物でも粒子状に成型することができ、分散性よくインクとして使用することができる。即ち、比較的高分子の化合物であれば種々の溶媒に分散できるが、低分子の化合物の場合、溶解性や分散性が悪くインクとして使用し難かった。よって、低分子の発光性有機化合物の特性である良好な発色バランスや輝度、長寿命であるという性質を活かすことが困難であったが、上記方法によれば、膜の性状や発色バランス、輝度等の発色性能を容易かつ自由にコントロールすることができる。
よって、上記発光体粒子を用いた有機EL表示装置は、広い色表現範囲を有し、長寿命化が可能となるなど、装置特性の良好なものとなる。
<実施の形態3>
本実施の形態の有機EL表示装置の製造方法は、以下の第1〜第5の工程を有する。このうち、第1の工程および第2の工程が、電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造工程に、第3および第4工程が、インク(材料液)の製造工程に、第5工程が、有機EL表示装置の製造工程に対応する。
本実施の形態の有機EL表示装置の製造方法は、以下の第1〜第5の工程を有する。このうち、第1の工程および第2の工程が、電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造工程に、第3および第4工程が、インク(材料液)の製造工程に、第5工程が、有機EL表示装置の製造工程に対応する。
(第1の工程)
図5は、本実施の形態の第1の工程を示す断面図である。図5(A)〜(C)に示すように、シート状基材1上に、少なくとも剥離層11と電荷移動材料層(電荷移動性を有する有機化合物層)13Aからなる積層体層を形成する。ここで、電荷移動材料層13Aとは、後述の有機EL表示装置の電荷移動層を形成するための材料となる層である。この電荷移動層には、正孔移動層および電子移動層が含まれる。また、正孔移動層には、正孔注入層および正孔輸送層が含まれ、電子移動層には、電子注入層および電子輸送層が含まれる。注入層と輸送層は同じ意味で用いられることもあるが、移動層を積層して構成した場合には、電極と接している層を注入層と、残りの層を輸送層と区別して呼ばれることもある。
図5は、本実施の形態の第1の工程を示す断面図である。図5(A)〜(C)に示すように、シート状基材1上に、少なくとも剥離層11と電荷移動材料層(電荷移動性を有する有機化合物層)13Aからなる積層体層を形成する。ここで、電荷移動材料層13Aとは、後述の有機EL表示装置の電荷移動層を形成するための材料となる層である。この電荷移動層には、正孔移動層および電子移動層が含まれる。また、正孔移動層には、正孔注入層および正孔輸送層が含まれ、電子移動層には、電子注入層および電子輸送層が含まれる。注入層と輸送層は同じ意味で用いられることもあるが、移動層を積層して構成した場合には、電極と接している層を注入層と、残りの層を輸送層と区別して呼ばれることもある。
(シート状基材)
本工程に使用されるシート状基材1としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フィルムが挙げられる。
本工程に使用されるシート状基材1としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート,ポリエチレンナフタレート等のポリエステルフイルム、66ナイロン、6ナイロン等のポリアミドフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセテートフイルム、ポリイミドフイルム等の離型性フィルムが挙げられる。
好ましいシート状基材1としては、ポリエチレンテレフタレートまたはその共重合体が挙げられる。
これらのシート状基材1の厚さは、特に限定されないが、10μm以上150μm以下が好ましい。10μm以上であれば、工程等で取り扱い性に問題がなく、150μm以下であれば、柔軟性に富み、ロール化、剥離等に問題がない。
(剥離層)
本工程に用いられる剥離層11は、後述の電荷移動材料層13Aのアンダーコート層であり、シート状基材1の一面と電荷移動材料層13Aとの剥離性を向上させるための層である。剥離層材料としては特に限定されるものではないが、各種樹脂、例えば、水や有機溶剤に溶解し易い樹脂、具体的にはセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、アクリル酸共重合体又は変性ナイロン樹脂等が好ましい。
本工程に用いられる剥離層11は、後述の電荷移動材料層13Aのアンダーコート層であり、シート状基材1の一面と電荷移動材料層13Aとの剥離性を向上させるための層である。剥離層材料としては特に限定されるものではないが、各種樹脂、例えば、水や有機溶剤に溶解し易い樹脂、具体的にはセルロース誘導体、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルブチラール、アクリル酸共重合体又は変性ナイロン樹脂等が好ましい。
剥離層11の形成は、一般的に用いられるグラビア塗布、ロール塗布、ブレード塗布、エクストルージョン塗布、ディップ塗布、スピンコート等により形成される。塗布・乾燥後必要であれば、カレンダー処理により、表面の平滑化を行ってもよい。この場合、塗布液には粘度調節剤等の添加剤を含有させることもできる。
