JP2013222507A - Light emitting element, display device and electronic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光素子、表示装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a light emitting element, a display device, and an electronic device.
有機エレクトロルミネッセンス素子(いわゆる有機EL素子)の製造において、各色に発光する有機EL素子が備える赤色発光層と緑色発光層とを塗布法で形成し、青色発光層を真空蒸着法(蒸着法)で形成した表示装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
これは、インクジェット法のような塗布法を用いて作製された有機EL素子は、赤色および緑色に発光する有機EL素子では、実用レベルの発光寿命(輝度寿命)や発光効率(電流効率または外部量子効率)を有するものの、青色に発光する有機EL素子では、実用レベルの発光寿命や発光効率に達しないことが多く、また、真空蒸着法を用いて作製された青色に発光する有機EL素子は、塗布法を用いて作製されたものと比較して、その発光寿命が数倍以上長く、実用レベルに達していることが多い点に着目した技術である。つまり、インクジェット法のような液相プロセスを用いて作製されたある発光色の有機EL素子が、実用レベルの発光寿命や発光効率に達しない場合でも、真空蒸着法のような気相プロセスを用いて作製された同様の発光色の有機EL素子は、実用レベルの発光寿命や発光効率を有する場合がある。
In the manufacture of organic electroluminescence elements (so-called organic EL elements), a red light emitting layer and a green light emitting layer included in an organic EL element that emits light of each color are formed by a coating method, and a blue light emitting layer is formed by a vacuum deposition method (vapor deposition method). A formed display device has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
This is because an organic EL device manufactured using a coating method such as an inkjet method is an organic EL device that emits red and green light, and has a practical light emission life (luminance life) and light emission efficiency (current efficiency or external quantum). However, organic EL elements that emit blue light often do not reach a practical light emission lifetime or luminous efficiency, and organic EL elements that emit blue light that are produced using a vacuum deposition method are: It is a technique that focuses on the fact that its light emission lifetime is several times longer than that produced using a coating method and often reaches a practical level. In other words, even when a light emitting organic EL device manufactured using a liquid phase process such as an ink jet method does not reach a practical light emission lifetime or light emission efficiency, a vapor phase process such as a vacuum evaporation method is used. The organic EL element having the same luminescent color produced in this way may have a light emission life and light emission efficiency of a practical level.
このような表示装置において、赤色有機EL素子(赤色画素)および緑色有機EL素子(緑色画素)は、それぞれ、これらが有する赤色発光層および緑色発光層上に、真空蒸着法を用いて青色発光層が形成された構成、すなわち、赤色発光層および緑色発光層を含む全面に、真空蒸着法により青色発光層が形成された構成となっている。そのため、かかる構成の表示装置の製造方法は、高精細マスクを用いて、青色有機EL素子(青色画素)のみに選択的に青色発光層を蒸着(成膜)する必要がないことから、大型パネルを備える表示装置の製造に最適である。 In such a display device, a red organic EL element (red pixel) and a green organic EL element (green pixel) are respectively formed on a red light emitting layer and a green light emitting layer of the blue light emitting layer using a vacuum deposition method. In other words, the blue light emitting layer is formed on the entire surface including the red light emitting layer and the green light emitting layer by a vacuum deposition method. Therefore, the manufacturing method of the display device having such a configuration does not need to selectively deposit (deposit) a blue light emitting layer only on the blue organic EL element (blue pixel) using a high-definition mask. It is most suitable for manufacture of a display device provided with.
ここで、このような表示装置の製造方法を用いた場合、青色有機EL素子(青色画素)は、青色発光層の陽極側に位置する正孔輸送層および正孔注入層が塗布法(液相プロセス)を用いて形成され、この正孔輸送層が青色発光層と接触する構成のものとなる。この場合、正孔輸送層を蒸着法(気相プロセス)を用いて形成したものと比較して、青色有機EL素子の発光特性や寿命特性が低下するという問題がある。 Here, when such a manufacturing method of a display device is used, the blue organic EL element (blue pixel) has a hole transport layer and a hole injection layer located on the anode side of the blue light emitting layer applied by a coating method (liquid phase). The hole transport layer is in contact with the blue light emitting layer. In this case, there is a problem that the light emission characteristics and life characteristics of the blue organic EL element are deteriorated as compared with the case where the hole transport layer is formed by using a vapor deposition method (vapor phase process).
本発明の目的は、優れた発光特性および寿命特性を有する青色の光を発光する発光素子、この発光素子を備えた信頼性に優れた表示装置および電子機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a light-emitting element that emits blue light having excellent light emission characteristics and lifetime characteristics, and a display device and an electronic apparatus that are provided with the light-emitting element and have excellent reliability.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光素子は、陰極と、
金属酸化物を主材料として構成される陽極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた青色の光を発光する機能を有する青色発光機能層と、
前記青色発光機能層と前記陽極との間に、前記青色発光層機能層側から、正孔輸送層と正孔注入層と電子注入層とがこの順で積層されたキャリア選択層とを有し、
該キャリア選択層は、前記電子注入層側で、前記陽極と接触するように設けられていることを特徴とする。
これにより、青色の光を発光する発光素子の発光効率の向上、さらには高寿命化を図ることができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The light emitting device of the present invention comprises a cathode,
An anode composed mainly of a metal oxide,
A blue light emitting functional layer having a function of emitting blue light provided between the anode and the cathode;
Between the blue light emitting functional layer and the anode, from the blue light emitting layer functional layer side, there is a carrier selection layer in which a hole transport layer, a hole injection layer, and an electron injection layer are laminated in this order. ,
The carrier selection layer is provided on the electron injection layer side so as to be in contact with the anode.
Accordingly, it is possible to improve the light emission efficiency of the light emitting element that emits blue light, and to extend the lifetime.
本発明の発光素子では、前記電子注入層は、金属系材料を主材料として構成されることが好ましい。
これにより、電子注入層の気相プロセスを用いた形成が可能となる。また、このように、電子注入層が金属系材料を主材料として構成される場合に、この金属系材料の正孔輸送層側への拡散をより的確に抑制または防止できるようになる。
In the light emitting device of the present invention, the electron injection layer is preferably composed of a metal-based material as a main material.
As a result, the electron injection layer can be formed using a vapor phase process. In addition, when the electron injection layer is composed of a metal material as the main material, the diffusion of the metal material to the hole transport layer side can be suppressed or prevented more accurately.
本発明の発光素子では、前記金属酸化物は、ITOであることが好ましい。
これにより、電子注入層が金属系材料を主材料として構成される場合に、この金属系材料の正孔輸送層側への拡散をより的確に抑制または防止できるようになる。
本発明の発光素子では、前記青色発光機能層と前記キャリア選択層とは、気相プロセスを用いて形成されたものであることが好ましい。
気相プロセスを経て形成される青色発光機能層およびキャリア選択層を備える発光素子は、実用レベルの発光寿命特性を充分に備えるものである。
In the light emitting device of the present invention, the metal oxide is preferably ITO.
Thereby, when the electron injection layer is composed of a metal-based material as a main material, the diffusion of the metal-based material toward the hole transport layer can be suppressed or prevented more accurately.
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the blue light emitting functional layer and the carrier selection layer are formed using a gas phase process.
A light-emitting element including a blue light-emitting functional layer and a carrier selection layer formed through a gas phase process has sufficient light emission lifetime characteristics at a practical level.
本発明の発光素子では、前記キャリア選択層は、前記陰極側から前記陽極側に電子が抜けるのを阻害する機能を発揮することが好ましい。
これにより、青色発光機能層により青色の光を発光させることができる。
本発明の表示装置は、本発明の発光素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
In the light emitting device of the present invention, it is preferable that the carrier selection layer exhibits a function of hindering electrons from escaping from the cathode side to the anode side.
Thereby, blue light can be emitted by the blue light emitting functional layer.
The display device of the present invention includes the light emitting element of the present invention.
Thereby, a highly reliable display device can be obtained.
本発明の表示装置は、本発明の発光素子と、青色よりも長波長の光を発光する長波長光発光素子とを備え、
前記長波長光発光素子は、前記陰極と、前記青色発光機能層と、前記キャリア選択層と、前記陽極を有し、
さらに、前記キャリア選択層と前記陽極との間に設けられた青色よりも長波長の光を発光する機能を有する長波長光発光機能層とを有することを特徴とする。
これにより、青色の光を発光する発光素子と、青色よりも長波長の光を発光する長波長光発光素子とを備える、信頼性の高い表示装置を得ることができる。
A display device of the present invention includes the light emitting element of the present invention and a long wavelength light emitting element that emits light having a longer wavelength than blue,
The long-wavelength light emitting device has the cathode, the blue light emitting functional layer, the carrier selection layer, and the anode,
Furthermore, it has a long wavelength light emission functional layer having a function of emitting light having a wavelength longer than that of blue provided between the carrier selection layer and the anode.
Accordingly, a highly reliable display device including a light emitting element that emits blue light and a long wavelength light emitting element that emits light having a longer wavelength than blue light can be obtained.
本発明の表示装置では、前記長波長光発光素子において、前記陽極と前記陰極との間に電圧を印加することにより、前記青色発光機能層の発光が大幅に抑制され、前記長波長光発光機能層が選択的または支配的に発光することが好ましい。
これにより、長波長光発光機能層の発光色の純度が向上するため、発光効率の向上、さらには長波長光発光素子の高寿命化を図ることができる。
In the display device of the present invention, in the long wavelength light emitting element, by applying a voltage between the anode and the cathode, light emission of the blue light emitting functional layer is significantly suppressed, and the long wavelength light emitting function is achieved. It is preferred that the layer emits light selectively or predominantly.
Thereby, since the purity of the emission color of the long wavelength light emitting functional layer is improved, the light emission efficiency can be improved and the life of the long wavelength light emitting element can be extended.
本発明の表示装置では、前記長波長光発光機能層は、赤色の光を発光する機能を有する赤色発光機能層であることが好ましい。
このように赤色の光を発光する機能を有する赤色発光機能層を有する長波長光発光素子を備える表示装置に、本発明の表示装置が好適に適用される。
本発明の表示装置では、前記長波長光発光機能層は、緑色の光を発光する機能を有する緑色発光機能層であることが好ましい。
このように緑色の光を発光する機能を有する緑色発光機能層を有する長波長光発光素子を備える表示装置に、本発明の表示装置が好適に適用される。
In the display device of the present invention, the long wavelength light emitting functional layer is preferably a red light emitting functional layer having a function of emitting red light.
Thus, the display device of the present invention is suitably applied to a display device including a long wavelength light emitting element having a red light emitting functional layer having a function of emitting red light.
In the display device of the present invention, the long wavelength light emitting functional layer is preferably a green light emitting functional layer having a function of emitting green light.
Thus, the display device of the present invention is suitably applied to a display device including a long wavelength light emitting element having a green light emitting functional layer having a function of emitting green light.
本発明の表示装置では、前記長波長光発光素子において、前記キャリア選択層は、前記陰極側から前記陽極側に電子が抜けるのを許容する機能を発揮することが好ましい。
これにより、長波長光発光機能層により青色よりも長波長の光を発光させることができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器を得ることができる。
In the display device according to the aspect of the invention, in the long wavelength light emitting element, the carrier selection layer preferably exhibits a function of allowing electrons to escape from the cathode side to the anode side.
Accordingly, light having a longer wavelength than blue can be emitted by the long wavelength light emitting functional layer.
An electronic apparatus according to the present invention includes the display device according to the present invention.
Thereby, an electronic device with high reliability can be obtained.
以下、本発明の発光素子、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。なお、本実施形態、本実施例、本比較例における発光効率とは、電流効率または外部量子効率のことを指す。
(表示装置)
まず、本発明の発光素子を説明するのに先立って、本発明の表示装置について説明する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a light-emitting element, a display device, and an electronic device according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the light emission efficiency in this embodiment, this example, and this comparative example refers to current efficiency or external quantum efficiency.
(Display device)
First, prior to describing the light emitting element of the present invention, the display device of the present invention will be described.
なお、以下では、本発明の表示装置を、ディスプレイ装置に適用した場合を一例に説明する。
図1は、本発明の表示装置を適用したディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
図1に示すディスプレイ装置100は、基板21と、サブ画素100R、100G、100Bに対応して設けられた複数の発光素子1R、1G、1Bと、各発光素子1R、1G、1Bをそれぞれ駆動するための複数の駆動用トランジスタ24とを有している。
Hereinafter, a case where the display device of the present invention is applied to a display device will be described as an example.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a display device to which the display device of the present invention is applied.
The
なお、本実施形態において、ディスプレイ装置100は、各発光素子1R、1G、1Bが光R、G、Bを発光すると、その光R、G、Bを基板21側から透過させるボトムエミッション構造のディスプレイパネルである。
基板21上には、複数の駆動用トランジスタ24が設けられ、これらの駆動用トランジスタ24を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層22が形成されている。
In the present embodiment, the
A plurality of driving
各駆動用トランジスタ24は、シリコン等の半導体材料からなる半導体層241と、半導体層241上に形成されたゲート絶縁層242と、ゲート絶縁層242上に形成されたゲート電極243と、ソース電極244と、ドレイン電極245とを有している。
また、平坦化層22上には、各駆動用トランジスタ24に対応して、発光素子(有機EL素子)1R、1G、1Bが設けられている。
Each driving
On the
発光素子1R、1G、1Bは、それぞれ、陽極3R、3G、3Bと、陰極8の間に、陰極8側から、第1の層と、第2の層と、第3の層とをこの順に備える。
第1の層は、第1の色を発光する機能を有する層である。以下、ある色を発光する機能を有する層を発光機能層と称する。本実施形態では、第1の色は青色であり、第1の層は、青色発光機能層5Bである。
The
The first layer is a layer having a function of emitting the first color. Hereinafter, a layer having a function of emitting a certain color is referred to as a light emitting functional layer. In the present embodiment, the first color is blue, and the first layer is the blue light emitting
第2の層は、キャリア選択層46である。キャリア選択層とは、第3の層の機能によってキャリアの流れが選択される機能を有する層であり、以下、第3の層の機能によってキャリアの流れが選択される機能を有する層のことをキャリア選択層と称する。本実施形態では、キャリア選択層46は、第1電子注入層(電子注入層)61と第1正孔注入層(正孔注入層)44と正孔輸送層43とが、陽極(3R、3G、3B)側からこの順に積層された積層体により構成される。
The second layer is a
発光素子1Rと1Gにおいては、第3の層は第2の色を発光する機能を有する層であり、それぞれ、赤色発光機能層5Rと緑色発光機能層5Gである。つまり、本実施形態における第2の色は、発光素子1Rと1Gにおいて、それぞれ、赤色と緑色である。
また、発光素子1Bにおいては、第3の層は陽極3Bである。
発光素子1Rは、平坦化層22上に、陽極3Rと、第2正孔注入層41Rと、中間層42Rと、第3の層としての赤色発光機能層5Rと、第2の層としてのキャリア選択層46と、第1の層としての青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63と、陰極8とが、この順に積層されている。
In the
In the light emitting element 1B, the third layer is the anode 3B.
