JP2014127303A - 有機ｅｌデバイスの製造方法 - Google Patents
有機ｅｌデバイスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014127303A JP2014127303A JP2012282162A JP2012282162A JP2014127303A JP 2014127303 A JP2014127303 A JP 2014127303A JP 2012282162 A JP2012282162 A JP 2012282162A JP 2012282162 A JP2012282162 A JP 2012282162A JP 2014127303 A JP2014127303 A JP 2014127303A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic
- oled
- electrode
- forming
- transport layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 claims description 19
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 claims description 19
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 72
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 29
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 abstract description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K tri(quinolin-8-yloxy)alumane Chemical compound [Al+3].C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1.C1=CN=C2C([O-])=CC=CC2=C1 TVIVIEFSHFOWTE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 10
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 9
- 101100069853 Caenorhabditis elegans hil-3 gene Proteins 0.000 description 8
- 102100030205 Echinoderm microtubule-associated protein-like 6 Human genes 0.000 description 5
- 101001011835 Homo sapiens Echinoderm microtubule-associated protein-like 6 Proteins 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- -1 poly (arylene ether ketone Chemical class 0.000 description 3
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 3
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- VQGHOUODWALEFC-UHFFFAOYSA-N 2-phenylpyridine Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 VQGHOUODWALEFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001621 AMOLED Polymers 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 2
- OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-n-[4-[4-(n-(3-methylphenyl)anilino)phenyl]phenyl]-n-phenylaniline Chemical compound CC1=CC=CC(N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(=CC=2)N(C=2C=CC=CC=2)C=2C=C(C)C=CC=2)=C1 OGGKVJMNFFSDEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BGGDZDRRHQTSPV-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-n,n-diphenylaniline Chemical compound C1=CC(C=C)=CC=C1N(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 BGGDZDRRHQTSPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101100069857 Caenorhabditis elegans hil-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000255969 Pieris brassicae Species 0.000 description 1
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000319 biphenyl-4-yl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1C1=C([H])C([H])=C([*])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000005267 main chain polymer Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001792 phenanthrenyl group Chemical class C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C=CC12)* 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000005266 side chain polymer Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】 ＯＬＥＤの有機薄膜の成膜方法において、塗布法と蒸着法があり、塗布法は生産性を考慮した場合は好適であるが、発光効率は蒸着法より劣っている。このため現状のＯＬＥＤの生産においてはデバイスの性能を維持しつつ、生産性を高めることが重要な課題となっている。
【解決手段】 基板上に第１電極を所望のパターンに形成する工程と、該第１電極上に正孔注入層および第１正孔輸送層をそれぞれ塗布法により形成する工程と、該第１正孔輸送層上に蒸着法により第２正孔輸送層を形成する工程と、該第２正孔輸送層上に発光層、電子輸送層および第２電極を積層する工程と、を具備し、厚い膜厚を必要とする第１正孔輸送層の成膜には塗布法を用いてタクトの短縮を図り、膜厚の制御精度を必要とする薄い第２正孔輸送層の成膜には蒸着法を用いて精密に制御し、ＯＬＥＤデバイス性能の確保と生産性の向上を両立させる。
【選択図】 図１
【解決手段】 基板上に第１電極を所望のパターンに形成する工程と、該第１電極上に正孔注入層および第１正孔輸送層をそれぞれ塗布法により形成する工程と、該第１正孔輸送層上に蒸着法により第２正孔輸送層を形成する工程と、該第２正孔輸送層上に発光層、電子輸送層および第２電極を積層する工程と、を具備し、厚い膜厚を必要とする第１正孔輸送層の成膜には塗布法を用いてタクトの短縮を図り、膜厚の制御精度を必要とする薄い第２正孔輸送層の成膜には蒸着法を用いて精密に制御し、ＯＬＥＤデバイス性能の確保と生産性の向上を両立させる。
【選択図】 図１
Description
本発明は有機ＥＬデバイスの製造方法に係り、特に高性能で生産性を向上させることができる有機ＥＬデバイスの製造方法に関する。
有機エレクトロルミネッセンスデバイス（Organic Electro-Luminescence Device:以下、ＯＬＥＤと称する）は、適当な直流電流を流すと有機材料が発光するデバイスで、特にディスプレイに於いては、液晶に代わる低消費電力・高画質・薄型の次世代の画像表示装置として注目されている。また、照明分野に於いては、環境に配慮した次世代光源として注目されており、電球に匹敵する高い演色性と、蛍光灯および発光ダイオード（Light Emitting Diode：ＬＥＤ）に匹敵する電力効率とを得るべく開発が進められている。
ＯＬＥＤの実用化は、低分子系有機材料を真空中で蒸発させ、多層の有機材料の薄膜（有機薄膜）を積層してなる真空蒸着法（低分子系真空蒸着法）によるフルカラー発光デバイスがまずは進んでいる。
ＯＬＥＤの有機薄膜の成膜法には、真空蒸着法の他にスクリーン印刷やインクジェットによる塗布法がある。例えば、高分子ポリマー系有機材料を印刷あるいはインクジェットにより塗布する方法、更には低分子系有機材料を溶媒に溶かし塗布する方法によるデバイス作製が試みられている。塗布法は比較的厚い膜を短時間で塗布できるため短タクト処理が可能であるが、膜厚の制御精度や性能・品質・寿命等に於いて、未だ低分子系真空蒸着法に比べ劣っており、研究段階に止まっている。