剥離層11の厚さは、特に限定されないが、0.5μm以上50μm以下の範囲が好ましい。0.5μm未満では機械的強度が不足であり、50μmを超えると強度が高くなり過ぎるため後述の剥離・微細化処理が困難となる場合がある。
(電荷移動材料層)
上記電荷移動材料層の形成に用いられる材料としては、次のような化合物が挙げられる。正孔移動材料としては、TPB(テトラ−N−フェニルベンジジン)、TDAB(1,3,5−トリス(ジフェニルアミノベンゼン))などの低分子のフェニルアミン誘導体やフタロシアニン化合物などがあげられる。また、電子移動材料としては、キノリノールアルミニウム誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、パソフェナントロリン誘導体、シロール誘導体などがあげられる。
上記電荷移動材料層の形成に用いられる材料としては、次のような化合物が挙げられる。正孔移動材料としては、TPB(テトラ−N−フェニルベンジジン)、TDAB(1,3,5−トリス(ジフェニルアミノベンゼン))などの低分子のフェニルアミン誘導体やフタロシアニン化合物などがあげられる。また、電子移動材料としては、キノリノールアルミニウム誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、パソフェナントロリン誘導体、シロール誘導体などがあげられる。
より具体的には、正孔移動材料としては以下の化学構造式(20)〜(30)で示される化合物、電子移動材料としては以下の化学構造式(31)〜(37)で示される化合物が例として挙げられる。このような化合物は、1種または2種以上混合して用いることができる。
これらの化合物を真空チャンバー内にセットし、抵抗加熱により昇華、蒸発させて上記剥離層11を形成したシート状基板1の一面に成膜する(図5(C))。このような、いわゆる真空蒸着法により電荷移動材料層13Aを形成することが好ましい。その他の成膜方法としては、イオンプレーティング又はスパッタリング法等が挙げられる。
また、電荷移動材料層13Aの厚さは5nm以上200nm以下、より好ましくは10nm以上100nm以下である。
これら、少なくとも剥離層11と電荷移動材料層13Aからなる積層体層を形成する工程を第1の工程という。
(第2の工程)
本工程においては、上記第1の工程で形成された剥離層11と電荷移動材料層13Aからなる積層体層を、剥離層11を境界として上記シート状基材1より剥離し、微細化することにより、移動体粒子(電荷移動体形成用の有機化合物粒子)を得る。
本工程においては、上記第1の工程で形成された剥離層11と電荷移動材料層13Aからなる積層体層を、剥離層11を境界として上記シート状基材1より剥離し、微細化することにより、移動体粒子(電荷移動体形成用の有機化合物粒子)を得る。
剥離・微細化処理法としては、特に限定されないが、上記積層体層をスキージ等のへら状部材によって機械的に剥ぎ取る方法や、有機溶媒(剥離液)中に浸漬し、剥離層11を溶解するなどしてリフトオフ的に剥離するとともに、微細化(リーフ化)を行う方法、さらには有機溶媒(剥離液)中に浸漬すると同時に超音波処理を行い、微細化を促進する方法等がある。超音波処理の他、サンドミル、アトマイザー、ナノマイザー等で微細化を促進してもよい。
また、得られた移動体粒子を有機溶剤で洗浄し、粒子に付着した樹脂を除去する処理を施してもよい。
ここで、前述の超音波粉砕装置(図4)に、積層体層が形成されたシート状基材1をセットし、超音波を印加しながら、順次シート状基材1を有機溶媒(剥離液)3に浸漬する。浸漬部においては、剥離層11が溶解し、その上層の電荷移動材料層13Aが部分的に剥離し、リーフ状の移動体粒子が有機溶媒(剥離液)3中に浮遊する。この剥離・微細化処理後の液体に対してろ過処理を行い複数の移動体粒子を固まりとして得る。また、ろ集後、有機溶剤で洗浄することにより、粒子に付着した剥離層11を除去してもよい。また、遠心分離を行い、粗大粒子を沈殿除去し、粒子径分布を狭くする処理を施しても良い。
これら、移動体層をシート状基材1から剥離して移動体粒子を製造する工程を第2の工程という。
(第3の工程)
本工程においては上記第2の工程で得られた移動体粒子を、分散媒中に分散させ、分散液を調整する。上記スキージなどによって機械的に剥ぎ取ることにより形成された移動体粒子を分散媒中に添加する。また、液体中で剥離・微細化処理した場合は、ろ過後の固形物又は遠心分離後の上澄み液に対して分散媒を添加する。ここで、分散媒とは、主として有機溶媒である。必要に応じて分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては界面活性剤や樹脂等が利用される。この場合、界面活性剤や樹脂が保護コロイドとなり、分散安定性を向上させることができる。
本工程においては上記第2の工程で得られた移動体粒子を、分散媒中に分散させ、分散液を調整する。上記スキージなどによって機械的に剥ぎ取ることにより形成された移動体粒子を分散媒中に添加する。また、液体中で剥離・微細化処理した場合は、ろ過後の固形物又は遠心分離後の上澄み液に対して分散媒を添加する。ここで、分散媒とは、主として有機溶媒である。必要に応じて分散剤を添加することが好ましい。分散剤としては界面活性剤や樹脂等が利用される。この場合、界面活性剤や樹脂が保護コロイドとなり、分散安定性を向上させることができる。