The
また、発光素子1Gは、平坦化層22上に、陽極3Gと、第2正孔注入層41Gと、中間層42Gと、第3の層としての緑色発光機能層5Gと、第2の層としてのキャリア選択層46と、第1の層としての青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63と、陰極8とが、この順に積層されている。
さらに、発光素子1Bは、平坦化層22上に、第3の層としての陽極3Bと、第2の層としてのキャリア選択層46と、第1の層としての青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63と、陰極8とが、この順に積層されている。
Further, the
Furthermore, the light emitting element 1B includes an anode 3B as a third layer, a
かかる構成の発光素子1R、1G、1Bの隣接するもの同士の間には、隔壁31が設けられ、これにより各発光素子1R、1G、1Bが個別に設けられている。
本実施形態では、各発光素子1R、1G、1Bにおいて、各陽極3R、3G、3B、各第2正孔注入層41R、41G、各中間層42R、42Gおよび各発光機能層5R、5Gが、隔壁31で区画されることにより個別に設けられ、第1電子注入層61、第1正孔注入層44、正孔輸送層43、青色発光機能層5B、電子輸送層62、第2電子注入層63および陰極8が、一体的に設けられている。かかる構成とすることで、各発光素子1R、1G、1Bの各陽極3R、3G、3Bは、画素電極(個別電極)を構成し、さらに、各発光素子1R、1G、1Bの陰極8は、共通電極を構成する。また、各発光素子1R、1G、1Bの各陽極3R、3G、3Bは、各駆動用トランジスタ24のドレイン電極245に導電部(配線)27により電気的に接続されている。
A
In this embodiment, in each light emitting
このように、発光素子1R、1G、1Bを備えるディスプレイ装置100において、各発光素子1R、1G、1Bの発光輝度を、駆動用トランジスタ24を用いて制御することにより、すなわち各発光素子1R、1G、1Bへ印加する電圧を制御することにより、ディスプレイ装置100のフルカラー表示が可能となる。
かかる構成の発光素子1R、1G、1Bに本発明の発光素子が適用されるが、これら発光素子1R、1G、1Bの詳細については後に説明する。
As described above, in the
The light-emitting elements of the present invention are applied to the light-emitting
さらに、これらの発光素子1R、1G、1B上には、本実施形態では、これらを覆うように、エポキシ樹脂で構成されたエポキシ層35が形成されている。
そして、エポキシ層35上に、これを覆うように封止基板20が設けられている。これにより、発光素子1R、1G、1Bの気密性が確保され、酸素や水分の浸入を防止できることから、発光素子1R、1G、1Bの信頼性の向上を図ることができる。
以上説明したようなディスプレイ装置100は、各発光素子1R、1G、1Bを同時に発光させることで単色表示が可能であり、各発光素子1R、1G、1Bを組み合わせて発光させることでフルカラー表示も可能となる。
かかる構成のディスプレイ装置100において、本発明の発光素子および本発明の表示装置が適用される。以下、ディスプレイ装置100が備える発光素子1R、1G、1Bについて、順次説明する。
Further, in the present embodiment, an
The sealing substrate 20 is provided on the
The
In the
(発光素子1R)
発光素子(長波長光発光素子)1Rは、第2正孔注入層41Rと、中間層42Rと、赤色発光機能層5Rと、キャリア選択層46と、青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63とが、陽極3R側からこの順に積層された積層体が、陽極3Rと陰極8との間に介挿されてなるものである。
(
The light emitting element (long wavelength light emitting element) 1R includes a second
発光素子(赤色発光素子)1Rにおいて、キャリア選択層46は、第1電子注入層61と第1正孔注入層44と正孔輸送層43とが、陽極3R側からこの順に積層された積層体により構成され、第1電子注入層61側で、赤色発光機能層5Rと接触するように設けられている。また、発光素子1Rにおいて、陽極3Rおよび陰極8は、それぞれ、個別電極および共通電極を構成し、陽極3Rは第2正孔注入層41Rに正孔を注入する電極として機能し、陰極8は第2電子注入層63を介して電子輸送層62に電子を注入する電極として機能する。
In the light emitting element (red light emitting element) 1R, the
以下、発光素子1Rを構成する各部について順次説明する。
[陽極3R]
陽極3Rは、第2正孔注入層41Rに正孔を注入する電極である。
この陽極3Rの構成材料としては、特に限定されないが、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料が好適に用いられる。
Hereinafter, each part which comprises the
[
The
The constituent material of the
陽極3Rの構成材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In2O3、SnO2、フッ素添加SnO2、Sb添加SnO2、ZnO、Al添加ZnO、Ga添加ZnO等の金属酸化物、Au、Pt、Ag、Cuまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
As a constituent material of the
このような陽極3Rの平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、200nm以下程度であるのが好ましく、30nm以上、150nm以下程度であるのがより好ましい。
なお、ディスプレイ装置100を、ボトムエミッション構造のディスプレイパネルとする場合、陽極3Rには光透過性が求められるため、上述した構成材料のうち、光透過性を有する金属酸化物が好適に用いられる。
The average thickness of the
Note that when the
[第2正孔注入層41R]
第2正孔注入層41Rは、陽極3Rからの正孔注入を容易にする機能を有するものである。
この第2正孔注入層41Rの構成材料(正孔注入材料)としては、特に限定されないが、後述する、第2正孔注入層41Rの形成工程において、液相プロセスを用いて形成し得るように、導電性高分子材料(または導電性オリゴマー材料)に電子受容性ドーパントを添加したイオン伝導性正孔注入材料が好適に用いられる。
[Second
The second
The constituent material (hole injection material) of the second
このようなイオン伝導性正孔注入材料としては、例えば、ポリ(3,4−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)のようなポリチオフォン系正孔注入材料や、ポリアニリン−ポリ(スチレンスルホン酸)(PANI/PSS)のようなポリアニリン系正孔注入材料や、下記一般式(1)で表わされるオリゴアニリン誘導体と、下記一般式(4)で表わされる電子受容性ドーパントとで塩を形成してなるオリゴアニリン系正孔注入材料が挙げられる。 Examples of such ion conductive hole injection materials include polythiophonic hole injection materials such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT / PSS), polyaniline, and the like. -Polyaniline-based hole injection material such as poly (styrenesulfonic acid) (PANI / PSS), oligoaniline derivatives represented by the following general formula (1), and electron-accepting dopants represented by the following general formula (4) And an oligoaniline-based hole injection material formed by forming a salt.
このような第2正孔注入層の平均厚さは、特に限定されないが、5nm以上、150nm以下程度であるのが好ましく、10nm以上、100nm以下程度であるのがより好ましい。
なお、この第2正孔注入層41Rは、発光素子1Rを構成する、陽極3R、中間層42Rおよび赤色発光機能層5Rの構成材料の種類およびその膜厚等の組み合わせによっては省略することもできる。
The average thickness of the second hole injection layer is not particularly limited, but is preferably about 5 nm or more and 150 nm or less, and more preferably about 10 nm or more and 100 nm or less.
The second
[中間層42R]
中間層42Rは、第2正孔注入層41Rから注入された正孔を赤色発光機能層5Rまで輸送する機能を有する。また、中間層42Rは、赤色発光機能層5Rから中間層42Rへ通過しようとする電子をブロックする機能を有する場合もある。
この中間層42Rの構成材料としては、特に限定されないが、後述する、中間層42Rの形成工程において、液相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、下記一般式(5)で表わされるトリフェニルアミン系ポリマー等のアミン系化合物が好適に用いられる。
[
The
The constituent material of the
このような中間層42Rの平均厚さは、特に限定されないが、5nm以上、100nm以下程度であるのが好ましく、10nm以上、50nm以下程度であるのがより好ましい。
なお、この中間層42Rは、発光素子1Rを構成する、陽極3R、第2正孔注入層41R、赤色発光機能層5R、第1電子注入層61、正孔輸送層43、青色発光機能層5B、電子輸送層62、第2電子注入層63および陰極8の構成材料の種類およびその膜厚等の組み合わせによっては省略することもできる。
The average thickness of the
The
[赤色発光機能層5R]
赤色発光機能層(長波長光発光機能層)5Rは、赤色に発光する赤色発光材料を含んで構成される。
発光素子1Rでは、この赤色発光機能層5Rが、陽極3Rとキャリア選択層(第2の層)46との間に設けられた第3の層を構成し、この赤色発光機能層5Rが発光素子1Rにおける第2の色(赤色)を発光する機能を有する。すなわち、青色よりも長波長の光を発光する機能を有する。
[Red light emitting
The red light emitting functional layer (long wavelength light emitting functional layer) 5R includes a red light emitting material that emits red light.
In the
このような赤色発光機能層5Rの構成材料は、特に限定されないが、後述する、赤色発光機能層5Rの形成工程において、液相プロセスを用いて形成し得るように、溶液化または分散液化できることが望ましい。そこで、赤色発光機能層5Rの構成材料としては、溶媒または分散媒に、溶解または分散することができる、高分子赤色発光材料および低分子赤色発光材料が好適に用いられ、例えば、下記一般式(6)および下記一般式(7)で表わされる高分子赤色発光材料が挙げられる。
The constituent material of the red light emitting
なお、このような液相プロセスを経て形成される赤色発光機能層5Rを備える発光素子1Rは、実用レベルの発光寿命特性を十分に備えるものである。
このような赤色発光機能層5Rの平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、150nm以下程度であるのが好ましく、20nm以上、100nm以下程度であるのがより好ましい。
In addition, the
The average thickness of the red light emitting
[キャリア選択層46]
第1電子注入層61と第1正孔注入層44と正孔輸送層43とが、陽極3R側からこの順に積層された積層体により、キャリア選択層(第2の層)46が構成される。
発光素子1Rにおいて、キャリア選択層46は、青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に流れてくる電子を赤色発光機能層5Rに円滑に注入するというキャリア注入動作を行う。すなわち、陰極8側から陽極3R側に電子が抜けるのを許容する機能を発揮する。このため、発光素子1Rにおいて、青色発光機能層5Bの発光は大幅に抑制され、赤色発光機能層5Rが選択的または支配的に発光する。
[Carrier selection layer 46]
A carrier selection layer (second layer) 46 is configured by a stacked body in which the first
In the
[第1電子注入層61]
第1電子注入層61は、キャリア選択層46を構成する層の一つであり、赤色発光機能層5Rに接する層である。
この第1電子注入層61の構成材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属塩(酸化物、フッ化物、塩化物等)、アルカリ土類金属塩(酸化物、フッ化物、塩化物等)、希土類金属塩(酸化物、フッ化物、塩化物等)、金属錯体等のような電子注入材料(金属系材料)が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[First Electron Injection Layer 61]
The first
Examples of the constituent material of the first
第1電子注入層61をこのような電子注入材料を主材料として構成されるものとすることで、キャリア選択層46を介した、青色発光機能層5Bから赤色発光機能層5Rへの電子の注入効率をより向上させることができる。
アルカリ金属としては、例えば、Li、Na、K、Rb、Csが挙げられる。また、アルカリ土類金属としては、例えば、Mg、Ca、Sr、Baが挙げられる。さらに、希土類金属としては、例えば、Nd、Sm、Y、Tb、Euが挙げられる。
By configuring the first
Examples of the alkali metal include Li, Na, K, Rb, and Cs. Examples of the alkaline earth metal include Mg, Ca, Sr, and Ba. Furthermore, examples of the rare earth metal include Nd, Sm, Y, Tb, and Eu.
アルカリ金属塩としては、例えば、LiF、Li2CO3、LiCl、NaF、Na2CO3、NaCl、CsF、Cs2CO3、CsClが挙げられる。また、アルカリ土類金属塩としては、例えば、CaF2、CaCO3、SrF2、SrCO3、BaF2、BaCO3が挙げられる。さらに、希土類金属塩としては、例えば、SmF3、ErF3が挙げられる。 Examples of the alkali metal salt include LiF, Li 2 CO 3 , LiCl, NaF, Na 2 CO 3 , NaCl, CsF, Cs 2 CO 3 , and CsCl. Examples of the alkaline earth metal salt include CaF 2 , CaCO 3 , SrF 2 , SrCO 3 , BaF 2 , and BaCO 3 . Furthermore, examples of the rare earth metal salt include SmF 3 and ErF 3 .
金属錯体としては、例えば、8−キノリノラトリチウム(Liq)やトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体が挙げられる。
また、第1電子注入層61の形成プロセスは、真空蒸着法(蒸着法)やスパッタ法のような気相プロセスを用いても良いし、インクジェット法やスリットコート法のような液相プロセスを用いても良い。
Examples of the metal complex include organometallic complexes having 8-quinolinol or a derivative thereof such as 8-quinolinolatolithium (Liq) or tris (8-quinolinolato) aluminum (Alq 3 ) as a ligand.
Moreover, the formation process of the first
さらに、第1電子注入層61は、2種以上の電子注入層が積層される形で形成されていても良い。これによって、キャリア選択層46の発光素子1Rにおけるキャリア注入動作が的確に行われる。
第1電子注入層61の平均厚さは、特に限定されないが、0.01nm以上、10nm以下程度であるのが好ましく、0.1nm以上、5nm以下程度であるのがより好ましい。第1電子注入層61の平均厚さをかかる範囲内に設定することにより、キャリア選択層46の発光素子1Rにおけるキャリア注入動作が的確に行われる。
Furthermore, the first
The average thickness of the first
[第1正孔注入層44]
第1正孔注入層44は、キャリア選択層46を構成する層の一つであり、第1電子注入層61と正孔輸送層43との間に位置して、これらの双方に接する層である。
この第1正孔注入層44の構成材料としては、特に限定されないが、後述する、正孔輸送層43の形成工程において、真空蒸着法のような気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、銅フタロシアニンや、4,4‘,4‘‘−トリス(N,N‐フェニル‐3‐メチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、下記式(8)で表わされる化合物のようなベンジジン誘導体等のアミン系化合物、下記式(9)で表わされるHAT−CN等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[First hole injection layer 44]
The first
The constituent material of the first
第1正孔注入層44の平均厚さは、特に限定されないが、0.01nm以上、10nm以下程度であるのが好ましく、0.1nm以上、5nm以下程度であるのがより好ましい。第1正孔注入層44の平均厚さをかかる範囲内に設定することにより、キャリア選択層46の発光素子1Rにおけるキャリア注入動作が的確に行われる。
The average thickness of the first
[正孔輸送層43]
正孔輸送層43は、キャリア選択層46を構成する層の一つであり、青色発光機能層5Bに接する層である。
この正孔輸送層43の構成材料としては、特に限定されないが、後述する、正孔輸送層43の形成工程において、真空蒸着法のような気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)−ベンジジン(TPD)、下記式(10)で表わされるビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル]ベンジジン(α−NPD)、下記式(11)で表わされる化合物のようなベンジジン誘導体等のアミン系化合物が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
[Hole transport layer 43]
The
The constituent material of the
このような正孔輸送層43の平均厚さは、特に限定されないが、1nm以上、50nm以下程度であるのが好ましく、5nm以上、30nm以下程度であるのがより好ましい。正孔輸送層43の平均厚さをかかる範囲内に設定することにより、キャリア選択層46の発光素子1Rにおけるキャリア注入動作が的確に行われる。
The average thickness of the
[青色発光機能層5B]
青色発光機能層5Bは、青色に発光する青色発光材料を含んで構成されている。
本実施形態では、この青色発光機能層5Bが、陽極(3R、3G、3B)と陰極8との間に設けられた第1の層を構成し、この青色発光機能層5Bが第1の色(青色)を発光する機能を有する。
この青色発光機能層5Bの構成材料としては、特に限定されないが、後述する、青色発光機能層5Bの形成工程において、気相プロセスを用いて形成し得るものが好適に用いられ、例えば、下記式(12)で表わされるスチリル誘導体の青色発光材料が挙げられる。
[Blue light emitting
The blue light emitting
In the present embodiment, this blue light emitting
The constituent material of the blue light emitting
また、その他に青色発光機能層5Bの構成材料としては、青色発光材料をゲスト材料としてホスト材料にドープしたものが用いられる。ホスト材料は、正孔と電子とを再結合させて励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを青色発光材料に移動(フェルスター移動またはデクスター移動)させる機能を有する。このホスト材料の機能により、ゲスト材料である青色発光材料が効率よく励起され、発光する。
In addition, as a constituent material of the blue light emitting
ここで、ホスト材料としては、例えば、下記式(13)、下記式(14)および下記式(15)で表わされるアントラセン誘導体が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることもできる。また、ゲスト材料としての青色発光材料としては、例えば、下記式(16)、下記式(17)および下記式(18)で表わされるスチリル誘導体が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることもできる。 Here, examples of the host material include anthracene derivatives represented by the following formula (13), the following formula (14), and the following formula (15), and one or more of these are used in combination. You can also. Moreover, as a blue luminescent material as a guest material, the styryl derivative represented by following formula (16), following formula (17), and following formula (18) is mentioned, for example, Of these, 1 type or 2 types or more Can also be used in combination.