図６を参照して、従来の最も簡単なＯＬＥＤ１１０の一例について説明する。ＯＬＥＤ１１０は、ガラス基板１０１上に透明電極１０２、正孔輸送層（Hole Transfer Layer：以下、ＨＴＬ）１０４、電子輸送層（Electron Transport Layer：以下ＥＴＬ）１０６および陰極１０７をこの順に積層したものである。
透明電極１０２は例えばインジウム−スズ酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）であり、ＨＴＬ１０４は例えばＮＰＢ（N,N’-diphenyl-N,N’-bis（1-naphthyphenyl）-1,1’-biphenyl-4,4’-diamine）、ＴＰＢ（N,N,N'N' - tetraphenylbenzidine）等で、ＥＴＬ１０６は例えばＡｌｑ３（tris-（8-hydroxyquinoline）aluminum）の有機薄膜である。この場合、ＥＴＬ１０６は緑色発光するため発光層を兼ねている。また陰極１０７は例えばアルミニウム層である。ここでは有機薄膜がＨＴＬ１０４とＥＴＬ１０６からなる単純な構造の緑色発光ＯＬＥＤを示している。
図７は、従来の他のＯＬＥＤ１２０の構造を示す断面図である。ＯＬＥＤ１２０は、ガラス基板１０１上に透明電極１０２、正孔注入層（Hole Injection Layer：以下、ＨＩＬ）１０３、正孔輸送層（ＨＴＬ）１０４、発光層（Emissive Layer：以下ＥＭＬ）１０５、電子輸送層（ＥＴＬ）１０６および陰極１０７をこの順に積層したものである。ＨＩＬ１０３、ＥＭＬ１０５もそれぞれ有機薄膜である（例えば特許文献１参照。）。
ＯＬＥＤの有機薄膜の成膜方法において、生産性を考慮した場合は塗布法が好適であるが、多層の有機薄膜の積層構造を形成することが困難である。そのため、一般的に、塗布法で成膜する場合には図６の如くＨＴＬ１０４とＥＴＬ１０６の２層積層構造のＯＬＥＤ１１０が実用化されている。
一方、図７の如く有機薄膜が多層に積層された構造では、各有機薄膜を塗布法で成膜することが困難であるため、一般的には各有機薄膜に低分子有機材料を用いた低分子系真空蒸着法が採用される。
上記のＯＬＥＤ１１０、１２０では、内部で発光した光を有効に外部に取りだすために、各有機薄膜の膜厚がそれぞれ厳密に最適化される。
非特許文献１などにより、ＯＬＥＤの有機薄膜の膜厚はデバイスの正面輝度に関係することが明らかになっている。
図８は、Ａｌｑ３の膜厚［ｎｍ］と正面輝度（相対値）［％］の関係を示す特性図であり、非特許文献１からの引用である。ここで正面輝度とは、発光面に垂直な法線を立て、その方向で測定した表面輝度である。
これによると、上記のＯＬＥＤ１１０（またはＯＬＥＤ１２０）のＥＴＬ１０６を構成するＡｌｑ３の膜厚に１０ｎｍの誤差（７０ｍｎ付近と８０ｎｍ付近）が生じるとＯＬＥＤ１１０（１２０）に１０％以上の正面輝度の差が生じることがわかっている。そして、１０％以上の正面輝度の差は、ＯＬＥＤ１１０（１２０）の輝度不均一による斑の発生などの不良要因になる。従って、ＯＬＥＤ１１０（１２０）の生産上の歩留まりを維持する上でも、有機薄膜の高精度の膜厚制御が必要とされる。
ＯＬＥＤの有機薄膜を塗布法で成膜する場合、生産性はきわめて高いが膜厚の制御精度は蒸着法に劣る。例えば、有機薄膜に図８に示したＡｌｑ３などの低分子有機材料を用いる場合、低分子系真空蒸着法（蒸着装置）では、１０ｎｍ程度（１０％以上の正面輝度の差に相当）の膜厚制御は問題なく行える。
また、デバイス性能の観点では、塗布法による２層積層構造のＯＬＥＤ１１０は多層積層構造のＯＬＥＤ１２０と比べて電子・正孔の注入バランスが悪く、発光効率は劣っている。
図７を再び参照して、多層構造のＯＬＥＤ１２０では、通常、正面輝度の向上に対する膜厚の最適化は、正孔移動度および伝導性の高いＨＴＬ１０４においてなされる。従って、各有機薄膜の膜厚は例えばＨＩＬ１０３が１０ｎｍ、ＨＴＬ１０４が５０ｎｍ〜８０ｎｍ、ＥＭＬ１０５が２０ｎｍ〜３０ｎｍ、ＥＴＬ１０６が２０ｎｍ〜３５ｎｍの厚みが採用される。
そして各有機薄膜の低分子系真空蒸着法による成膜速度は、高品質の膜を成膜するには毎秒３Å〜５Å程度にコントロールする必要がある。そのような場合、生産性でボトルネックとなるのはＨＴＬ１０４の成膜であり、成膜だけで最大２７０秒程度の時間を要し、搬送系、マスクアライメントの時間を加味すると６分程度は必要になる。従って、ＨＴＬ１０４の成膜スピードの向上が、生産性・コスト面で重要となるが、現状の低分子系真空蒸着法では、タクトを短縮することは困難であった。