移動体粒子は、前述の通りリーフ状である。移動体粒子の平均粒子径としては、動的光散乱法による50%体積平均粒子径が、0.05μm以上3μm以下程度が好ましい。粒度分布測定装置としては、例えば、ナノトラックUPAシリーズ(マイクロトラック社製)を使用できる。なお、50%体積平均粒子径とは、一つの粉体の集合を仮定し、その粒度分布が求められている場合、その粉体の集団の全体積を100%として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが所定の割合(ここでは、50%)となる点の粒子径をいう。
上記移動体粒子の分散液を製造する工程を第3の工程という。
ここで、第2の工程で用いられる有機溶媒(剥離液)3を分散媒と兼ねる場合には、第2の工程により分散液を得ることができる。即ち、剥離・微細化処理後の溶液を分散液として使用する。この場合、必要に応じて分散剤(界面活性剤や樹脂等)を添加してもよい。このように、第2の工程で得られた液体(図4の有機溶媒3)をそのまま利用することで、短工程で移動体粒子の分散安定化を図ることができる。
(第4の工程)
本工程においては、上記第3の工程によって形成された移動体粒子の分散液を用いて、インク(材料液、吐出液)を調整する。各種添加剤を使用してインクを調整することで、高性能の電荷移動層を、スピンコート装置やインクジェット装置のような簡便な装置で容易に形成することができる。
本工程においては、上記第3の工程によって形成された移動体粒子の分散液を用いて、インク(材料液、吐出液)を調整する。各種添加剤を使用してインクを調整することで、高性能の電荷移動層を、スピンコート装置やインクジェット装置のような簡便な装置で容易に形成することができる。
特にインクジェット法を用いる場合には粘度、表面張力、基板と吐出液との接触角、溶媒の蒸発過程に伴う動的物性値等の多岐にわたる特性値を調整するため、各種添加剤(調整液)を加えることが好ましい。例えば、ノズル口での乾燥・凝固などを防ぐ目的で、保湿剤を添加してもよい。保湿剤としては、グリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリグリセロールなどの多価アルコール類、マルチトール、キシリトール、ソルビトールなどの糖類などが用いられる。また、被膜安定化剤として樹脂エマルジョン、界面活性剤、レベリング剤等を添加してもよい。また、pH調整剤、防腐剤、防錆剤などを添加してもよい。
ここで、上記第2、第3の工程において用いられる有機溶媒(剥離液、分散媒)および本工程においてもちいられるインクの調整液の選定は特に重要である。使用可能な溶媒としては、水および/または有機溶剤、例えば、エチレングリコールからγ−ブチロラクトン等、実施の形態2で説明した溶媒が挙げられる。ここで、20℃の蒸気圧が0.01mmHg〜20mmHgのものがより好ましい。蒸気圧が低すぎる有機溶剤を使用した場合には電荷移動層中に残留し易いため所望の移動性能を得ることが難しくなる。逆に、蒸気圧が高すぎる有機溶剤を使用した場合には、揮発によりる濃度、粘度変化が大きく、特にインクジェット法を用いた場合、ノズル孔からの安定した吐出が困難となる。
インク中の移動体粒子の濃度は1重量%〜30重量%が好ましく、2重量%〜20重量%がより好ましい。
移動体粒子の分散液を少なくとも含み、液体プロセスによって所定形状の電荷移動層を形成するために好適な組成のインクを調整する工程を第4の工程という。
(第5の工程)
本工程においては、上記工程によって製造された移動体粒子の分散液を少なくとも含むインクを用いて、所定の形状の電荷移動層を形成する。この工程を第5の工程という。上記電荷移動層は、スピンコートおよびフォトリソグラフ法、スクリーン印刷法またはインクジェット法等により形成することができる。特に、インクジェット法によれば、低コストで大型基板にも容易に対応できるため、より好ましい。
本工程においては、上記工程によって製造された移動体粒子の分散液を少なくとも含むインクを用いて、所定の形状の電荷移動層を形成する。この工程を第5の工程という。上記電荷移動層は、スピンコートおよびフォトリソグラフ法、スクリーン印刷法またはインクジェット法等により形成することができる。特に、インクジェット法によれば、低コストで大型基板にも容易に対応できるため、より好ましい。
ここでは、上記インクをインクジェットヘッド(液滴吐出装置)から吐出させて、有機EL装置の画素を構成する電荷移動層を形成する。例えば、正孔移動層又は電子移動層のインクを所定の領域に吐出する。インクジェット法によれば、微細な領域への吐出を簡易に短時間で行うことができ、インクの吐出量の調整も容易に行うことができる。
次いで、所定の形状の吐出液に加熱処理を施し、乾燥(固化)することにより電荷移動層(正孔移動層又は電子移動層)を形成する。この際、層中に残留している樹脂成分などの不純物を揮発させる程度の加熱処理を行うことが好ましい。
