JP2010146854A

JP2010146854A - 有機ｅｌパネル及びその製造方法

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Publication number: JP2010146854A
Application number: JP2008323015A
Authority: JP
Inventors: Yusho Shida; 有章志田; Kenji Doi; 賢治土井
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2008-12-19
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2010-07-01

Abstract

【課題】有機ＥＬパネル及びその製造方法に関し、有機ＥＬパネルの表示品質を向上させ、また、安価に製造可能とすることを目的とする。
【解決手段】支持基板１上に透光性の第一電極２ａ，少なくとも有機発光層３ｃを有する機能層３及び第二電極４を順次積層形成してなる有機ＥＬパネルＡである。支持基板１上に透明導電膜２を形成し、透明導電膜２に部分的に熱処理を施して第一電極２ａを所定の形状に形成することを特徴とする。透明導電膜２は、インジウム亜鉛酸化物からなることを特徴とする。前記熱処理は、レーザー，電子線描画法またはイオンビームを用いることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネル及びその製造方法に関するものである。

従来、有機材料によって形成される自発光素子である有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルは、例えば、透光性の支持基板上に、透光性の第一電極と、少なくとも発光層を有する有機層と、非透光性の第二電極と、を順次積層形成してなるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる有機ＥＬパネルは、前記陽極から正孔を注入し、また、前記陰極から電子を注入して正孔及び電子が前記発光層にて再結合することによって光を発するものであり、視認性及び低温環境下での高速応答性に優れているため、瞬間判読が必要な車載計器や移動通信端末に採用されている。さらに、有機ＥＬパネルは、デバイスの構成上薄く作製することが可能であり、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）においても期待され、研究開発されている。

また、有機ＥＬパネルとしては、例えば透明なガラス基板上に陰極としてＩＴＯからなる酸化物透明導電膜を形成し、前記陰極上に電子輸送層，発光層，正孔輸送層を形成し、さらに陽極として薄膜金属（例えば、金（Ａｕ）等）を積層してなる透明有機ＥＬパネルが知られている（例えば特許文献２参照）。両電極を透光性とする透明有機ＥＬパネルは、陽極及び陰極の両面から光を取り出すことが出来る点や非発光時に透明であるためその配置位置に自由度が増す点（例えば車載計器においてはアナログ計器と透明有機ＥＬパネルを重ねて配置することも可能である）で注目されている。
特開昭５９−１９４３９３号公報特開２００１−２３００７２号公報特開２０００−２１５７７号公報

かかる有機ＥＬパネルは、前記第一，第二電極の形状に応じて所定の表示意匠が画定されるものであり、特に前記基板上に形成される前記第一電極は、フォトエッチングや絶縁膜の形成によってパターニングがなされるのが一般的である（例えば特許文献３参照）。しかしながら、フォトエッチングによって前記第一電極をパターニングする場合は、前記第一電極のエッジ部で短絡が発生するという問題点がある。また、前記絶縁膜を形成する場合は、前記絶縁膜の材料として透過率が高くパターニングが可能でありかつ屈折率が前記基板と同等であるものを使用しないと視野角によって非発光時に表示意匠が見えてしまうという問題点があった。また、これらの条件を満たす材料は非常に少なくまた高価であって製造コストが増大するという問題点があった。

本発明は、この問題に鑑みなされたものであり、有機ＥＬパネル及びその製造方法に関し、有機ＥＬパネルの表示品質を向上させ、また、安価に製造可能とすることを目的とするものである。

本発明は、前記課題を解決するために、支持基板上に透光性の第一電極，少なくとも有機発光層を有する機能層及び第二電極を順次積層形成してなる有機ＥＬパネルであって、
前記支持基板上に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜に部分的に熱処理を施して前記第一電極を所定の形状に形成することを特徴とする。

また、前記透明導電膜は、インジウム亜鉛酸化物からなることを特徴とする。

また、前記熱処理は、レーザー，電子線描画法またはイオンビームを用いることを特徴とする。

また、前記熱処理は、大気中で行うことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。

また、前記熱処理は、前記透明導電膜の表面が２５０℃以上となるように行うことを特徴とする。

また、前記第一電極は陰極であり、前記透明導電膜のうち前記熱処理を施された個所からなることを特徴とする。

また、前記第一電極は陽極であり、前記透明導電膜のうち前記熱処理を施されない個所からなることを特徴とする。

本発明は、前記課題を解決するために、支持基板上に透光性の第一電極，少なくとも有機発光層を有する機能層及び第二電極を順次積層形成してなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、前記支持基板上に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜に部分的に熱処理を施して前記第一電極を所定の形状に形成する工程を有することを特徴とする。