なお、このような気相プロセスを経て形成される青色発光機能層5Bを備える発光素子1Bは、実用レベルの発光寿命特性を十分に備えるものである。
さらに、このようなゲスト材料およびホスト材料を用いる場合、青色発光機能層5B中におけるゲスト材料の含有量(ドープ量)は、ホスト材料に対して重量比で0.1%以上、20%以下程度であるのが好ましく、0.5%以上、10%以下程度であるのがより好ましい。ゲスト材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができる。
このような青色発光機能層5Bの平均厚さは、特に限定されないが、5nm以上、100nm以下程度であるのが好ましく、10nm以上、50nm以下程度であるのがより好ましい。
Note that the light-emitting element 1B including the blue light-emitting
Further, when such a guest material and host material are used, the content (dope amount) of the guest material in the blue light emitting
The average thickness of the blue light emitting
[電子輸送層62]
電子輸送層62は、陰極8から第2電子注入層63を介して電子輸送層62に注入された電子を青色発光機能層5Bに輸送する機能を有するものである。また、電子輸送層62は、青色発光機能層5Bから電子輸送層62へ通過しようとする正孔をブロックする機能を有する場合もある。
[Electron transport layer 62]
The
電子輸送層62の構成材料(電子輸送材料)としては、特に限定されないが、後述する、電子輸送層62の形成工程において、気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)や8−キノリノラトリチウム(Liq)等の8−キノリノールないしその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、2−(4−tert−ブチルフェニル)−5−(4−ビフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(tBu−PBD)、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)のようなオキサジアゾール誘導体、3−(4−ビフェニル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(TAZ)のようなトリアゾール誘導体、下記式(19)で表わされる化合物のようなシロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、下記式(20)で表わされる化合物のような含窒素複素環誘導体等が好適に用いられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
Although it does not specifically limit as a constituent material (electron transport material) of the
電子輸送層62の平均厚さは、特に限定されないが、1nm以上、100nm以下程度であるのが好ましく、5nm以上、50nm以下程度であるのがより好ましい。これにより、第2電子注入層63から注入された電子を好適に青色発光機能層5Bに輸送することができる。
なお、この電子輸送層62は、発光素子1Rを構成する赤色発光機能層5R、第1電子注入層61、正孔輸送層43、青色発光機能層5B、第2電子注入層63および陰極8の構成材料の種類およびその膜厚等の組み合わせによっては省略することもできる。
The average thickness of the
The
[第2電子注入層63]
第2電子注入層63は、陰極8から電子輸送層62への電子の注入効率を向上させる機能を有するものである。
この第2電子注入層63の構成材料(電子注入材料)としては、特に限定されないが、例えば、前述の第1電子注入層61の構成材料として挙げたものと同様のものを用いることができる。
[Second Electron Injection Layer 63]
The second
The constituent material (electron injection material) of the second
なお、第2電子注入層63および第1電子注入層61の構成材料(電子注入材料)は、それぞれ、これらを挾持する2つの層の構成材料の組み合わせに応じて、最適な注入効率が得られるものが選択されるため、第2電子注入層63の構成材料と第1電子注入層61の構成材料とは、同一であっても異なっていてもよい。
第2電子注入層63の平均厚さは、特に限定されないが、0.01nm以上、100nm以下程度であるのが好ましく、0.1nm以上、10nm以下程度であるのがより好ましい。
なお、この第2電子注入層63は、電子輸送層62と陰極8の構成材料の種類およびその膜厚等の組み合わせによっては省略することもできる。
The constituent materials (electron injecting materials) of the second
The average thickness of the second
The second
[陰極8]
陰極8は、第2電子注入層63を介して電子輸送層62に電子を注入する電極である。
この陰極8の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。陰極8の構成材料のとしては、後述する、陰極8の形成工程において、気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rb、Auまたはこれらを含む合金等が用いられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体等)用いることができる。
[Cathode 8]
The
As a constituent material of the
特に、本実施形態のように、ボトムエミッション構造のディスプレイ装置100とする場合、陰極8には光透過性が求められず、陰極8の構成材料のとしては、例えば、Al、Ag、AlAg、AlNd等の金属または合金が好ましく用いられる。かかる金属または合金を陰極8の構成材料として用いることにより、陰極8の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
In particular, in the case of the bottom emission
このような陰極8の平均厚さは、特に限定されないが、50nm以上、1000nm以下程度であるのが好ましく、100nm以上、500nm以下程度であるのがより好ましい。
The average thickness of the
なお、ディスプレイ装置100がトップエミッション構造の表示装置である場合、陰極8の構成材料としては、MgAg、MgAl、MgAu、AlAg等の金属または合金を用いるのが好ましい。かかる金属または合金を陰極8の構成材料として用いることにより、陰極8の光透過性を維持しつつ、陰極8の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
When the
このような陰極8の平均厚さは、特に限定されないが、1nm以上、50nm以下程度であるのが好ましく、5nm以上、20nm以下程度であるのがより好ましい。
なお、かかる構成の発光素子1Rの陽極3R、第2正孔注入層41R、中間層42R、赤色発光機能層5R、第1電子注入層61、第1正孔注入層44、正孔輸送層43、青色発光機能層5B、電子輸送層62、第2電子注入層63および陰極8の各層の間には、任意の層が設けられていてもよい。
The average thickness of the
In addition, the
(発光素子1G)
発光素子(長波長光発光素子)1Gは、第2正孔注入層41Gと、中間層42Gと、緑色発光機能層5Gと、キャリア選択層46と、青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63とが、陽極3G側からこの順に積層された積層体が、陽極3Gと陰極8との間に介挿されてなるものである。
(
The light emitting element (long wavelength light emitting element) 1G includes a second
発光素子(緑色発光素子)1Gにおいて、キャリア選択層46は、第1電子注入層61と第1正孔注入層44と正孔輸送層43とが、陽極3G側からこの順に積層された積層体により構成され、第1電子注入層61側で、緑色発光機能層5Bと接触するように設けられている。また、発光素子1Gにおいて、陽極3Gおよび陰極8は、それぞれ、個別電極および共通電極を構成し、陽極3Gは第2正孔注入層41Gに正孔を注入する電極として機能し、陰極8は第2電子注入層63を介して電子輸送層62に電子を注入する電極として機能する。
以下、発光素子1Gについて説明するが、前述した発光素子1Rとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
発光素子1Gは、赤色発光機能層5Rに代えて緑色発光機能層5Gを備えること以外は、前述の発光素子1Rと同様の構成のものである。
In the light emitting element (green light emitting element) 1G, the
Hereinafter, the light-emitting
The
[緑色発光機能層5G]
緑色発光機能層(長波長光発光機能層)5Gは、緑色に発光する緑色発光材料を含んで構成される。
発光素子1Gでは、この緑色発光機能層5Gが、陽極3Gとキャリア選択層(第2の層)46との間に設けられた第3の層を構成し、この緑色発光機能層5Gが発光素子1Gにおける第2の色(緑色)を発光する機能を有する。すなわち、青色よりも長波長の光を発光する機能を有する。
[Green light emitting
The green light emitting functional layer (long wavelength light emitting functional layer) 5G includes a green light emitting material that emits green light.
In the
このような緑色発光機能層5Gの構成材料は、特に限定されないが、後述する、緑色発光機能層5Gの形成工程において、液相プロセスを用いて形成し得るように、溶液化または分散液化できることが望ましい。そこで、緑色発光機能層5Gの構成材料としては、溶媒または分散媒に、溶解または分散することができる、高分子緑色発光材料および低分子緑色発光材料が好適に用いられ、例えば、下記一般式(21)および下記一般式(22)で表わされる高分子緑色発光材料が挙げられる。
The constituent material of the green light emitting
なお、このような液相プロセスを経て形成される緑色発光機能層5Gを備える発光素子1Gは、実用レベルの発光寿命特性を十分に備えるものである。
このような緑色発光機能層5Gの平均厚さは、特に限定されないが、10nm以上、150nm以下程度であるのが好ましく、20nm以上、100nm以下程度であるのがより好ましい。
なお、かかる構成の発光素子1Gの陽極3G、第2正孔注入層41G、中間層42G、緑色発光機能層5G、第1電子注入層61、第1正孔注入層44、正孔輸送層43、青色発光機能層5B、電子輸送層62、第2電子注入層63および陰極8の各層の間には、任意の層が設けられていてもよい。
In addition, the
The average thickness of the green light emitting
In addition, the
(発光素子1B)
発光素子(青色発光素子)1Bは、キャリア選択層46と、青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63とが、陽極3B側からこの順に積層された積層体が、陽極3Bと陰極8との間に介挿されてなるものである。
発光素子1Bにおいて、キャリア選択層46は、第1電子注入層61と第1正孔注入層44と正孔輸送層43とが、陽極3B側からこの順に積層された積層体により構成され、第1電子注入層61側で、陽極3Bと接触するように設けられている。また、発光素子1Bにおいて、陽極3Bおよび陰極8は、それぞれ、個別電極および共通電極を構成し、陽極3Bはキャリア選択層46に正孔を注入する電極として機能し、陰極8は第2電子注入層63を介して電子輸送層62に電子を注入する電極として機能する。
(Light emitting element 1B)
The light emitting element (blue light emitting element) 1B has a laminate in which a
In the light emitting element 1B, the
以下、発光素子1Bについて説明するが、前述した発光素子1Rとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
発光素子1Bは、第2正孔注入層41R、中間層42Rおよび赤色発光機能層5Rの形成を省略して、陽極3Bとキャリア選択層46とが互いに接する構成としたこと以外は、前記発光素子1Rと同様の構成のものである。但し、陽極3Bとキャリア選択層46とが互いに接する構成としたことに起因して、発光素子1Bにおけるキャリア選択層46の機能は、発光素子1Rおよび1Gにおけるキャリア選択層46の機能とは大きく異なる。また、陽極3Bに求められる機能も異なってくる。
Hereinafter, the light-emitting element 1B will be described, but the description will focus on differences from the light-emitting
The light emitting device 1B is the same as the light emitting device except that the second
[陽極3B]
陽極3Bは、キャリア選択層46(第1電子注入層61)に正孔を注入する電極である。
また、この陽極3Bは、発光素子1Bにおいて、青色発光機能層5B側から陽極3B側にキャリア(電子)が抜けるのを防止(阻害)するキャリア(電子)ブロック動作をキャリア選択層46が確実に発揮するように、第1電子注入層61を構成する電子注入材料(金属系材料)を吸着する機能を有する。
かかる吸着能を的確に発揮するように、陽極3Bの構成材料としては、発光素子1Rの陽極3Rの構成材料として説明したもののうち、金属酸化物が用いられ、特に、ITOが好ましく用いられる。すなわち、金属酸化物(特に、ITO)は、電子注入材料に対して優れた親和性有することに起因して、電子注入材料を的確に吸着する。
[Anode 3B]
The anode 3B is an electrode that injects holes into the carrier selection layer 46 (first electron injection layer 61).
In addition, in the anode 3B, in the light emitting element 1B, the
Among the materials described as the constituent material of the
[キャリア選択層46]
第1電子注入層61と第1正孔注入層44と正孔輸送層43とが、陽極3B側からこの順に積層された積層体により、キャリア選択層(第2の層)46が構成される。これら第1電子注入層61、第1正孔注入層44および正孔輸送層43を構成する材料としては、それぞれ、前述の発光素子1Rの第1電子注入層61、第1正孔注入層44および正孔輸送層43と同様のものを用いることができる。
[Carrier selection layer 46]
A carrier selection layer (second layer) 46 is constituted by a stacked body in which the first
発光素子1Bにおいて、キャリア選択層46は、青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に流れてくる電子をブロックし、これら電子(キャリア)を青色発光機能層5Bに留めるというキャリアブロック動作を行う。このため、発光素子1Bにおいて、青色発光機能層5Bは効率よく発光する。このキャリアブロック動作を的確に行うためには、発光素子1Bの正孔輸送層43には、キャリアブロック機能を有するものを用いることが望ましい。例えば、前述の発光素子1Rの正孔輸送層43の構成材料として挙げたアミン系化合物を用いることにより、正孔輸送層43は電子ブロック機能を有するものとなる。
In the light emitting element 1B, the
なお、かかる構成の発光素子1Bの陽極3B、第2正孔注入層41B、第1電子注入層61、第1正孔注入層44、正孔輸送層43、青色発光機能層5B、電子輸送層62、第2電子注入層63および陰極8の各層の間には、任意の層が設けられていてもよい。
ここで、例えば、青色発光機能層5Bと陽極3Bとの間に、液相プロセス(塗布法)を用いて形成された正孔輸送層が介挿された構成の発光素子では、正孔輸送層を気相プロセス(蒸着法等)を用いて形成した場合と比較して、その発光特性や寿命特性が低下することが判っている。
Note that the anode 3B, the second hole injection layer 41B, the first
Here, for example, in a light emitting device having a structure in which a hole transport layer formed using a liquid phase process (coating method) is interposed between the blue light emitting
これに対して、発光素子1Bのように、青色発光層5Bと陽極3Bとの間に、前記積層体すなわち正孔輸送層43と第2正孔注入層44と第1電子注入層61とを介挿する構成とすることで、正孔輸送層43を、気相プロセスを用いて形成することが可能となる。
さらに、第1電子注入層61と陽極3Bとが接触するような構成とすることで、青色発光機能層5B側から陽極3B側にキャリア(電子)が抜けるのを防止(阻害)するキャリア(電子)ブロック動作をキャリア選択層46に確実に発揮させることができる。
On the other hand, like the light emitting element 1B, the laminate, that is, the
Furthermore, by adopting a configuration in which the first
これは、陽極3Bと第1電子注入層61との間に、正孔輸送層のような有機材料で構成される層が介在している場合、第1電子注入層61に含まれる構成材料が、正孔輸送層43側に拡散することに起因して、前記キャリア(電子)ブロック動作が低下する傾向を示す。これに対して、本発明では、第1電子注入層61と陽極3Bとが接触しているため、陽極3Bが、第1電子注入層61を構成する電子注入材料(金属系材料)を吸着する機能を発揮し、これに起因して、前記構成材料の正孔輸送層43側への拡散が的確に抑制または防止されているものと推察される。
This is because, when a layer made of an organic material such as a hole transport layer is interposed between the anode 3B and the first
その結果、青色発光機能層5Bに対し、陽極3側から正孔が円滑に供給(注入)されるとともに、陰極8側から電子が円滑に供給(注入)される。そして、青色発光機能層5Bでは、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出するため、青色発光層5Bが青色に発光する。
As a result, holes are smoothly supplied (injected) from the anode 3 side to the blue light emitting
したがって、発光素子1Bでは、青色発光層5Bに、円滑に正孔および電子の双方を供給することができるため、発光素子1Bの青色の発光効率の向上、さらには発光素子1Bの高寿命化を図ることが可能となる。
以下、発光素子1R、1G、1Bにおける作用効果について、キャリア選択層46の機能を中心に説明する。
Therefore, in the light emitting element 1B, since both holes and electrons can be smoothly supplied to the blue
Hereinafter, the function and effect of the
本実施形態では、キャリア選択層(第2の層)46は、第1電子注入層61と第1正孔注入層44と正孔輸送層43とが、陽極3R、3G、3B側からこの順に積層された積層体により構成される。
かかる構成のキャリア選択層46は、青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に注入される電子の量を、キャリア選択層46の陽極3R、3G、3B側に接する層(第3の層)に応じて、選択的に制御する層である。すなわち、キャリア選択層(第2の層)46は、第3の層の機能によってキャリアの流れが選択される機能を有する層である。
In the present embodiment, the carrier selection layer (second layer) 46 includes a first
The