加熱処理をすることにより吐出液に加熱処理を施し、乾燥(固化)するとともに、電荷移動層中に残留している樹脂成分、分散媒、当該液中の界面活性剤、樹脂等、およびインクの調整に用いた樹脂エマルジョン、界面活性剤、レベリング剤、有機溶剤等の不純物を揮発させることができる。これにより、移動体粒子間の密着性が良くなり、移動性能を向上させることができる。
加熱処理は通常大気中で行われるが、必要に応じて、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で行うこともできる。加熱処理温度は、50℃以上、好ましくは150℃以上、より好ましくは250℃以上である。また、減圧下で加熱するとことにより上記不純物の揮発を促進させることができる。よって、低温、短時間での処理が可能となる。また、加熱処理は2回以上行ってもよい。また、加熱処理を行う時間(複数回行う場合は合計時間)は、特に限定されるものではないが、5分以上5時間以内であることが好ましい。
以下に本実施の形態を実施例によって更に具体的に説明するが、もちろん本発明の範囲はこれらによって限定されるものではない。
〔実施例7〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
(樹脂塗布液)
樹脂塗布液の組成を表17に示す。
樹脂塗布液の組成を表17に示す。
(塗布条件)
表17に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
表17に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
コート条件:500rpmで10秒間回転後、2,000rpmで30秒間回転
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは10μmであった。
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは10μmであった。
<電荷移動材料層の形成>
上記剥離層11上に、化学構造式(24)に示す材料を用いて、膜厚15nm程度の蒸着層(電荷移動材料層13、この場合正孔移動材料層)を形成した。使用装置を以下に示す。
上記剥離層11上に、化学構造式(24)に示す材料を用いて、膜厚15nm程度の蒸着層(電荷移動材料層13、この場合正孔移動材料層)を形成した。使用装置を以下に示す。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<移動体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および電荷移動材料層13Aよりなる積層体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
<移動体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および電荷移動材料層13Aよりなる積層体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
上記剥離・微細化処理後のジエチレングリコールジエチルエーテルにジプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加してインクを調整した。インクには、移動体粒子が分散している。
インクの組成を表18に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
図6は、有機EL表示装置の製造工程を示す断面図である。上記インク(表18)を用いて、図6(A)〜図6(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。
図6は、有機EL表示装置の製造工程を示す断面図である。上記インク(表18)を用いて、図6(A)〜図6(E)に示す工程で有機EL表示装置を製造した。
ガラス基板104上にITO膜を0.1μm程度の膜厚で全面形成した後、フォトリソグラフィ法により略100μm角にパターニングすることにより、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101を形成する(図6(A))。次に、透明画素電極101上に、樹脂ブラックレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により電極間上に樹脂ブラックレジスト層105を形成する(図6(B))。この樹脂ブラックレジスト層105は、透明画素電極101間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた層である。この樹脂ブラックレジスト層105は、幅20μm、厚さ2.0μmとした。
次いで、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から表18に示すインク22Aを所望の領域に吐出する(図6(C))。次いで、熱処理を施し、0.1μm程度の電荷移動層(この場合、正孔移動層)202を形成した。
さらに、前述の化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を真空蒸着することにより、0.1μm程度の赤色の有機発光層106を形成した。