また、前記熱処理は、大気中で行うことを特徴とする。

本発明は、有機ＥＬパネル及びその製造方法に関し、有機ＥＬパネルの表示品質を向上させ、また、安価に製造可能とするものである。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の第一の実施形態を示す図である。第一の実施形態である有機ＥＬパネルＡは、支持基板１と、陰極となる第一電極２ａを有する透明導電膜２と、機能層３と、陽極となる第二電極４と、を有するものである。

支持基板１は、例えば透光性のガラス材料からなる矩形状の基板である。支持基板１上には、第一電極２ａ，機能層３及び第二電極４が順に積層形成される。

透明導電膜２は、支持基板１上にインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）をスパッタリング法等の手段によって層状に形成してなり、後で詳述するように熱処理を施される個所からなる第一電極２ａと熱処理を施さない個所からなる非電極部２ｂと、を有する。

機能層３は、少なくとも有機発光層を含む多層からなり、透明導電膜２上に形成されるものである。本実施形態においては、透明導電膜２側から順に電子注入層３ａ，電子輸送層３ｂ，発光層３ｃ，正孔輸送層３ｄ及び正孔注入層３ｅが順に積層形成されてなる。

電子注入層３ａは、第一電極２ａからの電子を取り込む機能を有し、透明導電膜２上に例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）を蒸着法等の手段によって層状に形成してなる。

電子輸送層３ｂは、電子を発光層３ｃへ伝達する機能を有し、例えばＢＣＰ等の電子輸送材料を蒸着法等の手段によって層状に形成してなる。

発光層３ｃは、正孔及び電子の輸送が可能であり、正孔及び電子が輸送されて再結合することで所定色の発光を示す機能を有し、所望の発光色に応じて種々の有機材料を蒸着法等の手段によって層状に形成してなるものである。なお、発光層３ｃは単一材料からなるものであってもよく、また、ホスト材料に発光ドーパントを添加してなるものであってもよい。

正孔輸送層３ｄは、正孔を発光層３ｃへ伝達する機能を有し、例えばα−ＮＰＤ等の正孔輸送材料を蒸着法等の手段によって層状に形成してなる。

正孔注入層３ｅは、第二電極４から正孔を取り込む機能を有し、例えば酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を蒸着法等の手段によって層状に形成してなるものである。

第二電極４は、正孔を注入する陽極となるものであり、正孔注入層３ｅ上に例えば金（Ａｕ）やＩＺＯ等の導電材料を蒸着法等の手段によって層状に形成した透明導電膜からなるものである。

また、有機ＥＬパネルＡは、その製造工程において、透明導電膜２形成後に大気中で透明導電膜２に部分的に熱処理を行うものである。かかる熱処理はレーザー，電子線描画法あるいはイオンビームを用いるのが好適である。かかる熱処理によって、透明導電膜２のうち熱処理を施した個所のみが機能層３へ電子注入が可能な陰極として機能し、熱処理を施さない個所は陰極として機能しない。したがって、透明導電膜２を部分的に熱処理することによって絶縁膜を設けることなく陰極となる第一電極２ａを所望の形状で形成することができる。ここで、第一電極２ａと非電極部２ｂとは同一材料からなるため有機ＥＬパネルＡの発光部と非発光部との透過率や屈折率は同等であり、従来のように絶縁膜を用いて表示意匠を画定する方法のように非発光時に表示意匠が視認されることがなく表示品質を向上させることができる。また、絶縁膜をパターニングする工程が不要となるため、有機ＥＬパネルＡをより安価に製造することが可能となる。なお、第一電極２ａの形状は任意であり、有機ＥＬパネルＡを暗い背景に明るい表示意匠で表示するいわゆるネガ表示パネル及び明るい背景に暗い表示意匠で表示するいわゆるポジ表示パネルのいずれにも製造可能である。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一あるいは相当個所には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

図２は、本発明の第二の実施形態である有機ＥＬパネルＢを示す図である。有機ＥＬパネルＢは、支持基板１と、陽極となる第一電極５ａを有する透明導電膜５と、機能層３と、陰極となる第二電極６と、を有するものである。

透明導電膜５は、支持基板１上にＩＺＯをスパッタリング法等の手段によって層状に形成してなり、後で詳述するように熱処理を施される個所からなる非電極部５ｂと熱処理を施さない個所からなる第一電極５ａと、を有する。

機能層３は、少なくとも有機発光層を含む多層からなり、透明導電膜５上に形成されるものである。本実施形態においては、透明導電膜５側から順に正孔注入層３ｅ，正孔輸送層３ｄ，発光層３ｃ，電子輸送層３ｂ及び電子注入層３ａが順に積層形成されてなる。