低分子系有機材料の蒸着により形成されたＯＬＥＤは、有機薄膜として蛍光材料に代わり燐光材料を採用することにより高品質化が進んでいる。すなわち、燐光材料を用いることにより、有機薄膜の内部量子効率は１００％に近いものが実現可能となってきており、ＯＬＥＤとしての輝度・寿命・色味・カラーシフト等の性能面でも実用化に耐え得る性能に達してきている。
従って、中・小型サイズのアクティブ駆動型有機ＥＬディスプレイ（Active Matrics OLED：ＡＭＯＬＥＤ）は携帯電話向けディスプレイとして実用化されており、大型ＴＶ向けＡＭＯＬＥＤも実用化が間近であるが普及はそれほど進んでいない。
一方、照明用ＯＬＥＤの開発も着実に進んでおり、電力効率では、ＬＥＤ・蛍光灯に匹敵する７０ｌｍ／Ｗが実現しており、演色性は８０％を遥かに超え、白色電球に迫る性能を実現できている。しかしながら、実用化および普及はＬＥＤに比べてまだまだ遅れている。
このように、ＯＬＥＤの実用化・普及が遅れている大きな要因は、コストである。ディスプレイに於いては最大の競合相手はＬＣＤであり、照明に於いてはＬＥＤであるが、現状のＯＬＥＤのコストはＬＣＤ・ＬＥＤのいずれにも追いつていない。
ＯＬＥＤの生産に使用されている低分子系真空蒸着装置の生産性能は、現状では量産仕様の装置で、タクトが５分、有機材料の利用効率が５％以下であるため、特にＬＣＤの生産に用いる装置の平均タクト（９０秒）に比べると装置の生産性に見劣りし、材料面でも高コストな生産装置になっている。それでいてＯＬＥＤの製造装置の初期投資額はＬＣＤの製造ラインにおける液晶の製造装置の投資額に比べても同程度かそれよりも大きい。
このように、現状のＯＬＥＤの生産においてはデバイスの性能を維持しつつ、生産性を高めることが重要な課題となっており、ＯＬＥＤの実用化・普及化が進まない原因となっている。
本発明はかかる課題に鑑みてなされ、基板上に第１電極を所望のパターンに形成する工程と、該第１電極上に第１正孔輸送層を塗布法により形成する工程と、該第１正孔輸送層上に蒸着法により第２正孔輸送層を形成する工程と、該第２正孔輸送層上に発光層、電子輸送層および第２電極を積層する工程と、を具備することにより解決するものであり、デバイス性能を高性能に維持しながら、生産性を向上させることが出来るＯＬＥＤの製造方法を提供するものである。
本発明によれば、ＯＬＥＤの有機薄膜の製造工程において、厚い膜厚を必要とするＨＴＬの成膜に塗布法と蒸着法を併用することにより、デバイス性能を高性能に維持しながら、生産性を向上させることが出来る。
すなわち、第１の（先の）成膜工程でＨＴＬ全体の大半の膜厚（ＨＴＬ全体の２分の１以上の膜厚）を有する第１ＨＴＬを塗布法を用いて成膜しタクトの短縮を図る。そして、ＨＴＬとしての残りの膜厚分の膜厚を有する第２ＨＴＬを第２の（後の）成膜工程で蒸着法により成膜する。この場合蒸着法であるので膜厚の精密な制御が可能となりデバイスの高性能化を実現できる。
図１から図５を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態の有機エレクトロルミネッセンスデバイス（Organic Electro-Luminescence Device:以下、ＯＬＥＤと称する）１０の構造を説明する断面図である。
基板１は、例えばガラスまたはプラスチックなどの絶縁性材料による透明基板である。基板１には金属を所望の形状にパターンニングしたバスライン（不図示）が設けられる。
第１電極２は、基板１上に設けられＯＬＥＤ１０の陽極となる透明電極（例えばインジウム−スズ酸化物（Indium Tin Oxide：ＩＴＯ）膜）である。ＩＴＯ膜は基板１上に例えば１００ｎｍの膜厚に設けられ、所望の形状にパターンニングされる。尚、以下の説明では、図１（図２以降も同様）の断面図で紙面の上端方向を上（方）、下端方向を下（方）として説明する。
第１電極２上にはＥＬ層９を構成する複数の有機薄膜が積層される。有機薄膜は、第１電極２側から、正孔注入層（Hole Injection Layer：以下、ＨＩＬ）３、第１正孔輸送層（Hole Transfer Layer：以下、第１ＨＴＬ）４、第２正孔輸送層（Hole Transfer Layer：以下、第２ＨＴＬ）５、発光層（Emissive Layer：以下ＥＭＬ）６、電子輸送層（Electron Transport Layer：以下ＥＴＬ）７である。
ＨＩＬ３は、例えば側鎖型高分子poly（arylene ether ketone）-contaning letraphenylbenzidine（ＰＴＰＤＥＫ），主鎖型高分子4-vinyltriphenylamine（ＰＶＴＰＡ），ポリピロール誘導体（cyclopalladated 2-phenylpyridine（ＰＨＰｙ−Ｐｄ））などからなり膜厚は２０ｎｍ程度である。