次に、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μm程度の電子輸送層109を形成した(図6(D))。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図6(E))。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔実施例8〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
(樹脂塗布液)
樹脂塗布液の組成を表19に示す。
樹脂塗布液の組成を表19に示す。
(塗布条件)
表19に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
表19に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
コート条件:500rpmで5秒間回転後、2,000rpmで30秒間回転
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは8μmであった。
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは8μmであった。
<電荷移動材料層の形成>
上記剥離層11上に、化学構造式(27)に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(電荷移動材料層13、この場合正孔移動材料層)を形成した。使用装置を以下に示す。
上記剥離層11上に、化学構造式(27)に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(電荷移動材料層13、この場合正孔移動材料層)を形成した。使用装置を以下に示す。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<移動体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および電荷移動材料層13Aよりなる積層体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をスキージにて剥ぎ取り、移動体粒子を得た。
<移動体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および電荷移動材料層13Aよりなる積層体層を有するPETフィルム(シート状基材1)をスキージにて剥ぎ取り、移動体粒子を得た。
得られた移動体粒子を超音波粉砕装置を用いて更なる微細化を行い、インクを調整した。当該インクの組成を表20に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
本実施の形態の上記実施例7と同様の工程(図6参照)で、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101および樹脂ブラックレジスト層105を形成した。次いで、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から表20に示すインク22Aを所望の領域に吐出し、熱処理を施し、0.1μm程度の正孔移動層202を形成した。この後、上記実施例7と同様の工程で、赤色の有機発光層106を形成した。
本実施の形態の上記実施例7と同様の工程(図6参照)で、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101および樹脂ブラックレジスト層105を形成した。次いで、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から表20に示すインク22Aを所望の領域に吐出し、熱処理を施し、0.1μm程度の正孔移動層202を形成した。この後、上記実施例7と同様の工程で、赤色の有機発光層106を形成した。
次に、正孔が流れ出ることことを防止する目的で、BCPを真空蒸着により0.03μm程度形成し、正孔阻止層(図示せず)とする。さらに、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより0.1μmの電子輸送層109を形成した。この電子輸送層109は、陰極からの電子注入を容易にし、また陰極からの発光部分を遠ざけることによって電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した。この対向電極110は、反射板としての機能も有する。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔実施例9〕
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
<シート状基材の調製>
膜厚100μmのPETフィルム(シート状基材1)上に、次の組成の樹脂塗布液をスピンコート法によって塗布・乾燥し、剥離層11を形成した。
(樹脂塗布液)
樹脂塗布液の組成を表21に示す。
樹脂塗布液の組成を表21に示す。
(塗布条件)