具体的には、発光素子1Rおよび1Gのように、キャリア選択層46の陽極3R、3G側に直接接する層が、それぞれ、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gの場合、すなわち、キャリア選択層の陽極側界面に第2の色を発光する機能を有する発光機能層が接触する場合、キャリア選択層46は青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に流れてくる電子を赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gに円滑に注入する(キャリア注入動作)。このため、発光素子1Rの青色発光機能層5Bでは、正孔と電子との再結合が的確に抑制または防止されるため、発光素子1Rの青色発光機能層5Bは、青色発光しないか、青色発光したとしてもその発光は的確に抑制される。これに対して、赤色発光機能層5Rには、陰極8側から青色発光機能層5Bを介して電子が供給(注入)されるとともに、陽極3R側から正孔が供給(注入)される。そして、赤色発光機能層5Rでは、正孔と電子とが再結合し、この再結合によって励起子(エキシトン)が生成し、励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを蛍光やりん光として放出するため、赤色発光機能層5Rが赤色に発光する。その結果、発光素子1Rは赤色に発光する。同様に、発光素子1Gにおいても、青色発光機能層5Bの発光は大幅に抑制され、緑色発光機能層5Gが選択的もしくは支配的に発光する。その結果、発光素子1Gは緑色に発光する。
Specifically, when the layers directly in contact with the
一方、発光素子1Bのように、キャリア選択層46の陽極3B側に接する層が陽極3Bの場合、すなわち、キャリア選択層の陽極側界面に陽極が接触する場合、キャリア選択層46は青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に流れてくる電子(キャリア)をブロックし、これら電子を青色発光機能層5Bに留める(キャリアブロック動作)。このため、青色発光機能層5Bにおいて、陽極3B側から供給(注入)された正孔と、陰極8側から供給(注入)された電子とが、再結合しやすくなる。この再結合によって励起子(エキシトン)が生成し、励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを蛍光やりん光として放出するため、青色発光機能層5Bは効率良く発光する。その結果、発光素子1Bは高効率で青色に発光する。
On the other hand, when the layer in contact with the anode 3B side of the
このように、キャリア選択層46は、キャリア選択層(第2の層)46に接する第3の層の種類によって、キャリア注入動作を行ったり、キャリアブロック動作を行ったりする。
発光素子1Rと発光素子1Gにおけるキャリア選択層46の電子に対する挙動と、発光素子1Bにおけるキャリア選択層46の電子に対する挙動が異なる理由について、陽極3Bが主としてITOで構成される場合を例に説明を行う。
Thus, the
The reason why the behavior of the
まず、発光素子1Rおよび1Gのように、キャリア選択層46の陽極(3R、3G)側に接する層が、それぞれ、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gの場合、発光素子1Rおよび1Gのキャリア選択層46内の第1電子注入層61を構成している電子注入材料が、それぞれ、発光素子1Rおよび1Gの第1正孔注入層44および正孔輸送層43(特に、正孔輸送層43)内に拡散し、これによって発光素子1Rおよび1Gの特に正孔輸送層43が備える電子ブロック機能が大きく低下する。この結果、発光素子1Rおよび1Gでは、青色発光機能層5Bから正孔輸送層43へ電子が円滑に注入される。さらに、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gと、正孔輸送層43との間に存在する第1電子注入層61の機能により、正孔輸送層43から、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gへの電子の注入も円滑に行われる。以上より、発光素子1Rおよび1Gのように、キャリア選択層46の陽極(3R、3G)側に接する層が、それぞれ、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gの場合、キャリア選択層46は、青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に流れてくる電子を、それぞれ、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gに円滑に注入する(キャリア注入動作)。すなわち、キャリア選択層46は、青色発光機能層5Bから、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gに、電子(キャリア)を円滑に流す動作を行う。
First, when the layers in contact with the anode (3R, 3G) side of the
一方、発光素子1Bのように、キャリア選択層46の陽極3B側で接する層が陽極3Bで、且つ、その陽極3BがITOで構成されている場合、発光素子1Bのキャリア選択層46内の第1電子注入層61を構成している電子注入材料(アルカリ金属、アルカリ土類金属)が、陽極3Bの界面に吸着する。そのため、発光素子1Bの第1電子注入層61を構成している電子注入材料が、発光素子1Bの第1正孔注入層44および正孔輸送層43内に拡散せず、特に発光素子1Bの正孔輸送層43に備わっている電子ブロック機能が低下することはない。この結果、発光素子1Bでは、青色発光機能層5Bから正孔輸送層43へ流れてくる電子が、正孔輸送層43および第1正孔注入層44によってブロックされ、青色発光機能層5B内に留まる。以上により、キャリア選択層46の陽極3B側に接する層が陽極3Bの場合、キャリア選択層46は青色発光機能層5Bからキャリア選択層46に流れてくる電子をブロックし、これら電子を青色発光機能層5Bに留める(キャリアブロック動作)。すなわち、キャリア選択層46は、青色発光機能層5Bから流れてくる電子(キャリア)の流れを抑制する動作を行う。その結果、青色発光機能層5Bは、青色の発光光を発光する。なお、電子注入材料が陽極3Bの界面に吸着するのは、電子注入材料(アルカリ金属、アルカリ土類金属)とITOとがともに無機系材料であり、有機系材料で構成される第1正孔注入層44と比較して、電子注入材料とITOとが高い親和性を有することに起因すると推察される。その他、ITOで構成される陽極3Bは、通常、その表面粗さRaが0.1nm以上、5nm以下程度と粗なものであることから、陽極3Bと第1電子注入層61との界面にアンカー効果が生じ、その結果、第1電子注入層61の陽極3Bへの密着強度が向上していることによると推察される。
On the other hand, when the layer in contact with the anode 3B side of the
なお、本発明者の検討により、発光素子1Rからキャリア選択層46を除き、青色発光機能層5Bと、赤色発光機能層5Rとが接触して積層された構成の赤色発光素子(キャリア選択層除外赤色発光素子)では、当該キャリア選択層除外赤色発光素子が備える陽極3Rと、陰極8との間に電圧を印加すると、陰極8側から青色発光機能層5Bに注入された電子を、赤色発光機能層5Rに円滑に注入(供給)することができず、これに起因して、青色発光機能層5Bにおいて、正孔と電子とが再結合するため、青色発光機能層5Bが青色に発光し、当該キャリア選択層除外赤色発光素子の赤色の色純度が悪化することが判っている。また、キャリア選択層除外赤色発光素子では、陰極8側から青色発光機能層5Bに注入された電子を、赤色発光機能層5Rに円滑に注入(供給)することができないことに起因して、赤色発光機能層5Rにおける電子と正孔のキャリアバランスが崩れ、発光効率が低下することが判っている。さらに、キャリア選択層除外赤色発光素子では、陰極8側から青色発光機能層5Bに注入された電子を、赤色発光機能層5Rに円滑に注入(供給)することができないことに起因して、赤色発光機能層5Rの陰極側界面でのキャリアに対するエネルギー障壁が増加し、駆動電圧が上昇することが判っている。
According to the study of the present inventor, the
このように、キャリア選択層除外赤色発光素子では、赤色の色純度の悪化、発光効率の低下および駆動電圧の上昇という問題がある。しかしながら、発光素子1Rのように、青色発光機能層5Bと赤色発光機能層5Rとの間にキャリア選択層46を介挿する構成とすることで、陰極8側から青色発光機能層5Bに注入された電子を、青色発光機能層5Bに留まらせることなく、赤色発光機能層5Rに円滑に注入(供給)することができるようになるので、これらの問題は全て解決される。
As described above, the red light emitting element excluding the carrier selection layer has problems that the red color purity is deteriorated, the light emission efficiency is lowered, and the drive voltage is raised. However, when the
同様に、発光素子1Gからキャリア選択層46を除き、青色発光機能層5Bと、緑色発光機能層5Gとが接触して積層された構成の緑色発光素子(キャリア選択層除外緑色発光素子)では、陰極8側から青色発光機能層5Bに注入された電子を、緑色発光機能層5Gに円滑に注入(供給)することができず、これに起因して、緑色の色純度の悪化、発光効率の低下および駆動電圧の上昇という問題が生じる。しかしながら、発光素子1Gのように、青色発光機能層5Bと緑色発光機能層5Gとの間にキャリア選択層46を介挿する構成とすることで、陰極8側から青色発光機能層5Bに注入された電子を、青色発光機能層5Bに留まらせることなく、緑色発光機能層5Gに円滑に注入(供給)することができるようになるので、これらの問題は全て解決される。
Similarly, in the case of the green light emitting element (the green light emitting element excluding the carrier selection layer) having a structure in which the blue light emitting
また、本実施形態の正孔輸送層43と青色発光機能層5Bは、気相プロセスを用いて形成することができる。本発明者の検討により、発光素子1Bにおいて、正孔輸送層43と青色発光機能層5Bのうち少なくとも1つの層の形成に、インクジェット法のような液相プロセスを用いた構成の青色発光素子では、発光素子1Bと比較して、その発光寿命や発光効率が低下するという問題があることが判っている。
Further, the
正孔輸送層43と青色発光機能層5Bのうち少なくとも1つの層の汚染がこの問題の要因の1つになっていると考えられる。つまり、発光素子1Bのように気相プロセスを用いて正孔輸送層43と青色発光機能層5Bを形成することが可能な場合、正孔輸送層43の陰極側界面を、真空以外の雰囲気にさらすことなく、次の青色発光機能層5Bの成膜を連続的に行うことができるが、正孔輸送層43と青色発光機能層5Bのうち少なくとも1つの層の形成に液相プロセスを用いると、液相プロセスによる成膜は真空雰囲気で行うことが困難であるため、液相プロセスによる成膜は真空以外の雰囲気(例えば大気や窒素)で行うことになり、少なくとも正孔輸送層43の陰極8側界面は真空以外の雰囲気にさらされることになる。このように、液相プロセスを用いて正孔輸送層43と青色発光機能層5Bのうち少なくとも1つの層を成膜した場合、正孔輸送層43の陰極8側界面が汚染され易くなることは明白である。また、液相プロセスで正孔輸送層43の成膜を行う場合、正孔輸送材料を溶媒または分散媒に、溶解または分散させた溶液を成膜に用いるため、正孔輸送層43内に極微量の溶媒が残留し、これが正孔輸送層43全体を汚染する可能性がある。同様に、液相プロセスで青色発光機能層5Bの成膜を行う場合、青色発光機能層5B内に極微量の溶媒が残留し、これが青色発光機能層5B全体を汚染する可能性がある。
Contamination of at least one of the
これに対して、発光素子1Bのように、気相プロセスを用いて正孔輸送層43と青色発光機能層5Bを形成することが可能な場合、液相プロセスを用いて正孔輸送層43と青色発光機能層5Bのうち少なくとも1つの層を形成したことによる正孔輸送層43と青色発光機能層5Bの汚染を回避でき、液相プロセスを用いて正孔輸送層43と青色発光機能層5Bのうち少なくとも1つの層を形成したことによる青色発光素子の発光寿命や発光効率の低下という問題は全て解決される。
On the other hand, when the
また、本実施形態の発光素子1Bにおいて、発光素子1R、1Gと異なり、第2正孔注入層41R、41Gの形成が省略されており、陽極3B上に、キャリア選択層46と、青色発光機能層5Bと、電子輸送層62と、第2電子注入層63と、陰極8とがこの順で積層されている。これら陽極3B上に形成される各層は、全て気相プロセスを用いて形成することができる。ここで、陽極3B上に、第2正孔注入層41Bを備える構成とすると、この第2正孔注入層41Bは、通常、第2正孔注入層41R、41Gとともに液相プロセスを用いて形成され、液相プロセスを用いた中間層42R、42G、および発光機能層5R、5Gの形成環境下に晒される。その結果、第2正孔注入層41B全体が汚染されるおそれがあり、これに起因して、発光素子1Bの発光寿命や発光効率が低下する可能性がある。これに対して、本実施形態の発光素子1Bでは、第2正孔注入層41Bの形成が省略され、陽極3B上に形成される各層が全て気相プロセスを用いて形成することができるため、各層の汚染を確実に防止することができることから、青色発光素子の発光寿命や発光効率の低下という問題は全て解決される。
Further, in the light emitting device 1B of the present embodiment, unlike the
また、本実施形態の発光素子1Bにおいて、第1電子注入層61は、その平均厚さが好ましくは0.01nm以上、10nm以下程度、より好ましくは0.1nm以上、5nm以下程度に設定され、薄い膜厚で形成されている。かかる膜厚に設定することで、正孔(キャリア)が第1電子注入層61を通り抜けるトンネル効果を確実に得ることができ、陽極3Bから第1正孔注入層44への正孔の注入効率を向上させることができる。さらに、本実施形態の発光素子1Bでは、正孔輸送層43と第1電子注入層61との間に第1正孔注入層44が設けられているため、第1電子注入層61を通り抜けてきた正孔をより確実に第1正孔注入層44に注入することができるようになる。
In the light emitting device 1B of the present embodiment, the average thickness of the first
本実施形態では、陽極3BがITOを主材料として構成されるのが好ましく、第1電子注入層61がアルカリ金属、アルカリ土類金属、もしくはそれらの化合物の電子注入材料を主材料として構成されるのが好ましい。この場合、発光素子1Bおいて、第1電子注入層61に含まれるこれら電子注入材料が、正孔輸送層43側に拡散すると、電子注入材料が正孔輸送層43に拡散することによる正孔輸送層43の電子ブロック性の低下およびそれに伴う青色発光機能層5Bにおける発光効率の低下や、電子注入材料が青色発光機能層5Bへ拡散することによる青色発光機能層5Bにおける発光の阻害およびそれに伴う発光効率の低下という問題が起こる。しかしながら、本実施形態では、発光素子1Bにおいて、第1電子注入層61とITOを主材料として構成される陽極3Bとが接触しているため、陽極3Bの界面に電子注入材料が吸着するため、これに起因して、電子注入材料の正孔輸送層43側への拡散が的確に抑制または防止され、前述の電子注入材料が正孔輸送層43側へ拡散することによって起こる問題は全て解決される。
In the present embodiment, the anode 3B is preferably composed of ITO as a main material, and the first
(ディスプレイ装置100の製造方法)
以上のようなディスプレイ装置100は、例えば、次のようにして製造することができる。
[1]まず、基板21を用意し、形成すべきサブ画素100R、100G、100Bに対応するように、複数の駆動用トランジスタ24を形成したのち、これら駆動用トランジスタ24を覆うように平坦化層22を形成する(第1の工程)。
(Method for Manufacturing Display Device 100)
The
[1] First, a
[1−A]まず、基板21を用意し、基板21上に、駆動用トランジスタ24を形成する。
[1−Aa]まず、基板21上に、例えばプラズマCVD法等により、平均厚さが30nm以上、70nm以下程度のアモルファスシリコンを主材料として構成される半導体膜を形成する。
[1-A] First, the
[1-Aa] First, a semiconductor film composed mainly of amorphous silicon having an average thickness of about 30 nm to 70 nm is formed on the
[1−Ab]次いで、半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法等により結晶化処理を行い、アモルファスシリコンをポリシリコンに変化させる。
ここで、レーザアニール法では、例えば、エキシマレーザでビームの長寸が400mmのラインビームを用い、その出力強度は、例えば200mJ/cm2程度に設定される。
[1−Ac]次いで、半導体膜をパターニングして島状とすることで半導体層241を得、これら島状の半導体層241を覆うように、例えば、TEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマCVD法等により、平均厚さが60nm以上、150nm以下程度の酸化シリコンまたは窒化シリコン等を主材料として構成されるゲート絶縁層242を形成する。
[1-Ab] Next, the semiconductor film is crystallized by laser annealing, solid phase growth, or the like to change the amorphous silicon into polysilicon.
Here, in the laser annealing method, for example, a line beam with a beam length of 400 mm is used with an excimer laser, and the output intensity is set to about 200 mJ / cm 2 , for example.
[1-Ac] Next, a
[1−Ad]次いで、ゲート絶縁層242上に、例えば、スパッタ法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を主材料として構成される導電膜を形成した後、パターニングし、ゲート電極243を形成する。
[1−Ae]次いで、この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込んで、ゲート電極243に対して自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となる。
[1-Ad] Next, a conductive film composed mainly of a metal such as aluminum, tantalum, molybdenum, titanium, or tungsten is formed on the
[1-Ae] Next, in this state, high-concentration phosphorus ions are implanted to form source / drain regions in a self-aligned manner with respect to the
[1−B]次に、駆動用トランジスタ24に電気的に接続されるソース電極244およびドレイン電極245を形成する。
[1−Ba]まず、ゲート電極243を覆うように、第1平坦化層を形成した後、コンタクトホールを形成する。
[1−Bb]次いで、コンタクトホール内にソース電極244およびドレイン電極245を形成する。
[1-B] Next, the
[1-Ba] First, a first planarization layer is formed so as to cover the
[1-Bb] Next, the
[1−C]次に、ドレイン電極245と、各陽極3R、3G、3Bとを電気的に接続する配線(中継電極)27を形成する。
[1−Ca]まず、第1平坦化層上に、第2平坦化層を形成した後、コンタクトホールを形成する。
[1−Cb]次いで、コンタクトホール内に配線27を形成する。
なお、[1−B]工程および[1−C]工程において形成された第1平坦化層および第2平坦化層により平坦化層22が構成される。
[1-C] Next, a wiring (relay electrode) 27 that electrically connects the
[1-Ca] First, a second planarizing layer is formed on the first planarizing layer, and then a contact hole is formed.
[1-Cb] Next, the wiring 27 is formed in the contact hole.