第二電極６は、電子を注入する陰極となるものであり、電子注入層３ａ上に例えばアルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），リチウム（Ｌｉ），金（Ａｕ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ）あるいはこれらの合金等の導電材料を蒸着法等の手段によって層状に形成した導電膜からなるものである。なお、前述の第一の実施形態のように透明導電材料を用いることで透明有機ＥＬパネルを得ることも可能である。

また、有機ＥＬパネルＢは、その製造工程において、透明導電膜５形成後に大気中で透明導電膜５に部分的に熱処理を行うものである。かかる熱処理はレーザー，電子線描画法あるいはイオンビームを用いるのが好適である。かかる熱処理によって、透明導電膜５のうち熱処理を施した個所のみが電子注入性を示すために機能層３に正孔を注入可能な陽極として機能せず、熱処理を施さない個所は陽極として機能する。したがって、透明導電膜５を部分的に熱処理することによって絶縁膜を設けることなく陽極となる第一電極５ａを所望の形状で形成することができる。ここで、第一電極５ａと非電極部５ｂとは同一材料からなるため有機ＥＬパネルＢの発光部と非発光部との透過率や屈折率は同等であり、従来のように絶縁膜を用いて表示意匠を画定する方法のように非発光時に表示意匠が視認されることがなく表示品質を向上させることができる。また、絶縁膜をパターニングする工程が不要となるため、有機ＥＬパネルＢをより安価に製造することが可能となる。なお、第一電極５ａの形状は任意であり、有機ＥＬパネルＢを暗い背景に明るい表示意匠で表示するいわゆるネガ表示パネル及び明るい背景に暗い表示意匠で表示するいわゆるポジ表示パネルのいずれにも製造可能である。

以下、さらに本発明の実施例について説明する。実施例１として、図１に示す有機ＥＬパネルＡを作製した。すなわち、ガラス材料からなる支持基板１上に、透明導電膜２としてＩＺＯをスパッタ法で形成した。さらに形成した透明導電膜２をフォトエッチングにより所定のパターンに形成した。具体的には、透明導電膜２全面にフォトレジストを塗布し、所定のパターンに露光・現像処理を行い、シュウ酸にてパターンに不要なＩＺＯをエッチングした。その後、アセトン超音波洗浄，セミコクリーン超音波洗浄及びオゾンクリーニングを行い支持基板１の洗浄を行った。さらに、洗浄した支持基板１上の透明導電膜２に対して大気中で部分的な熱処理を行った。本実施例では、熱処理にスポットサイズ２０μｍのＮｄ：ＹＡＧレーザー（波長１．０６４μｍ）を使用し、透明導電膜２のレーザー照射個所の表面が３００℃となる条件でレーザー照射した。また、レーザー種としては炭酸ガスレーザー，一酸化炭素レーザー，ＨＦレーザー，ヨウ素レーザー，ＹＡＧレーザー，ＨｅＣｄレーザー，ガラスレーザー，ＹＬＦレーザー，アレクサンドライトレーザー，半導体レーザー，色素レーザー，窒素レーザー，エキシマレーザー，Ｘ線レーザーあるいは自由電子レーザー等を用いてもよい。また、非線形光学結晶を用いて得られる高調波を放射するレーザーを使用することもできる。これらの中でも、安定性の観点から産業用として用いられているレーザーが好ましい。活性媒体としてＫｒＦを用いるエキシマレーザー（発振波長２４８ｎｍ）で照射する場合は、４３０ｍＪ〜５００ｍＪ、ＰＰＳ（パルス／秒）が２５〜２００で実施することが望ましい。熱処理を行なうレーザー種によって照射エネルギー条件は異なるが、透明導電膜２のレーザー照射個所の表面温度が少なくとも２５０℃以上となるように熱処理を施せばよい。また照射エネルギー強度が高く、照射個所近傍の表面温度が２５０℃以上を超えると表示意匠がボケるため、望ましくは照射個所が２５０℃から３５０℃となる条件で熱処理を行うことが望ましい。この部分的な熱処理の結果、透明導電膜２のうちのレーザー照射個所だけが機能層３へ電子注入可能な第一電極２ａとして機能し、レーザー照射していない個所は非電極部２ｂとなる。その後、支持基板１を蒸着装置に導入し、電子注入層３ａとしてＬｉＦを抵抗加熱真空蒸着法により１ｎｍ形成し、電子輸送層３ｂとしてＢＣＰを抵抗加熱真空蒸着法により２０ｎｍ形成し、発光層３ｃとしてＡｌｑ３を抵抗加熱真空蒸着法により３０ｎｍ積層し、さらに正孔輸送層３ｄとしてα―ＮＰＤを抵抗加熱真空蒸着法で５０ｎｍ形成し、正孔注入層３ｅとしてＭｏＯ３を抵抗加熱真空蒸着法により３０ｎｍ形成した。そして最後に第二電極（陽極）４としてＩＺＯをスパッタ法により１００ｎｍ形成して有機ＥＬパネルＡを作製した。