表21に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
表21に示す樹脂塗布液を、以下の条件でPETフィルム上に塗布し、乾燥させ剥離層11を形成した。
コート条件:500rpmで5秒間回転後、2,000rpmで30秒間回転
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは10μmであった。
乾燥条件:100℃、30分間
この条件にて形成した剥離層11の厚さは10μmであった。
<電荷移動材料層の形成>
上記剥離層11上に、化学構造式(31)に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(電荷移動材料層13、この場合電子移動材料層)を形成した。使用装置を以下に示す。
上記剥離層11上に、化学構造式(31)に示す材料を用いて、膜厚10nm程度の蒸着層(電荷移動材料層13、この場合電子移動材料層)を形成した。使用装置を以下に示す。
装置:VE−1010形真空蒸着装置(真空デバイス社製)
<移動体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および電荷移動材料層13Aよりなる積層体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
<移動体粒子含有インクの製造>
上記方法にて形成した、剥離層11および電荷移動材料層13Aよりなる積層体層を有するPETフィルム(シート状基材1)を図4に示す超音波粉砕装置にセットし、ジエチレングリコールジエチルエーテル中に浸漬し、超音波を加えることにより、剥離・微細化処理を行った。
上記剥離・微細化処理後のジエチレングリコールジエチルエーテルにジプロピレングリコールモノメチルエーテルを添加してインクを調整した。インクには、移動体粒子が分散している。
インクの組成を表22に示す。
<有機EL表示装置を製造する工程>
本実施の形態の上記実施例7と同様の工程(図6参照)で、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101および樹脂ブラックレジスト層105を形成した。次いで、化学構造式(24)に示す材料を用いて真空蒸着することにより電荷移動層(この場合、正孔移動層)202を形成した。さらに、前述の化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を真空蒸着することにより、0.1μm程度の赤色の有機発光層106を形成した。次いで、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から表22に示すインク22Aを赤色の有機発光層106上に吐出し、熱処理を施し、0.1μm程度の電荷移動層(この場合、電子輸送層109)を形成した(図6(D))。最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図6(E))。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
本実施の形態の上記実施例7と同様の工程(図6参照)で、ITO製の赤色画素用の透明画素電極101および樹脂ブラックレジスト層105を形成した。次いで、化学構造式(24)に示す材料を用いて真空蒸着することにより電荷移動層(この場合、正孔移動層)202を形成した。さらに、前述の化学構造式(18)と(3)をそれぞれ95wt%、5wt%の割合で混合した材料を真空蒸着することにより、0.1μm程度の赤色の有機発光層106を形成した。次いで、インクジェット装置20のインクジェットヘッド21から表22に示すインク22Aを赤色の有機発光層106上に吐出し、熱処理を施し、0.1μm程度の電荷移動層(この場合、電子輸送層109)を形成した(図6(D))。最後に、電子輸送層109上に対向電極110として厚さ0.8μmのAlLi膜を蒸着法により形成した(図6(E))。以上の工程により、有機EL表示装置を製造した。
〔評価〕
実施例7から9で作成した有機EL表示装置の発光特性について、寿命評価を行った。安定化処理後の初期輝度を100%とし、標準波形で一定の電流を印加して連続して発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し50%に低下するまでの時間を測定し、これを発光寿命とした。
実施例7から9で作成した有機EL表示装置の発光特性について、寿命評価を行った。安定化処理後の初期輝度を100%とし、標準波形で一定の電流を印加して連続して発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し50%に低下するまでの時間を測定し、これを発光寿命とした。
その結果、実施例7から9において、10000時間を超える寿命を確認できた。
このように、上記有機EL表示装置の製造方法によれば、工程の短縮化と設備の簡素化が可能となると共に、高価な有機材料の利用効率を2倍以上に高めることができる。即ち、蒸着法およびフォトリソグラフ法により所望の形状の電荷移動層を形成する場合には、不要な箇所にも蒸着膜が形成され利用効率が低下する。これに対し、上記方法では、製造コストも低くすることが可能となる。