In addition, the
[2]次に、平坦化層22上に、各配線27に対応するように、陽極(個別電極)3R、3G、3Bを形成する(第2の工程)。
この陽極3R、3G、3Bは、平坦化層22上に、陽極3R、3G、3Bの構成材料を主材料として構成される薄膜を形成した後、パターニングすることにより得ることができる。
[2] Next, anodes (individual electrodes) 3R, 3G, and 3B are formed on the
The
[3]次に、平坦化層22上に、各陽極3R、3G、3Bを区画するように、すなわち、各発光素子1R、1G、1B(サブ画素100R、100G、100B)を形成する領域を区画するように、隔壁(バンク)31を形成する(第3の工程)。
隔壁31は、各陽極3R、3G、3Bを覆うように平坦化層22上に、絶縁膜を形成した後、各陽極3R、3G、3Bが露出するようにフォトリソグラフィー法等を用いてパターニングすること等により形成することができる。
[3] Next, on the
The
ここで、隔壁31の構成材料は、耐熱性、撥液性、インク溶剤耐性、平坦化層22等との密着性等を考慮して選択される。
具体的には、隔壁31の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂のような有機材料や、SiO2のような無機材料が挙げられる。
また、隔壁31の開口の形状は、四角形の他、例えば、円形、楕円形、六角形等の多角形等、いかなるものであってもよい。
Here, the constituent material of the
Specifically, examples of the constituent material of the
Further, the shape of the opening of the
なお、隔壁31の開口の形状を多角形とする場合には、角部は丸みを帯びているのが好ましい。これにより、第2正孔注入層41R、41G、41B、中間層42R、42Gおよび発光機能層5R、5Gを、後述するような液状材料を用いて形成する際に、これらの液状材料を、隔壁31の内側の空間の隅々にまで確実に供給することができる。
このような隔壁31の高さは、発光素子1R、1G、1Bの厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、0.5μm以上、5μm以下程度とするのが好ましい。かかる高さとすることにより、十分に隔壁(バンク)としての機能が発揮される。
In addition, when making the shape of opening of the
The height of the
なお、インクジェット法によって、第2正孔注入層41R、41G、41B、中間層42R、42Gおよび発光機能層5R、5Gを形成する場合、隔壁31が形成された基板21は、プラズマ処理されることが望ましい。具体的には、隔壁31が形成された基板21の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極3R、3G、3Bの表面と隔壁31の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。次にCF4等のフッ素系ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、有機材料である感光性樹脂からなる隔壁31の表面のみにフッ素系ガスが反応して撥液化される。これによって、隔壁31の隔壁としての機能がより効果的に発揮される。
When the second hole injection layers 41R, 41G, and 41B, the
[4]次に、発光素子1Rを形成すべき領域に位置する隔壁31の内側には、第2正孔注入層41R、中間層42Rおよび赤色発光機能層5Rを形成し、さらに、発光素子1Gを形成すべき領域に位置する隔壁31の内側には、第2正孔注入層41G、中間層42Gおよび緑色発光機能層5Gを形成する(第4の工程)。この第4の工程について、発光素子1R、1G毎に以下に詳述する。
[4] Next, the second
[発光素子1R]
発光素子1Rを形成すべき領域に位置する隔壁31の内側に、第2正孔注入層41R、中間層42Rおよび赤色発光機能層5Rをこの順番に形成する。それぞれの層を形成する工程を第2正孔注入層41R形成工程、中間層42R形成工程、赤色発光機能層5R形成工程とし、以下に詳述する。
[
The second
[第2正孔注入層41R形成工程]
まず、第2正孔注入層41Rをインクジェット法によって塗布する。具体的には、正孔注入材料を含有する第2正孔注入層41R形成用のインク(液状材料)を、インクジェットプリント装置のヘッドから吐出し、各陽極3R上に塗布する(塗布工程)。
ここで、第2正孔注入層形成用のインクの調製に用いる溶媒(インク溶媒)または分散媒(インク分散媒)としては、例えば、硝酸、硫酸、アンモニア、過酸化水素、水、二硫化炭素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の各種無機溶媒や、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、メチルイソプロピルケトン(MIPK)、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール(DEG)、グリセリン等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、テトラヒドロピラン(THP)、アニソール、ジエチレングリコールジメチルエーテル(ジグリム)、ジエチレングリコールエチルエーテル(カルビトール)等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、テトラリン等の脂環式炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMA)等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル、ギ酸エチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
[Second
First, the second
Here, as a solvent (ink solvent) or a dispersion medium (ink dispersion medium) used for preparing the ink for forming the second hole injection layer, for example, nitric acid, sulfuric acid, ammonia, hydrogen peroxide, water, carbon disulfide , Various inorganic solvents such as carbon tetrachloride, ethylene carbonate, ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK), acetone, diethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), methyl isopropyl ketone (MIPK), cyclohexanone, methanol, ethanol, isopropanol , Ethylene glycol, diethylene glycol (DEG), alcohol solvents such as glycerin, diethyl ether, diisopropyl ether, 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,4-dioxane, tetrahydrofuran (THF), tetrahydropyran (THP), Ether solvents such as nisol, diethylene glycol dimethyl ether (diglyme), diethylene glycol ethyl ether (carbitol), cellosolv solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, phenyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane, pentane, heptane, cyclohexane , Cycloaliphatic, tetralin and other alicyclic hydrocarbon solvents, toluene, xylene, benzene, trimethylbenzene, tetramethylbenzene and other aromatic hydrocarbon solvents, pyridine, pyrazine, furan, pyrrole, thiophene, methylpyrrolidone and other fragrances Group heterocyclic compounds, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMA), dichloromethane, chloroform, 1,2-dichloroe Halogen compound solvents such as ethylene, ester solvents such as ethyl acetate, methyl acetate, ethyl formate, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, formic acid , Various organic solvents such as organic acid solvents such as acetic acid, trichloroacetic acid and trifluoroacetic acid, or mixed solvents containing them.
なお、陽極3R上に塗布された液状材料は、流動性が高く(粘性が低く)、水平方向(面方向)に広がろうとするが、陽極3Rが隔壁31により囲まれているため、所定の領域以外に広がることが阻止され、第2正孔注入層41Rの輪郭形状が正確に規定される。
次に、塗布した第2正孔注入層41Rに対して後処理を施す(後処理工程)。具体的には、各陽極3R上に塗布した第2正孔注入層形成用のインク(液状材料)を乾燥し、第2正孔注入層41Rを形成する。この乾燥によって、溶媒または分散媒を除去することができる。乾燥の手法としては、減圧雰囲気に放置する方法、熱処理(例えば40℃以上、80℃以下程度)による方法、窒素ガスのような不活性ガスのフローによる方法等が挙げられる。さらに、必要に応じて、第2正孔注入層41Rが形成された基板21を100℃以上、300℃以下程度で加熱(ベーク)する。この加熱により、乾燥後に第2正孔注入層41Rの膜内に残留した溶媒または分散媒を、取り除くことができる。また、加熱により架橋し溶媒に対して不溶化するような正孔注入材料を用いている場合は、この加熱によって第2正孔注入層41Rを不溶化させることもできる。また、この加熱後、第2正孔注入層41Rの未不溶化部分を除去するために、第2正孔注入層41Rが形成された基板21の表面を溶媒によってリンス(洗浄)することもある。このリンスによって、第2正孔注入層41Rの未不溶化部分が、第2正孔注入層41Rの上に形成される中間層42Rに、混入することを防ぐことができる。
The liquid material applied on the
Next, post-treatment is performed on the applied second
[中間層42R形成工程]
中間層42R形成工程では、まず中間層42Rを各第2正孔注入層41R上に第2正孔注入層41R形成工程と同様のインクジェット法によって塗布し、次に塗布した中間層42Rに対して第2正孔注入層41R形成工程と同様の後処理を施す。但し、中間層42R形成用のインクに用いるインク溶媒またはインク分散媒や、後処理の手法や条件等は、中間層42Rの形成に適したものを適宜選択する。
[
In the
[赤色発光機能層5R形成工程]
赤色発光機能層5R形成工程では、まず赤色発光機能層5Rを各中間層42R上に第2正孔注入層41R形成工程と同様のインクジェット法によって塗布し、次に塗布した赤色発光機能層5Rに対して第2正孔注入層41R形成工程と同様の後処理を施す。但し、赤色発光機能層5R形成用のインクに用いるインク溶媒またはインク分散媒や、後処理の手法や条件等は、赤色発光機能層5Rの形成に適したものを適宜選択する。
[Red light emitting
In the red light emitting
以上の、第2正孔注入層41R形成工程、中間層42R形成工程、赤色発光機能層5R形成工程には、インクジェット法を用いることが好ましい。インクジェット法では、インクの吐出量およびインク滴の着弾位置を、基板の面積の大小に関わらず高精度に制御できるため、かかる方法を用いることにより、第2正孔注入層41Rの薄膜化、画素サイズの微小化、さらにはディスプレイ装置100の大面積化を図ることができる。また、各層を形成するためのインク(液状材料)を、隔壁31の内側に選択的に供給することができるため、インクのムダを省くことができる。但し、これら、第2正孔注入層41R形成工程、中間層42R形成工程、赤色発光機能層5R形成工程には、インクジェット法に限らず、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、CVD法等の気相プロセスや、スピンコート法(パイロゾル法)、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法等の液相プロセスも用いることができる。
It is preferable to use an ink jet method for the second
[発光素子1G]
発光素子1Gを形成すべき領域に位置する隔壁31の内側に、第2正孔注入層41G、中間層42Gおよび緑色発光機能層5Gをこの順番に発光素子1Rと同様の手法を用いて形成する。但し、第2正孔注入層41G、中間層42G、緑色発光機能層5Gのそれぞれの層において、層の形成用のインクに用いるインク溶媒またはインク分散媒や、後処理の手法や条件等は、それぞれの層の形成に適したものを適宜選択する。
以上のように、第2正孔注入層41R、41G、中間層42R、42Gおよび発光機能層5R、5Gの各層をインクジェット法によって形成する場合、各層は塗布工程と後処理工程を経て完全に形成されるが、各層の塗布工程は、他の層の塗布工程と同時に行っても良いし、各層の後処理工程は、他の層の後処理工程と同時に行っても良い。
[
The second
As described above, when the second
[5]次に、赤色発光機能層5R、緑色発光機能層5G、陽極3Bおよび隔壁31に重なるように、すなわち、隔壁31の平坦化層22と接している面と反対側の全面を覆うように、第1電子注入層61を形成する(第5の工程)。
これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の第1電子注入層61が一括(一体的)に形成される。
[5] Next, the red light emitting
As a result, the first
この第1電子注入層61も、前記工程[発光素子1R]で説明した気相プロセスや液相プロセスにより形成することができるが、中でも、気相プロセスを用いるのが好ましい。気相プロセスを用いることにより、赤色発光機能層5R、緑色発光機能層5G、陽極3Bと第1電子注入層61との間での層溶解を防止しつつ、第1電子注入層61を確実に形成することができる。
The first
[6]次に、第1電子注入層61の全面を覆うように、第1正孔注入層44を形成する(第6の工程)。これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の第1正孔注入層44が一括に形成される。
[7]次に、第1正孔注入層44の全面を覆うように、正孔輸送層43を形成する(第7の工程)。これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の正孔輸送層43が一括に形成される。
[6] Next, the first
[7] Next, the
[8]次に、正孔輸送層43の全面を覆うように、青色発光機能層5Bを形成する(第8の工程)。これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の青色発光機能層5Bが一括に形成される。
[9]次に、青色発光機能層5Bの全面を覆うように、電子輸送層62を形成する(第9の工程)。これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の電子輸送層62が一括に形成される。
[8] Next, the blue light emitting
[9] Next, the
[10]次に、電子輸送層62の全面を覆うように、第2電子注入層63を形成する(第10の工程)。これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の第2電子注入層63が一括に形成される。
[11]次に、第2電子注入層63の全面を覆うように、陰極8を形成する(第11の工程)。これにより、各発光素子1R、1G、1Bに共通の陰極8が一括に形成される。
[10] Next, the second
[11] Next, the
なお、前記工程[6]〜[11]で形成する各層も、前記工程[発光素子1R]で説明した気相プロセスや液相プロセスにより形成することができるが、中でも、気相プロセスを用いるのが好ましい。気相プロセスを用いることにより、隣接する層同士間における層溶解を防止しつつ、形成すべき層を確実に形成することができる。
また、前記工程[発光素子1R]および[発光素子1G]において、それぞれ、発光機能層5Rおよび5Gをインクジェット法のような液層プロセスを用いて成膜することにより、発光色の異なる発光機能層5Rおよび5Gを容易に塗り分け、かつディスプレイ装置100の大面積化を容易に実現することができる。加えて、前記工程[6]〜[8]において、それぞれ、正孔輸送層43、第1正孔注入層44および青色発光機能層5Bを気相プロセス(気相成膜法)を用いて形成することにより、発光素子1Bは、実用レベルの発光寿命を十分に備えるものとなる。さらに、各発光素子1R、1G、1Bに共通の青色発光機能層5Bを一括して(一体的に)形成する構成としたことから、高精細マスクを用いて、発光素子1Bに対して選択的に青色発光機能層5Bを成膜する必要がないため、工程の簡略化、さらにはディスプレイ装置100の大面積化を容易に図ることができる。
Each layer formed in the steps [6] to [11] can also be formed by the gas phase process or liquid phase process described in the step [
Further, in the steps [
また、前記工程[5]〜[7]において、それぞれ、各発光素子1R、1G、1Bに共通の第1電子注入層61、第1正孔注入層44および正孔輸送層43を一括して形成する構成とした、すなわち第1電子注入層61、第1正孔注入層44および正孔輸送層43で構成されるキャリア選択層46を一体的に形成する構成としたことから、高精細マスクを用いて、発光素子1Bに対して選択的に第1電子注入層61、第1正孔注入層44および正孔輸送層43を成膜する必要がないため、工程の簡略化、さらにはディスプレイ装置100の大面積化を容易に図ることができる。
以上のようにして、駆動用トランジスタ24に対応して、複数の赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する発光素子1R、1G、1Bが形成される。
In the steps [5] to [7], the first
As described above, a plurality of
[12] 次に、封止基板20を用意し、陰極8と封止基板20との間にエポキシ系の接着剤を介在させた後、この接着剤を乾燥させる。
これにより、エポキシ層35を介して、封止基板20で陰極8を覆うように陰極8と封止基板20とを接合することができる。
この封止基板20は、各発光素子1R、1G、1Bを保護する保護基板としての機能を発揮する。このような封止基板20を、陰極8上に設ける構成とすることで、発光素子1R、1G、1Bが酸素や水分に接触するのをより好適に防止または低減できることから、発光素子1R、1G、1Bの信頼性の向上や、変質・劣化の防止等の効果をより確実に得ることができる。
[12] Next, the sealing substrate 20 is prepared, and an epoxy adhesive is interposed between the
Thereby, the
The sealing substrate 20 exhibits a function as a protective substrate that protects the
以上のような工程を経て、各発光素子1R、1G、1Bが封止基板20により封止されたディスプレイ装置(本発明の表示装置)100が完成される。
このようなディスプレイ装置100(本発明の表示装置)は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図2は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
Through the steps as described above, the display device (display device of the present invention) 100 in which the
Such a display device 100 (the display device of the present invention) can be incorporated into various electronic devices.
FIG. 2 is a perspective view showing the configuration of a mobile (or notebook) personal computer to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100において、表示ユニット1106が備える表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
In this figure, a
In the
図3は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、表示部を備えている。
携帯電話機1200において、この表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a mobile phone (including PHS) to which the electronic apparatus of the present invention is applied.
In this figure, a
In the
図4は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a digital still camera to which the electronic apparatus of the present invention is applied. In this figure, connection with an external device is also simply shown.
Here, an ordinary camera sensitizes a silver halide photographic film with a light image of a subject, whereas a
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ1300において、この表示部が前述のディスプレイ装置100で構成されている。
A display unit is provided on the back of a case (body) 1302 in the
In the
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
A
A
When the photographer confirms the subject image displayed on the display unit and presses the
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、データ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
In the
なお、本発明の電子機器は、図2のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図3の携帯電話機、図4のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の発光素子、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
The electronic apparatus of the present invention includes, for example, a television, a video camera, a viewfinder type, in addition to the personal computer (mobile personal computer) in FIG. 2, the mobile phone in FIG. 3, and the digital still camera in FIG. Monitor direct-view video tape recorder, laptop personal computer, car navigation system, pager, electronic notebook (including communication function), electronic dictionary, calculator, electronic game device, word processor, workstation, video phone, security TV Monitors, electronic binoculars, POS terminals, devices equipped with touch panels (for example, cash dispensers and automatic ticket vending machines for financial institutions), medical devices (for example, electronic thermometers, blood pressure monitors, blood glucose meters, electrocardiographs, ultrasound diagnostic devices, internal Endoscope display device), fish finder, various measuring instruments, Vessels such (e.g., gages for vehicles, aircraft, and ships), a flight simulator, various monitors, and a projection display such as a projector.
The light emitting element, the display device, and the electronic device of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.