以上の製造方法によって実施例１は、所望の表示意匠に発光するセグメント型の有機ＥＬパネルＡを得ることができた。

実施例２として、図２に示す有機ＥＬパネルＢを作製した。すなわち、支持基板１上に透明導電膜５としてＩＺＯをスパッタ法で形成した。さらに形成した透明導電膜５をフォトエッチングにより所定のパターンに形成した。具体的には、透明導電膜５全面にフォトレジストを塗布し、所定のパターンに露光・現像処理を行い、シュウ酸にてパターンに不要なＩＺＯをエッチングした。その後、アセトン超音波洗浄，セミコクリーン超音波洗浄及びオゾンクリーニングを行い支持基板１の洗浄を行った。さらに、洗浄した支持基板１上の透明導電膜５に対して大気中で部分的な熱処理を行った。熱処理の条件は前述の実施例１と同様である。実施例２においては、透明導電膜５のうちのレーザー照射個所が非電極部５ｂとなり、レーザー照射していない個所だけが機能層３に正孔注入が可能な陽極となる第一電極５ａとなる。その後、支持基板１を蒸着装置に導入し、正孔注入層３ｅとしてＭｏＯ３を抵抗加熱真空蒸着法により３０ｎｍ形成し、正孔輸送層３ｄとしてα―ＮＰＤを抵抗加熱真空蒸着法で５０ｎｍ形成し、発光層３ｃとしてＡｌｑ３を抵抗加熱真空蒸着法により３０ｎｍ積層し、電子輸送層３ｂとしてＢＣＰを抵抗加熱真空蒸着法により２０ｎｍ形成し、さらに電子注入層３ａとしてＬｉＦを抵抗加熱真空蒸着法により１ｎｍ形成した。そして最後に第二電極（陰極）６としてＡｌを抵抗加熱真空蒸着法により１００ｎｍ形成して有機ＥＬパネルＢを作製した。

以上の製造方法によって実施例２は、所望の表示意匠に発光するセグメント型の有機ＥＬパネルＢを得ることができた。

本発明の第一の実施形態である有機ＥＬパネルを示す図。本発明の第二の実施形態である有機ＥＬパネルを示す図。

符号の説明

Ａ，Ｂ有機ＥＬパネル
１支持基板
２，５透明導電膜
２ａ，５ａ第一電極
２ｂ，５ｂ非電極部
３有機層
３ａ電子注入層
３ｂ電子輸送層
３ｃ発光層
３ｄ正孔輸送層
３ｅ正孔注入層
４，６第二電極

Claims

支持基板上に透光性の第一電極，少なくとも有機発光層を有する機能層及び第二電極を順次積層形成してなる有機ＥＬパネルであって、
前記支持基板上に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜に部分的に熱処理を施して前記第一電極を所定の形状に形成することを特徴とする有機ＥＬパネル。
前記透明導電膜は、インジウム亜鉛酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記熱処理は、レーザー，電子線描画法またはイオンビームを用いることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記熱処理は、大気中で行うことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記熱処理は、前記透明導電膜の表面が２５０℃以上となるように行うことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記第一電極は陰極であり、前記透明導電膜のうち前記熱処理を施された個所からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記第一電極は陽極であり、前記透明導電膜のうち前記熱処理を施されない個所からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
支持基板上に透光性の第一電極，少なくとも有機発光層を有する機能層及び第二電極を順次積層形成してなる有機ＥＬパネルの製造方法であって、
前記支持基板上に透明導電膜を形成し、前記透明導電膜に部分的に熱処理を施して前記第一電極を所定の形状に形成する工程を有することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
前記透明導電膜は、インジウム亜鉛酸化物からなることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記熱処理は、レーザー，電子線描画法またはイオンビームを用いることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記熱処理は、大気中で行うことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記熱処理は、前記透明導電膜の表面が２５０℃以上となるように行うことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記第一電極は陰極であり、前記透明導電膜のうち前記熱処理を施された個所からなることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
前記第一電極は陽極であり、前記透明導電膜のうち前記熱処理を施されない個所からなることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。