また、上記有機EL表示装置の製造方法によれば、低分子の化合物でも粒子状に成型することができ、分散性よくインクとして使用することができる。即ち、比較的高分子の化合物であれば種々の溶媒に分散できるが、低分子の化合物の場合、溶解性や分散性が悪くインクとして使用し難かった。よって、低分子の電荷移動層の特性である良好な移動性や、長寿命であるという性質を活かすことが困難であったが、上記方法によれば、特性の良好な長寿命膜を形成することができる。
また、上記実施の形態1〜3を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。
例えば、上記実施の形態1〜3においては、シート状基材を用いたが、他の基材を用いてもよい。また、上記実施の形態3においては、赤色の有機発光層のみを形成したが、他の色の有機発光層も形成してもよい。また、この際、実施の形態1および2で説明した各色のインクを用いてもよい。また、上記実施の形態3においては、剥離層として樹脂材料を用いたが、実施の形態2で説明したワックス層を用いてもよい。また、実施の形態1〜3においては、有機EL表示装置を例に説明したが、表示装置に限らず、照明装置など、発光層や電荷移動層を有する装置に広く適用可能である。また、発光層や電荷移動層に限らず、装置を構成する他の有機層(阻止層)などにも適用可能である。特に、電極間に用いられる各種有機層に適用して好適である。
1…シート状基材、2…超音波発振部、3…有機溶媒(剥離液)、4a、4b…シート搬送機構、5…浴槽、6…シート支持部、11…剥離層、11A…ワックス層、13…発光性有機化合物層、13A…電荷移動材料層、20…インクジェット装置、21…インクジェットヘッド、22…インク、22A…インク、101、102、103…透明画素電極、104…ガラス基板、105…樹脂ブラックレジスト層、106…赤色の有機発光層、107…緑色の有機発光層、108…青色の有機発光層、109…電子輸送層、110…対向電極、202…電荷移動層
Claims (32)
- 基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、
前記発光体層を前記基材の一面から剥離し微細化する第2の工程と、
を有することを特徴とする発光体粒子の製造方法。 - 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項1記載の発光体粒子の製造方法。
- 前記第2の工程において、前記発光体層に超音波を印加し、剥離、微細化することを特徴とする請求項1または2記載の発光体粒子の製造方法。
- 基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、
前記発光体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、
前記発光体粒子に第2有機溶媒を加え発光体形成用の材料液を調整する第3工程と、
を有することを特徴とする発光体形成用の材料液の製造方法。 - 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項4記載の発光体形成用の材料液の製造方法。
- 基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、
前記発光体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、
前記発光体粒子に第2有機溶媒を加え材料液を調整する第3工程と、
前記材料液を基板上に滴下し固化することで、発光層を形成する第4工程と、
を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。 - 前記第2の工程は、前記発光体層を剥ぎ取りながら微細化する工程であることを特徴とする請求項6記載の有機EL表示装置の製造方法。
- シート状基材の少なくとも一面に、剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層を形成する第1の工程と、
前記シート状基材を第1有機溶媒に浸漬し、前記剥離層から前記発光性有機化合物層の一部分を随時剥離し微細化することで、発光体粒子を形成する第2の工程と、
前記発光体粒子を含有する前記第1有機溶媒を用いて材料液を調整する第3工程と、
前記材料液を基板上に滴下し固化することで、発光層を形成する第4工程と、
を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。 - 前記第4工程は、液滴吐出法により前記基板上の所望の領域に前記材料液を吐出し、固化することで、発光層を形成することを特徴とする請求項6乃至8のいずれか一項記載の有機EL表示装置の製造方法。
- 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項6乃至9のいずれか一項記載の有機EL表示装置の製造方法。
- 請求項1乃至3のいずれか一項記載の発光体粒子の製造方法または請求項4乃至5のいずれか一項記載の発光体形成用の材料液の製造方法により形成された発光体粒子または材料液を用いて発光層を形成する工程を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