例えば、前記実施形態では、表示装置は、青色よりも長波長の光を発光する発光素子として、赤色発光素子および緑色発光素子を備える場合としたが、この場合に限定されず、黄色発光素子や橙色発光素子のような青色よりも長波長の光を発光する発光素子を備えるものであってもよい。この場合、これら黄色発光素子および橙色発光素子に本発明の発光素子が適用される。 For example, in the above-described embodiment, the display device includes a red light emitting element and a green light emitting element as light emitting elements that emit light having a wavelength longer than that of blue. A light emitting element that emits light having a longer wavelength than blue, such as an orange light emitting element, may be provided. In this case, the light emitting element of the present invention is applied to the yellow light emitting element and the orange light emitting element.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
なお、本実施例および比較例は大面積のディスプレイ装置に関するものであり、赤色発光素子および緑色発光素子をインクジェット法で、青色発光素子を高精細マスクによる塗り分けを必要としない真空蒸着法にて形成するものである。まず、実施例1は、前述した本発明の実施形態の具体的実施結果である。次に、比較例1は、赤色発光素子および緑色発光素子をインクジェット法で、青色発光素子を高精細マスクによる塗り分けを必要としない真空蒸着法にて形成する場合に考えられる最も一般的な構造を示す。さらに、比較例2は比較例1において特性の悪かった赤色発光素子および緑色発光素子の特性の改善を企図した構造である。加えて、比較例3は比較例1において特性の悪かった青色発光素子の特性の改善を企図した構造である。
Next, specific examples of the present invention will be described.
In addition, this example and a comparative example are related to a display device with a large area, and a red light emitting element and a green light emitting element are formed by an ink-jet method, and a blue light emitting element is formed by a vacuum deposition method that does not require separate coating with a high-definition mask. To form. First, Example 1 is a specific implementation result of the above-described embodiment of the present invention. Next, Comparative Example 1 is the most common structure that can be considered when a red light emitting element and a green light emitting element are formed by an inkjet method, and a blue light emitting element is formed by a vacuum vapor deposition method that does not require separate coating with a high-definition mask. Indicates. Further, Comparative Example 2 has a structure intended to improve the characteristics of the red light emitting element and the green light emitting element, which have poor characteristics in Comparative Example 1. In addition, Comparative Example 3 has a structure that is intended to improve the characteristics of the blue light-emitting element, which has poor characteristics in Comparative Example 1.
1.表示装置(発光装置)および発光素子の製造
(実施例1)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板321として用意した。次に、この基板321上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極303R、303G、303B/個別電極)を形成した。
そして、陽極303R、303G、303Bが形成された基板321をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
1. Production of display device (light emitting device) and light emitting element (Example 1)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極303R、303G、303Bが形成された基板321上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁(バンク)を形成した。さらに、隔壁が形成された基板321の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極303R、303G、303Bの表面と隔壁の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。続いて、隔壁が形成された基板321の表面を、CF4ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、アクリル系樹脂からなる隔壁の表面のみにCF4ガスが反応して撥液化される。
<2> Next, after an insulating layer made of an acrylic resin is formed by spin coating on the
<3A> 次に、赤色発光素子301Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3B> 次に、緑色発光素子301Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3C> 次に、3A、3Bの各工程で塗布したPEDOT/PSS水分散液を乾燥した後、大気中にて基板321を加熱し、各陽極303R、303G上に、それぞれ、PEDOT/PSSで構成される平均厚さ50nmのイオン伝導性の第2正孔注入層341R、341Gを形成した。
<3A> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the red
<3B> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the green light emitting element 301G was to be formed, using an inkjet method.
<3C> Next, after drying the PEDOT / PSS aqueous dispersion applied in each step of 3A and 3B, the
<4A> 次に、赤色発光素子301Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4B> 次に、緑色発光素子301Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4A> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<4B> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the green light emitting element 301G is to be formed, using an inkjet method. did.
<4C> 次に、4Aおよび4Bの各工程で塗布した上記一般式(5)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板321を加熱した。さらに、基板321の、赤色発光素子301Rおよび緑色発光素子301Gを形成すべき領域をキシレンによってリンスした。これにより、各第2正孔注入層341Rおよび341G上に、それぞれ、上記一般式(5)で表わされる化合物で構成される平均厚さ20nmの中間層342Rおよび342Gを形成した。
<4C> Next, after drying the tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) applied in each step of 4A and 4B, the
<5A> 次に、赤色発光素子301Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(6)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5B> 次に、緑色発光素子301Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(21)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5A> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (6) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<5B> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (21) is applied to the inside of the partition located in the region where the green light emitting element 301G is to be formed using the inkjet method. did.
<5C> 次に、5Aおよび5Bの各工程で塗布した、上記一般式(6)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液と、上記一般式(21)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液とを乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板321を加熱する。これにより、各中間層342Rおよび342G上に、それぞれ、上記一般式(6)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの赤色発光機能層305Rと、上記一般式(21)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの緑色発光機能層305Gとを形成した。
<5C> Next, a tetramethylbenzene solution of a compound represented by the above general formula (6) and a tetramethylbenzene solution of a compound represented by the above general formula (21) applied in each step of 5A and 5B After drying, the
<6> 次に、赤色発光素子301Rを形成すべき領域、緑色発光素子301Gを形成すべき領域および青色発光素子301Bを形成すべき領域に、それぞれ位置する、赤色発光機能層305R、緑色発光機能層305Gおよび陽極303B上に、Cs2CO3を蒸着源として真空蒸着法にて形成した平均厚さ1.0nmのCsを含む蒸着膜を形成し、第1電子注入層361とした。
<6> Next, a red light emitting functional layer 305R, a green light emitting function, which are located in a region where the red
ここで、Csを「含む薄膜」とは、少なくともCs塩を構成する金属材料であるCs単体を含む薄膜となっていることを意味しており、金属含有層が蒸着材料である金属塩を含んでいても良い。発明者は、別途行った予備実験により以下に示すような現象を観察しており、真空蒸着した膜がCs塩のみからなる膜ではなく、Cs単体を含む膜となっていることを間接的に確かめている。 Here, the “thin film” containing Cs means that it is a thin film containing at least Cs, which is a metal material constituting the Cs salt, and the metal-containing layer contains a metal salt that is a vapor deposition material. You can leave. The inventor has observed the following phenomenon in a preliminary experiment separately conducted, and indirectly that the vacuum-deposited film is not a film made of only Cs salt but a film containing Cs alone. I'm sure.
具体的には、Cs2CO3を蒸着源として形成した蒸着膜にAlの蒸着膜を積層したものを大気に曝すと、Alの表面が激しく発砲し、表面に顕著な凹凸が生じることが確認された。蒸着膜としてCs2CO3が成膜されているならば、積層したAl膜に顕著な変化は起きないはずである。これは蒸着膜がCs単体を含むため、大気暴露によって急激にCs単体部が酸化や吸湿をしたためであると考えられる。 Specifically, it is confirmed that when an Al film deposited on a deposition film formed using Cs 2 CO 3 as a deposition source is exposed to the atmosphere, the Al surface violently fires and noticeable irregularities occur on the surface. It was done. If Cs 2 CO 3 is formed as a deposited film, no significant change should occur in the laminated Al film. This is presumably because the vapor deposited film contains Cs alone, and the Cs single part suddenly oxidized or absorbed by exposure to the atmosphere.
<7> 次に、第1電子注入層361上に、真空蒸着法を用いて、上記式(8)で表わされる化合物で構成される平均厚さ5nmの第1正孔注入層344を形成した。
<8> 次に、第1正孔注入層344上に、真空蒸着法を用いて、α−NPDで構成される平均厚さ10nmの正孔輸送層343を形成した。
<9> 次に、正孔輸送層343上に、真空蒸着法を用いて以下に示す青色発光機能層の構成材料で構成される平均厚さ20nmの青色発光機能層305Bを形成した。
ここで、青色発光機能層305Bの構成材料としては、ホスト材料として上記式(11)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として上記式(14)で表わされる化合物を用いた。また、青色発光機能層中のゲスト材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、ホスト材料に対して重量比で5.0%とした。
<7> Next, on the first
<8> Next, on the first
<9> Next, on the
Here, as a constituent material of the blue light emitting
<10> 次に、青色発光機能層305B上に、真空蒸着法を用いて、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)で構成される平均厚さ20nmの電子輸送層362を形成した。
<11> 次に、電子輸送層362上に、真空蒸着法を用いてフッ化リチウム(LiF)で構成される、平均厚さ1.0nmの第2電子注入層363を形成した。
<10> Next, an
<11> Next, a second
<12> 次に、第2電子注入層363上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極308を形成した。
<13> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図5に示すようなボトムエミッション構造の表示装置を製造した。
<12> Next, a
<13> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a display device having a bottom emission structure as shown in FIG. 5 was manufactured.
(比較例1)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板421として用意した。次に、この基板421上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極403R、403G、403B/個別電極)を形成した。
そして、陽極403R、403G、403Bが形成された基板421をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
(Comparative Example 1)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極403R、403G、403Bが形成された基板421上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁を形成した。さらに、隔壁が形成された基板421の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極403R、403G、403Bの表面と隔壁の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。続いて、隔壁が形成された基板421の表面を、CF4ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、アクリル系樹脂からなる隔壁の表面のみにCF4ガスが反応して撥液化される。
<2> Next, after an insulating layer made of an acrylic resin is formed by spin coating on the
<3A> 次に、赤色発光素子401Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3B> 次に、緑色発光素子401Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3C> 次に、青色発光素子401Bを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3D> 次に、3A、3B、3Cの各工程で塗布したPEDOT/PSS水分散液を乾燥した後、大気中にて基板421を加熱し、各陽極403R、403G、403B上に、それぞれ、PEDOT/PSSで構成される平均厚さ50nmのイオン伝導性の第2正孔注入層441R、441G、441Bを形成した。
<3A> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the red
<3B> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the green light emitting element 401G was to be formed, using an inkjet method.
<3C> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the blue light emitting element 401B was to be formed, using an inkjet method.
<3D> Next, after drying the PEDOT / PSS aqueous dispersion applied in each step of 3A, 3B, and 3C, the
<4A> 次に、赤色発光素子401Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4B> 次に、緑色発光素子401Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4A> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<4B> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the green light emitting element 401G is to be formed, using an inkjet method. did.
<4C> 次に、4Aおよび4Bの各工程で塗布した上記一般式(5)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板421を加熱した。さらに、基板421の、赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gを形成すべき領域をキシレンによってリンスした。これにより、各第2正孔注入層441Rおよび441G上に、それぞれ、上記一般式(5)で表わされる化合物で構成される平均厚さ10nmの中間層442Rおよび442Gを形成した。
<4C> Next, after drying the tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) applied in each step of 4A and 4B, the
<5A> 次に、赤色発光素子401Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(6)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5B> 次に、緑色発光素子401Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(21)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5A> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (6) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<5B> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (21) is applied to the inside of the partition located in the region where the green light emitting element 401G is to be formed using the inkjet method. did.
<5C> 次に、青色発光素子401Bを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、α−NPDの1.0wt%テトラリン溶液を塗布した。
<5D> 次に、5A、5Bおよび5Cの各工程で塗布した、上記一般式(6)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液と、上記一般式(21)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液と、α−NPDのテトラリン溶液とを乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板421を加熱する。これにより、各中間層442Rおよび442G上に、それぞれ、上記一般式(6)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの赤色発光機能層405Rと、上記一般式(21)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの緑色発光機能層405Gとを形成した。さらに、第2正孔注入層441B上に、α−NPDで構成される平均厚さ10nmの正孔輸送層443Bを形成した。
<5C> Next, a 1.0 wt% tetralin solution of α-NPD was applied to the inside of the partition located in the region where the blue light emitting element 401B was to be formed, using an inkjet method.
<5D> Next, a tetramethylbenzene solution of the compound represented by the above general formula (6) and a tetramethylbenzene solution of the compound represented by the above general formula (21) applied in each step of 5A, 5B and 5C. After drying the tetralin solution of α-NPD, the
<6> 次に、赤色発光素子401Rを形成すべき領域、緑色発光素子401Gを形成すべき領域および青色発光素子401Bを形成すべき領域に、それぞれ位置する、赤色発光機能層405R、緑色発光機能層405Gおよび正孔輸送層443B上に、真空蒸着法を用いて、以下に示す構成材料で構成される平均厚さ20nmの青色発光機能層405Bを形成した。
<6> Next, a red light emitting functional layer 405R, a green light emitting function, which are located in a region where the red
ここで、青色発光機能層405Bの構成材料としては、ホスト材料として上記式(13)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として上記式(16)で表わされる化合物を用いた。また、青色発光機能層405B中のゲスト材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、ホスト材料に対して重量比で5.0%とした。
Here, as a constituent material of the blue light emitting
<7> 次に、青色発光機能層405B上に、真空蒸着法を用いて、上記一般式(19)で表わされる化合物で構成される平均厚さ20nmの電子輸送層462を形成した。
<8> 次に、電子輸送層462上に、真空蒸着法を用いてフッ化リチウム(LiF)で構成される、平均厚さ0.5nmの第2電子注入層463を形成した。
<9> 次に、第2電子注入層463上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極408を形成した。
<7> Next, an
<8> Next, a second
<9> Next, a
<10> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、実施例1に対して、第1電子注入層361の形成が省略され、正孔輸送層343が形成される代わりに正孔輸送層443Bが形成された、図6に示すようなボトムエミッション構造の表示装置を製造した。
<10> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, the formation of the first
(比較例2)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板521として用意した。次に、この基板521上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極503R、503G、503B/個別電極)を形成した。
そして、陽極503R、503G、503Bが形成された基板521をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
(Comparative Example 2)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極503R、503G、503Bが形成された基板521上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁を形成した。さらに、隔壁が形成された基板521の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極503R、503G、503Bの表面と隔壁の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。続いて、隔壁が形成された基板521の表面を、CF4ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、アクリル系樹脂からなる隔壁の表面のみにCF4ガスが反応して撥液化される。
<2> Next, after an insulating layer made of an acrylic resin is formed by spin coating on the
<3A> 次に、赤色発光素子501Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3B> 次に、緑色発光素子501Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3C> 次に、青色発光素子501Bを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3D> 次に、3A、3B、3Cの各工程で塗布したPEDOT/PSS水分散液を乾燥した後、大気中にて基板521を加熱し、各陽極503R、503G、503B上に、それぞれ、PEDOT/PSSで構成される平均厚さ50nmのイオン伝導性の第2正孔注入層541R、541G、541Bを形成した。
<3A> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the red
<3B> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the green
<3C> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the blue light emitting element 501B was to be formed, using an inkjet method.
<3D> Next, after drying the PEDOT / PSS aqueous dispersion applied in each step of 3A, 3B, and 3C, the
<4A> 次に、赤色発光素子501Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4B> 次に、緑色発光素子501Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4A> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<4B> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the green
<4C> 次に、4Aおよび4Bの各工程で塗布した上記一般式(5)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板521を加熱した。さらに、基板521の、赤色発光素子501Rおよび緑色発光素子501Gを形成すべき領域をキシレンによってリンスした。これにより、各第2正孔注入層541Rおよび541G上に、それぞれ、上記一般式(5)で表わされる化合物で構成される平均厚さ10nmの中間層542Rおよび542Gを形成した。
<4C> Next, after drying the tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) applied in each step of 4A and 4B, the
<5A> 次に、赤色発光素子501Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(6)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5B> 次に、緑色発光素子501Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(21)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5A> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (6) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<5B> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (21) is applied to the inside of the partition located in the region where the green
<5C> 次に、青色発光素子501Bを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、α−NPDの1.0wt%テトラリン溶液を塗布した。
<5D> 次に、5A、5Bおよび5Cの各工程で塗布した、上記一般式(6)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液と、上記一般式(21)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液と、α−NPDのテトラリン溶液とを乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板521を加熱する。これにより、各中間層542Rおよび542G上に、それぞれ、上記一般式(6)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの赤色発光機能層505Rと、上記一般式(21)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの緑色発光機能層505Gとを形成した。さらに、第2正孔注入層541B上に、α−NPDで構成される平均厚さ10nmの正孔輸送層543Bを形成した。
<5C> Next, a 1.0 wt% tetralin solution of α-NPD was applied to the inside of the partition located in the region where the blue light emitting element 501B was to be formed, using an inkjet method.