- 剥離層と発光性有機化合物層とを含む発光体層が形成された基材から前記発光体層を剥離し微細化してなる発光体粒子であって、
各粒子がリーフ形状であることを特徴とする発光体粒子。 - 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項12記載の発光体粒子。
- 請求項12または13記載の発光体粒子を含有することを特徴とする材料液。
- 請求項14記載の材料液を固化してなる発光層を有することを特徴とする有機EL表示装置。
- 前記発光層中の発光性有機化合物の分子量は、1000以下であることを特徴とする請求項15記載の有機EL表示装置。
- 基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、
前記積層体層を前記基材の一面から剥離し微細化する第2の工程と、
を有することを特徴とする電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法。 - 前記第2の工程において、前記積層体層に超音波を印加することを特徴とする請求項17記載の電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法。
- 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項17または18記載の電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法。
- 基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、
前記積層体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、有機化合物粒子を形成する第2の工程と、
前記有機化合物粒子に第2有機溶媒を加え電荷移動体形成用の材料液を調整する第3工程と、
を有することを特徴とする電荷移動体形成用の材料液の製造方法。 - 前記第2の工程は、前記積層体層を剥ぎ取りながら微細化する工程であることを特徴とする請求項20記載の電荷移動体形成用の材料液の製造方法。
- 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項20または21記載の電荷移動体形成用の材料液の製造方法。
- 基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、
前記積層体層を前記基材の一面から剥離し微細化することで、有機化合物粒子を形成する第2の工程と、
前記有機化合物粒子に第2有機溶媒を加え材料液を調整する第3工程と、
前記材料液を基板上に滴下し固化することで、電荷移動層を形成する第4工程と、
を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。 - シート状基材の少なくとも一面に、剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層を形成する第1の工程と、
前記シート状基材を第1有機溶媒に浸漬し、前記剥離層から前記有機化合物層の一部分を随時剥離し微細化することで、有機化合物粒子を形成する第2の工程と、
前記有機化合物粒子を含有する前記第1有機溶媒を用いて材料液を調整する第3工程と、
前記材料液を基板上に滴下し固化することで、電荷移動層を形成する第4工程と、
を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。 - 前記第4工程は、液滴吐出法により前記基板上の所望の領域に前記材料液を吐出し、固化することで、電荷移動層を形成することを特徴とする請求項23または24記載の有機EL表示装置の製造方法。
- 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項23乃至25のいずれか一項記載の有機EL表示装置の製造方法。
- 請求項17乃至19のいずれか一項記載の電荷移動体形成用の有機化合物粒子の製造方法または請求項20乃至22のいずれか一項記載の電荷移動体形成用の材料液の製造方法により形成された有機化合物粒子または材料液を用いて電荷移動層を形成する工程を有することを特徴とする有機EL表示装置の製造方法。
- 剥離層と電荷移動性を有する有機化合物層とを含む積層体層が形成された基材から前記積層体層を剥離し微細化してなる有機化合物粒子であって、
各粒子がリーフ形状であることを特徴とする有機化合物粒子。 - 前記剥離層は、ワックス層であることを特徴とする請求項28記載の有機化合物粒子。
- 請求項28または29記載の有機化合物粒子を含有することを特徴とする材料液。
- 請求項30記載の材料液を固化してなる電荷移動層を有することを特徴とする有機EL表示装置。
- 前記電荷移動層中の有機化合物の分子量は、1000以下であることを特徴とする請求項31記載の有機EL表示装置。
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