<5D> Next, a tetramethylbenzene solution of the compound represented by the above general formula (6) and a tetramethylbenzene solution of the compound represented by the above general formula (21) applied in each step of 5A, 5B and 5C. After drying the tetralin solution of α-NPD, the
<6> 次に、赤色発光素子501Rを形成すべき領域、緑色発光素子501Gを形成すべき領域および青色発光素子501Bを形成すべき領域に、それぞれ位置する、赤色発光機能層505R、緑色発光機能層505Gおよび正孔輸送層543B上に、Cs2CO3を蒸着源として真空蒸着法にて形成した平均厚さ1.0nmのCsを含む蒸着膜を形成し、第1電子注入層561とした。
<6> Next, a red light emitting functional layer 505R, a green light emitting function, which are located in a region where the red
<7> 次に、第1電子注入層561上に、真空蒸着法を用いて、以下に示す構成材料で構成される平均厚さ20nmの青色発光機能層505Bを形成した。
ここで、青色発光機能層505Bの構成材料としては、ホスト材料として上記式(13)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として上記式(16)で表わされる化合物を用いた。また、青色発光機能層505B中のゲスト材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、ホスト材料に対して重量比で5.0%とした。
<7> Next, on the 1st
Here, as a constituent material of the blue light emitting
<8> 次に、青色発光機能層505B上に、真空蒸着法を用いて、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)で構成される平均厚さ20nmの電子輸送層562を形成した。
<9> 次に、電子輸送層562上に、真空蒸着法を用いてフッ化リチウム(LiF)で構成される、平均厚さ1.0nmの第2電子注入層563を形成した。
<8> Next, an
<9> Next, on the
<10> 次に、第2電子注入層563上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極508を形成した。
<11> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、実施例1に対して、正孔輸送層343が形成される代わりに正孔輸送層543Bが形成された、図7に示すようなボトムエミッション構造の表示装置を製造した。
<10> Next, a
<11> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a bottom emission structure display device as shown in FIG. 7 in which the
(比較例3)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板621として用意した。次に、この基板621上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極603R、603G、603B/個別電極)を形成した。
そして、陽極603R、603G、603Bが形成された基板621をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
(Comparative Example 3)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極603R、603G、603Bが形成された基板621上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁を形成した。さらに、隔壁が形成された基板621の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極603R、603G、603Bの表面と隔壁の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。続いて、隔壁が形成された基板621の表面を、CF4ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、アクリル系樹脂からなる隔壁の表面のみにCF4ガスが反応して撥液化される。
<2> Next, after an insulating layer made of an acrylic resin is formed by spin coating on the
<3A> 次に、赤色発光素子601Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3B> 次に、緑色発光素子601Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。
<3C> 次に、3A、3Bの各工程で塗布したPEDOT/PSS水分散液を乾燥した後、大気中にて基板621を加熱し、各陽極603R、603G上に、それぞれ、PEDOT/PSSで構成される平均厚さ50nmのイオン伝導性の第2正孔注入層641R、641Gを形成した。
<3A> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the red light emitting element 601R was to be formed, using an inkjet method.
<3B> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the green
<3C> Next, after drying the PEDOT / PSS aqueous dispersion applied in each step of 3A and 3B, the
<4A> 次に、赤色発光素子601Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4B> 次に、緑色発光素子601Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<4A> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the red light emitting element 601R is to be formed, using an inkjet method. did.
<4B> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the green
<4C> 次に、4Aおよび4Bの各工程で塗布した上記一般式(5)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板621を加熱した。さらに、基板621の、赤色発光素子601Rおよび緑色発光素子601Gを形成すべき領域をキシレンによってリンスした。これにより、各第2正孔注入層641Rおよび641G上に、それぞれ、上記一般式(5)で表わされる化合物で構成される平均厚さ10nmの中間層642Rおよび642Gを形成した。
<4C> Next, after drying the tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) applied in each step of 4A and 4B, the
<5A> 次に、赤色発光素子601Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(6)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5B> 次に、緑色発光素子601Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(21)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。
<5A> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (6) is applied to the inside of the partition located in the region where the red light emitting element 601R is to be formed, using an inkjet method. did.
<5B> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (21) is applied to the inside of the partition located in the region where the green
<5C> 次に、5Aおよび5Bの各工程で塗布した、上記一般式(6)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液と、上記一般式(21)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液とを乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板621を加熱する。これにより、各中間層642Rおよび642G上に、それぞれ、上記一般式(6)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの赤色発光機能層605Rと、上記一般式(21)で表わされる化合物で構成される平均厚さ60nmの緑色発光機能層605Gとを形成した。
<5C> Next, a tetramethylbenzene solution of a compound represented by the above general formula (6) and a tetramethylbenzene solution of a compound represented by the above general formula (21) applied in each step of 5A and 5B After drying, the
<6> 次に、赤色発光素子601Rを形成すべき領域、緑色発光素子601Gを形成すべき領域および青色発光素子601Bを形成すべき領域に、それぞれ位置する、赤色発光機能層605R、緑色発光機能層605Gおよび陽極603B上に、真空蒸着法を用いて、上記式(8)で表わされる化合物で構成される平均厚さ5nmの第1正孔注入層644を形成した。
<6> Next, a red light emitting functional layer 605R, a green light emitting function, which are located in a region where the red light emitting element 601R is to be formed, a region where the green
<7> 次に、第1正孔注入層644上に、真空蒸着法を用いて、α−NPDで構成される平均厚さ10nmの正孔輸送層643を形成した。
<8> 次に、正孔輸送層643上に、真空蒸着法を用いて以下に示す構成材料で構成される平均厚さ20nmの青色発光機能層605Bを形成した。
ここで、青色発光機能層605Bの構成材料としては、ホスト材料として上記式(13)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として上記式(16)で表わされる化合物を用いた。また、青色発光機能層中のゲスト材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、ホスト材料に対して重量比で5.0%とした。
<7> Next, a
<8> Next, on the
Here, as a constituent material of the blue light emitting functional layer 605B, a compound represented by the above formula (13) was used as a host material, and a compound represented by the above formula (16) was used as a guest material. The content (dope concentration) of the guest material (dopant) in the blue light emitting functional layer was 5.0% by weight with respect to the host material.
<9> 次に、青色発光機能層605B上に、真空蒸着法を用いて、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)で構成される平均厚さ20nmの電子輸送層662を形成した。
<10> 次に、電子輸送層662上に、真空蒸着法を用いてフッ化リチウム(LiF)で構成される、平均厚さ1.0nmの第2電子注入層663を形成した。
<9> Next, an
<10> Next, a second
<11> 次に、第2電子注入層663上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極608を形成した。
<12> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、実施例1に対して、第1電子注入層361の形成が省略された、図8に示すようなボトムエミッション構造の表示装置を製造した。
<11> Next, a
<12> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a display device having a bottom emission structure as shown in FIG. 8 in which the formation of the first
(比較例4R)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板721として用意した。次に、この基板721上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極703R)を形成した。
そして、陽極703Rが形成された基板721をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
(Comparative Example 4R)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極703Rが形成された基板721上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁(バンク)を形成した。さらに、隔壁が形成された基板721の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極703Rの表面と隔壁の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。続いて、隔壁が形成された基板721の表面を、CF4ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、アクリル系樹脂からなる隔壁の表面のみにCF4ガスが反応して撥液化される。
<2> Next, after an insulating layer made of an acrylic resin is formed on the
<3> 次に、赤色発光素子701Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。さらに、塗布したPEDOT/PSS水分散液を乾燥した後、大気中にて基板721を加熱し、陽極703R上に、PEDOT/PSSで構成される平均厚さ50nmのイオン伝導性の第2正孔注入層741Rを形成した。
<3> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the red
<4> 次に、赤色発光素子701Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。さらに、塗布した上記一般式(5)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板721を加熱した。続いて、基板721の、赤色発光素子701Rを形成すべき領域をキシレンによってリンスした。これにより、各第2正孔注入層741R上に、上記一般式(5)で表わされる化合物で構成される平均厚さ20nmの中間層742Rを形成した。
<4> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<5> 次に、赤色発光素子701Rを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(6)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。さらに、塗布した上記一般式(6)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板721を加熱する。これにより、各中間層742R上に、上記一般式(6)で表わされる化合物で構成される平均厚さ80nmの赤色発光機能層705Rを形成した。
<5> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (6) is applied to the inside of the partition located in the region where the red
<6> 次に、赤色発光機能層705R上に、Cs2CO3を蒸着源として真空蒸着法にて形成した平均厚さ1.0nmのCsを含む蒸着膜を形成し、第2電子注入層763とした。
<7> 次に、第2電子注入層763上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極708を形成した。
<6> Next, a vapor deposition film containing Cs having an average thickness of 1.0 nm formed by vacuum vapor deposition using Cs 2 CO 3 as a vapor deposition source is formed on the red light emitting
<7> Next, a
<8> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図9に示すようなボトムエミッション構造の赤色発光素子701Rを製造した。この赤色発光素子701Rは、実施例1の赤色発光素子301R、比較例1の赤色発光素子401R、比較例2の赤色発光素子501Rおよび比較例3の赤色発光素子601Rの特性を規格化するために用いた。
<8> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a red
(比較例4G)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板821として用意した。次に、この基板821上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極803G)を形成した。
そして、陽極803Gが形成された基板821をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
(Comparative Example 4G)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極803Gが形成された基板821上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁(バンク)を形成した。さらに、隔壁が形成された基板821の表面を、まずO2ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより陽極803Gの表面と隔壁の表面(壁面を含む)が活性化され親液化する。続いて、隔壁が形成された基板821の表面を、CF4ガスを処理ガスとしてプラズマ処理する。これにより、アクリル系樹脂からなる隔壁の表面のみにCF4ガスが反応して撥液化される。
<2> Next, an insulating layer made of an acrylic resin is formed on the
<3> 次に、緑色発光素子801Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、1.0wt%PEDOT/PSS水分散液を塗布した。さらに、塗布したPEDOT/PSS水分散液を乾燥した後、大気中にて基板821を加熱し、陽極803G上に、PEDOT/PSSで構成される平均厚さ50nmのイオン伝導性の第2正孔注入層841Gを形成した。
<3> Next, a 1.0 wt% PEDOT / PSS aqueous dispersion was applied to the inside of the partition located in the region where the green
<4> 次に、緑色発光素子801Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(5)で表わされる化合物の1.5wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。さらに、塗布した上記一般式(5)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板821を加熱した。続いて、基板821の、緑色発光素子801Gを形成すべき領域をキシレンによってリンスした。これにより、各第2正孔注入層841G上に、上記一般式(5)で表わされる化合物で構成される平均厚さ20nmの中間層842Gを形成した。
<4> Next, a 1.5 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (5) is applied to the inside of the partition located in the region where the green
<5> 次に、緑色発光素子801Gを形成すべき領域に位置する隔壁の内側に、インクジェット法を用いて、上記一般式(21)で表わされる化合物の1.2wt%テトラメチルベンゼン溶液を塗布した。さらに、塗布した上記一般式(21)で表わされる化合物のテトラメチルベンゼン溶液を乾燥した後、窒素雰囲気中にて基板821を加熱する。これにより、各中間層842G上に、上記一般式(21)で表わされる化合物で構成される平均厚さ80nmの緑色発光機能層805Gを形成した。
<5> Next, a 1.2 wt% tetramethylbenzene solution of the compound represented by the general formula (21) is applied to the inside of the partition located in the region where the green
<6> 次に、緑色発光機能層805G上に、Cs2CO3を蒸着源として真空蒸着法にて形成した平均厚さ1.0nmのCsを含む蒸着膜を形成し、第2電子注入層863とした。
<7> 次に、第2電子注入層863上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極808を形成した。
<6> Next, a vapor deposition film containing Cs having an average thickness of 1.0 nm formed by vacuum vapor deposition using Cs 2 CO 3 as a vapor deposition source is formed on the green light emitting
<7> Next, a
<8> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図10に示すようなボトムエミッション構造の緑色発光素子801Gを製造した。この緑色発光素子801Gは、実施例1の緑色発光素子301G、比較例1の緑色発光素子401G、比較例2の緑色発光素子501Gおよび比較例3の緑色発光素子601Gの特性を規格化するために用いた。
<8> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a green
(比較例4B)
<1> まず、平均厚さ1.0mmの透明なガラス基板を基板921として用意した。次に、この基板921上に、スパッタ法により、平均厚さ50nmのITO膜を形成した後、このITO膜をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることでITO電極(陽極903B)を形成した。
そして、陽極903Bが形成された基板921をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
(Comparative Example 4B)
<1> First, a transparent glass substrate having an average thickness of 1.0 mm was prepared as the
Then, the
<2> 次に、陽極903Bが形成された基板921上に、スピンコート法により、アクリル系樹脂で構成される絶縁層を形成した後、この絶縁層をフォトリソグラフィー法を用いてITO電極を露出するようにパターニングすることで隔壁(バンク)を形成した。
<3> 次に、青色発光素子901Bを形成すべき領域に位置する隔壁の内側で露出する陽極903B上に、真空蒸着法を用いて、上記式(8)で表わされる化合物で構成される平均厚さ5nmの第1正孔注入層944Bを形成した。
<2> Next, an insulating layer made of an acrylic resin is formed on the
<3> Next, on the
<4> 次に、第1正孔注入層944B上に、真空蒸着法を用いて、α−NPDで構成される平均厚さ10nmの正孔輸送層943Bを形成した。
<5> 次に、正孔輸送層943B上に、真空蒸着法を用いて以下に示す構成材料で構成される平均厚さ20nmの青色発光機能層905Bを形成した。
ここで、青色発光機能層905Bの構成材料としては、ホスト材料として上記式(13)で表わされる化合物を用い、ゲスト材料として上記式(16)で表わされる化合物を用いた。また、青色発光機能層中のゲスト材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、ホスト材料に対して重量比で5.0%とした。
<4> Next, a
<5> Next, on the
Here, as a constituent material of the blue light emitting
<6> 次に、青色発光機能層905B上に、真空蒸着法を用いて、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq3)で構成される平均厚さ20nmの電子輸送層962を形成した。
<7> 次に、電子輸送層962上に、真空蒸着法を用いてフッ化リチウム(LiF)で構成される、平均厚さ1.0nmの第2電子注入層963を形成した。
<6> Next, an
<7> Next, a second
<8> 次に、第2電子注入層963上に、真空蒸着法を用いてAlで構成される、平均厚さ100nmの陰極908を形成した。
<9> 次に、形成した各層を覆うように、ガラス製の保護カバー(封止部材)を被せ、エポキシ樹脂により固定、封止した。
以上の工程により、図11に示すようなボトムエミッション構造の青色発光素子901Bを製造した。この青色発光素子901Bは、実施例1の青色発光素子301B、比較例1の青色発光素子401B、比較例2の青色発光素子501Bおよび比較例3の青色発光素子601Bの特性を規格化するために用いた。
<8> Next, a
<9> Next, a glass protective cover (sealing member) was placed over the formed layers, and fixed and sealed with an epoxy resin.
Through the above steps, a blue
2.評価
実施例および各比較例の表示装置および発光素子について、それぞれ、輝度が10cd/m2となるように発光素子に定電流を流し、このときに発光する発光素子の光の色を目視にて観察した。
ここで、10cd/m2という低輝度の値を選んだ理由は、本発明の実施例の各発光素子および各比較例の各発光素子において、例え高輝度側(高電流密度側)で所望の発光色が得られたとしても、低輝度側(低電流密度側)に行くにつれて発光色が変化し、低輝度側(低電流密度側)では所望の発光色が得られない場合があったためである。逆に、低輝度側(低電流密度側)で所望の発光色が得られれば、高輝度側(高電流密度側)でも問題なく所望の発光色が得られた。なお、ここで所望の発光色が得られるとは、赤色発光素子では赤色発光が、緑色発光素子では緑色発光が、青色発光素子では青色発光が得られることを指す。
2. Evaluation With respect to the display devices and light emitting elements of Examples and Comparative Examples, a constant current was passed through the light emitting elements so that the luminance was 10 cd / m 2, and the color of the light emitted from the light emitting elements was visually observed. Observed.
Here, the reason why the low luminance value of 10 cd / m 2 is selected is that, for each light emitting element of the embodiment of the present invention and each light emitting element of each comparative example, a desired value is obtained on the high luminance side (high current density side). Even if the emission color is obtained, the emission color changes as it goes to the low luminance side (low current density side), and the desired emission color may not be obtained on the low luminance side (low current density side). is there. On the contrary, if a desired emission color is obtained on the low luminance side (low current density side), the desired emission color can be obtained on the high luminance side (high current density side) without any problem. Here, obtaining a desired emission color means that red emission is obtained with a red light emitting element, green emission is obtained with a green light emitting element, and blue emission is obtained with a blue light emitting element.
また、実施例および各比較例の表示装置および発光素子について、それぞれ、輝度が1,000cd/m2となるように発光素子に定電流を流し、発光素子にかかる電圧、発光素子から放出された光の電流効率を測定した。
さらに、実施例および各比較例の表示装置および発光素子について、それぞれ、初期輝度が1,000cd/m2となるように発光素子に定電流を流し、初期輝度の80%となるまでの時間(LT80)を測定した。
そして、実施例1、比較例1、2、3については、比較例4R、4G、4Bで測定された測定値を基準として規格した値を求めた。
これらの結果を表1に示す。
In addition, for the display devices and the light emitting elements of the examples and the comparative examples, a constant current was passed through the light emitting elements so that the luminance was 1,000 cd / m 2, and the voltage applied to the light emitting elements and the light emitting elements were emitted from the light emitting elements The current efficiency of light was measured.
Furthermore, with respect to the display devices and the light emitting elements of the examples and the comparative examples, a constant current was passed through the light emitting elements so that the initial luminance was 1,000 cd / m 2, and the time until the initial luminance reached 80% of the initial luminance ( LT80) was measured.
And about Example 1, Comparative Examples 1, 2, and 3, the value normalized on the basis of the measured value measured by Comparative Example 4R, 4G, 4B was calculated | required.
These results are shown in Table 1.
表1から明らかなように、実施例の表示装置において、これらが備える発光素子は、赤色発光素子301Rでは赤色発光機能層305Rと青色発光機能層305Bとの間に、緑色発光素子301Gでは緑色発光機能層305Gと青色発光機能層305Bとの間に、青色発光素子301Bでは陽極303Bと青色発光機能層305Bとの間に、それぞれ、キャリア選択層として第1電子注入層361と第1正孔注入層344と正孔輸送層343とが介挿される構成となっていることにより、赤色発光素子301Rでは赤色発光機能層305Rが、緑色発光素子301Gでは緑色発光機能層305Gが、青色発光素子301Bでは青色発光機能層305Bが、それぞれ、選択的に発光した。その結果、赤色、緑色および青色の各発光素子301R、301G、301Bにおいて、それぞれ、高い色純度の赤色発光、緑色発光および青色発光が得られた。また、赤色、緑色および青色の発光素子301R、301G、301Bすべてにおいて、実施例1では0.87以上という高い規格化電流効率が得られ、発光効率に優れた素子となった。さらに、赤色、緑色および青色の発光素子301R、301G、301Bすべてにおいて、実施例1では0.70以上という優れた規格化寿命が得られ、長寿命化が図られたものとなった。加えて、赤色および緑色の発光素子301R、301Gの規格化電圧は、実施例1では1.16以下に抑えられており、駆動電圧の観点からも優れた特性が得られた。
As is apparent from Table 1, in the display device of the example, the light emitting elements included in these are the red
実施例1に対して、比較例1の表示装置では、第1電子注入層361と第1正孔注入層344と正孔輸送層343との介挿が省略されている。このため、赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gでは、それぞれ、青色発光機能層405Bから赤色発光機能層405Rおよび緑色発光機能層405Gへの電子の注入が円滑に行われず、その結果、赤色および緑色の他に、青色が発光してしまう結果となった。これによって、赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gにおいて、それぞれ、赤色および緑色の色純度が大幅に低下した。これは、比較例1の赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gにおいて、青色発光機能層405Bから、赤色発光機能層405Rもしくは緑色発光機能層405Gへの電子注入性が不十分であるため、赤色発光機能層405Rもしくは緑色発光機能層405Gのみならず、青色発光機能層405Bも同時に発光したためである。
In contrast to Example 1, in the display device of Comparative Example 1, the insertion of the first
さらに、比較例1の赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gの規格化寿命(LT80)が、それぞれ、0.13および0.38と低い値を示した。これは、比較例1の赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gにおいて、青色発光機能層405Bから、赤色発光機能層405Rもしくは緑色発光機能層405Gへの電子注入性が不十分であるため、赤色発光機能層405Rもしくは緑色発光機能層405Gの陰極408側界面の電子による劣化が大きかったためだと考えられる。
Further, the normalized lifetimes (LT80) of the red
また、比較例1の青色発光素子401Bの規格化寿命も0.29と低い値となった。これは、比較例1の青色発光素子401Bの正孔輸送層443Bをインクジェット法で成膜したためである。つまり、真空蒸着法のような気相プロセスを用いれば、正孔輸送層443Bの陰極408側界面を、真空以外の雰囲気にさらすことなく、次の青色発光機能層405Bの成膜を連続的に行うことができるが、インクジェット法のような液相プロセスを用いると、正孔輸送層443Bの成膜は真空雰囲気で行うことが困難であるため、正孔輸送層443Bの成膜は真空以外の雰囲気(例えば大気や窒素)で行うことになり、少なくとも正孔輸送層443Bの陰極408側界面は真空以外の雰囲気にさらされることになる。このように液相プロセスを用いて正孔輸送層443Bを成膜した場合、正孔輸送層443Bの陰極408側界面が汚染され易くなり、これが青色発光素子401Bの寿命を短くする。また、液相プロセスで正孔輸送層443Bの成膜を行う場合、正孔輸送材料を溶媒に溶解させた溶液を成膜に用いるため、正孔輸送層443B内に極微量の溶媒が残留し、これが正孔輸送層443B全体を汚染するため、青色発光素子401Bの寿命を短くなる。
Further, the normalized lifetime of the blue light emitting element 401B of Comparative Example 1 was a low value of 0.29. This is because the
これに対して、実施例1の青色発光素子301Bの規格化寿命は0.92と高い値となった。これは、液相プロセスを用いた正孔輸送層および正孔注入層の形成が省略されたことに起因して、これらを形成することによる汚染が解消されたことによると推察される。
加えて、比較例1の赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gの規格化電圧が1.25および1.27と高い値を示した。これは、比較例1の赤色発光素子401Rおよび緑色発光素子401Gにおいて、青色発光機能層405Bから、赤色発光機能層405Rもしくは緑色発光機能層405Gへの電子注入性が不十分であるため、赤色発光機能層405Rおよび緑色発光機能層405Gの陰極408側界面での電子に対するエネルギー障壁が高いという状態が生じ、その結果、駆動電圧が2割以上上昇するという結果になったと考えられる。
In contrast, the normalized lifetime of the blue
In addition, the normalized voltages of the red
また、比較例2の表示装置では、実施例1に対して、第1正孔注入層344および正孔輸送層343の介挿が省略されている。しかしながら、赤色発光素子501Rおよび緑色発光素子501Gにおいて、青色発光機能層505Bと赤色発光機能層505Rおよび緑色発光機能層505Gの間に第1電子注入層561が存在しているため、青色発光機能層505Bから赤色発光機能層505Rおよび緑色発光機能層505Gへの電子の注入が円滑に行われ、その結果、赤色発光素子501Rでは赤色発光機能層505Rのみが、緑色発光素子501Gでは緑色発光機能層505Gのみが、選択的に発光し、青色発光機能層505Bの発光を抑制することができた。但し、青色発光素子501Bにおいて、第1電子注入層561が青色発光機能層505Bに接する構造となっているため、この第1電子注入層561が青色発光機能層505Bの発光を阻害し、このため、規格化電流効率と規格化寿命が極端に低い値となり、実用レベルの特性に程遠い結果となった。
Further, in the display device of Comparative Example 2, the insertion of the first
また、比較例3の表示装置では、実施例1に対して、第1電子注入層361の介挿が省略されている。
このため、赤色発光素子601Rにおいて、青色発光機能層605Bから正孔輸送層643への電子注入、および正孔輸送層643から赤色発光機能層605Rへの電子の注入が円滑に行われない。このため、赤色発光機能層605Rはほとんど発光せず、青色発光機能層605Bが強く発光してしまう結果となった。
Further, in the display device of Comparative Example 3, the insertion of the first
For this reason, in the red light emitting element 601R, electrons are not smoothly injected from the blue light emitting functional layer 605B to the
同様に、比較例3の表示装置の緑色発光素子601Gにおいて、青色発光機能層605Bから正孔輸送層643への電子注入、および正孔輸送層643から緑色発光機能層605Gへの電子の注入が円滑に行わない。このため、緑色発光機能層605Gはほとんど発光せず、青色発光機能層605Bが強く発光してしまう結果となった。
つまり、比較例3の表示装置では、赤色発光素子601Rと緑色発光素子601Gと青色発光素子601Bの全てが青色に発光した。
Similarly, in the green
That is, in the display device of Comparative Example 3, all of the red light emitting element 601R, the green
以上の実施例と各比較例の結果をまとめると以下の通り。まず、赤色発光素子と緑色発光素子において、所望の発光色および0.60以上の実用レベルの規格化寿命が得られたのは、実施例1および比較例2である。しかしながら、比較例2の青色発光素子501Bの電流効率は極端に低く、寿命も極端に短かったため、比較例2は表示装置として実用レベルに達しなかった。 The results of the above examples and comparative examples are summarized as follows. First, in the red light emitting element and the green light emitting element, it was in Example 1 and Comparative Example 2 that a desired emission color and a practical life of 0.60 or more were obtained. However, the current efficiency of the blue light emitting element 501B of Comparative Example 2 was extremely low and the lifetime was extremely short, so Comparative Example 2 did not reach a practical level as a display device.
次に、青色発光素子において、所望の発光色および0.60以上の実用レベルの規格化寿命が得られたのは、実施例1および比較例3である。しかしながら、比較例3の赤色発光素子601Rと緑色発光素子601Gは、青色に発光したため、表示装置として実用レベルに達しなかった。
以上より、表示装置として実用レベルに達したのは、実施例1のみであった。
Next, in the blue light-emitting element, it was in Example 1 and Comparative Example 3 that a desired emission color and a standardized lifetime of 0.60 or more were obtained. However, since the red light emitting element 601R and the green
As described above, only Example 1 has reached a practical level as a display device.
なお、本発明の実施例1の赤色発光素子301R、緑色発光素子301Gおよび青色発光素子301Bの全てにおいて、所望の色が得られたのは、第1電子注入層361と第1正孔注入層344と正孔輸送層343との積層体がキャリア選択層として機能したためである。また、本発明の実施例1の赤色発光素子301Rおよび緑色発光素子301Gにおいて、0.60以上の実用レベルの規格化寿命が得られたのも、第1電子注入層361と第1正孔注入層344と正孔輸送層343との積層体がキャリア選択層として機能したためである。さらに、本発明の実施例の青色発光素子301Bにおいて、0.60以上の実用レベルの規格化寿命が得られたのは、第1電子注入層361と第1正孔注入層344と正孔輸送層343との積層体がキャリア選択層として機能し、且つ、第1電子注入層361と陽極303Bとを、これら同士が接触するように真空蒸着法によって成膜したためである。
In all of the red
(変形例1)
本実施形態では、発光素子1R、1Gおよび1Bに対して本発明の発光素子を適用して、発光素子1Rおよび1Gの第3の層が、それぞれ、赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gであり、且つ、発光素子1Rおよび1Gの第1の層が青色発光機能層5Bである場合について説明した。しかしながら、本発明の適用範囲は、かかる場合に限定されず、発光素子1Rおよび1Gの第3の層と第1の層が、それぞれ、異なる発光色の発光機能層であれば良く、例えば、発光素子1Rおよび1Gの第3の層が、それぞれ、黄色および橙色、第1の層が緑色を発光するものであっても良い。この場合、発光素子1Rは赤色発光機能層5Rに代えて黄色発光機能層を備え、発光素子1Gは緑色発光機能層5Gに代えて橙色発光機能層を備えるものとなる。さらに、発光素子1Rおよび1Gは、青色発光機能層5Bに代えて緑色発光機能層を備えるものとなる。
ただし、本実施形態のように、発光素子1Rおよび1Gの、それぞれの第3の層に赤色発光機能層5Rおよび緑色発光機能層5Gを、第1の層に青色発光機能層5Bを、適用することが好ましい。
(Modification 1)
In the present embodiment, the light-emitting elements of the present invention are applied to the light-emitting
However, as in the present embodiment, the red light emitting
(変形例2)
本実施形態では、ディスプレイ装置100を、基板21側から光を取り出すボトムエミッション構造のディスプレイパネルに適用した場合について説明したが、これに限定されず、封止基板20側から光を取り出すトップエミッション構造のディスプレイパネルにも適用することが可能である。これによって、ディスプレイ装置100の色再現範囲を向上させることができる。
(Modification 2)
In the present embodiment, the case where the
(変形例3)
本実施形態では、ディスプレイ装置100の光R、G、Bを基板21側から透過させるにあたって、それぞれの光に対応したカラーフィルタ(色変換層)を設けていないが、基板21に接する面もしくは基板21内に、各サブ画素100R、100G、100Bに対応して設けられたカラーフィルタを有する構造としても良い。これによって、ディスプレイ装置100の色再現範囲を向上させることができる。
(Modification 3)
In the present embodiment, when the light R, G, B of the
1R、301R、401R、501R、601R、701R……赤色発光素子 1G、301G、401G、501G、601G、801G……緑色発光素子 1B、301B、401B、501B、601B、901B、2101B、2201B……青色発光素子
3R、3G、3B、303R、303G、303B、403R、403G、403B、503R、503G、503B、603R、603G、603B、703R、803G、903B、2103B、2203B……陽極 41R、41G、41B、341R、341G、341B、441R、441G、441B、541R、541G、541B、641R、641G、641B、741R、841G、941B、2141B、2241B……第2正孔注入層 42R、42G、342R、342G、442R、442G、542R、542G、642R、642G、742R、842G……中間層 43、343、443B、543B、643、943B、2143B、2243B……正孔輸送層 44、344、644、944B……第1正孔注入層 46……キャリア選択層 5R、305R、405R、505R、605R、705R……赤色発光機能層 5G、305G、405G、505G、605G、805G……緑色発光機能層 5B、305B、405B、505B、605B、905B、2105B、2205B……青色発光機能層 61、361、561、2261B……第1電子注入層 63、363、463、563、663、763、863、963、2163、2263……第2電子注入層 62、362、462、562、662、962、2162、2262……電子輸送層 8、308、408、508、608、708、808、908、2108、2208……陰極 100……ディスプレイ装置 100R、100G、100B……サブ画素 20……封止基板 21、321、421、521、621、721、821、921、2121、2221……基板 22……平坦化層 24……駆動用トランジスタ 241……半導体層 242……ゲート絶縁層 243……ゲート電極 244……ソース電極 245……ドレイン電極 27……配線 31……隔壁 35……エポキシ層 1100……パーソナルコンピュータ 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット 1200……携帯電話機 1202……操作ボタン 1204……受話口 1206……送話口 1300……ディジタルスチルカメラ 1302……ケース(ボディー) 1304……受光ユニット 1306……シャッタボタン 1308……回路基板 1312……ビデオ信号出力端子 1314……データ通信用の入出力端子 1430……テレビモニタ 1440……パーソナルコンピュータ
1R, 301R, 401R, 501R, 601R, 701R ... Red
Claims (12)
金属酸化物を主材料として構成される陽極と、
前記陽極と前記陰極との間に設けられた青色の光を発光する機能を有する青色発光機能層と、
前記青色発光機能層と前記陽極との間に、前記青色発光層機能層側から、正孔輸送層と正孔注入層と電子注入層とがこの順で積層されたキャリア選択層とを有し、
該キャリア選択層は、前記電子注入層側で、前記陽極と接触するように設けられていることを特徴とする発光素子。 A cathode,
An anode composed mainly of a metal oxide,
A blue light emitting functional layer having a function of emitting blue light provided between the anode and the cathode;
Between the blue light emitting functional layer and the anode, from the blue light emitting layer functional layer side, there is a carrier selection layer in which a hole transport layer, a hole injection layer, and an electron injection layer are laminated in this order. ,
The light-emitting element, wherein the carrier selection layer is provided on the electron injection layer side so as to be in contact with the anode.
前記長波長光発光素子は、前記陰極と、前記青色発光機能層と、前記キャリア選択層と、前記陽極を有し、
さらに、前記キャリア選択層と前記陽極との間に設けられた青色よりも長波長の光を発光する機能を有する長波長光発光機能層とを有することを特徴とする表示装置。 A light emitting device according to any one of claims 1 to 5 and a long wavelength light emitting device that emits light having a longer wavelength than blue,
The long-wavelength light emitting device has the cathode, the blue light emitting functional layer, the carrier selection layer, and the anode,
The display device further comprises a long-wavelength light emitting functional layer having a function of emitting light having a longer wavelength than blue provided between the carrier selection layer and the anode.
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