第１ＨＴＬ４は、塗布が可能な高分子有機材料であり、例えばポリチオフェン系材料（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）などからなり、膜厚は７０ｎｍ程度である。
第２ＨＴＬ５は、例えばＮＰＢ（N,N’-diphenyl-N,N’-bis（1-naphthyphenyl）-1,1’-biphenyl-4,4’-diamine）、ＴＰＤ（N,N’-diphenyl-N,N’bis（3-methylphenyl）-1.1’-biphenyl-4,4’-diamine）などからなり膜厚は２０ｎｍ程度である。発光層（Emissive Layer：以下ＥＭＬ）６は例えば、ＮＰＢなどの正孔輸送材またはＡｌｑ３（tris-（8-hydroxyquinoline）aluminum）などの電子輸送材をホスト材とし、これに発光ドーパントを組み合わせた材料からなり膜厚は３０ｎｍ程度である。
ＥＴＬ７はＥＭＬ６上に設けられ、例えばＡｌｑ３，オキシジアゾール（ＯＸＤ）（2-（4-Biphenyl）-5-（4-tert-butylphenyl）-1,3,4-oxiazole（PBD）），トライアゾール（ＴＡＺ）、フェナンスレン誘導体（ＢＣＰ,2-Benzylthio-5-phenyl-3,4-disubstituted Thiophenes(ＢＰｈｅｎｅ）)などからなり膜厚は２５ｎｍ程度である。
尚、ＨＩＬ３は設けなくてもよいが、これを配置することで駆動電圧を下げることができる。
ＥＬ層９（ＥＴＬ７）の上には第２電極８が設けられる。第２電極８はＯＬＥＤ１０の陰極となり、例えば膜厚１００ｎｍのアルミニウム（Ａｌ）層である。
ＥＬ層９は、第１電極２から注入されたホールと、第２電極８から注入された電子とがＥＭＬ６の内部で再結合し、ＥＭＬ６を形成する有機分子を励起して励起子が生じる。この励起子が放射失活する過程でＥＭＬ６から光が放たれ、この光が透明な第１電極２から基板１を介して外部へ放出されて発光する。
このＯＬＥＤ１０はディスプレイや照明に使用することができる。図１のＯＬＥＤ１０をディスプレイに使用する場合、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各画素が平面配置され独立に駆動される構成となる。従って、ＥＭＬ６は画素毎に赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）を発光する有機薄膜が蒸着等により選択的に成膜される。例えば、精密メタルメタルマスクとＣＣＤカメラによるメタルマスクアライメント機構付き基板ホルダー・交換機能などを用いることで、有機薄膜を画素毎に選択的に成膜できる。
またＯＬＥＤ１０を照明装置に使用する場合、ＥＭＬ６は、例えば、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），黄（Ｙ）の各有機薄膜を基板１の主面に対して縦方向に積層して構成する。これにより、各有機薄膜で発光した赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ），黄（Ｙ）の幅のある波長の光を分布させることができる。すなわち、基板１からの放出光としては可視領域にまんべんなく分布したスペクトルを持つ演色性の高い白色光が得られる。
大型の白色照明装置（パネル）を得るには、光源、すなわちＯＬＥＤ１０の発光領域（第１電極２と第２電極８でＥＬ層９が挟まれた領域）の面積を広げる必要が有る。ＯＬＥＤ１０では第１電極２であるＩＴＯ膜の抵抗成分があるため、第１電極２の面積、すなわち発光領域の面積を広げすぎると発光領域内の輝度が不均一になる。つまり１つのＯＬＥＤ１０は、発光領域の輝度の均一性が維持できるサイズを限界としてそのサイズが決定される。このＯＬＥＤ１０を複数直列または並列に電気的に接続することで、大型の照明装置を実現できる。
図２から図５を参照して、本実施形態のＯＬＥＤ１０の製造方法を説明する。図２は本実施形態のＯＬＥＤ１０の製造方法を説明するフロー図であり、図３から図５はＯＬＥＤ１０の各工程における断面図である。
図２の如く、ＯＬＥＤ１０の製造方法は、基板１上に第１電極２を形成するステップ（Ｓ１）、第１ＨＴＬ４を塗布法により形成するステップ（Ｓ２）、第２ＨＴＬ５を蒸着法により形成するステップ（Ｓ３）、ＥＭＬ６、ＥＴＬ７および第２電極８を形成するステップ（Ｓ４）を含む。
ステップＳ１（図３）：ガラスまたはプラスチックなどの透明な絶縁性材料による基板１を準備し、基板１上に金属を所望の形状にパターンニングしてバスライン（不図示）を形成する。
また、基板１上に透明導電材料（例えばＩＴＯ膜）を例えば１００ｎｍの膜厚に形成し、所望の形状にパターンニングしてＯＬＥＤ１０の陽極となる第１電極２を形成する。
ステップＳ２（図４）：第１電極２上にこれとコンタクトするＨＩＬ３を形成する。すなわち、ＨＩＬ３を膜厚が２０ｎｍ程度になるよう塗布し、乾燥する。ＨＩＬ３は例えば印刷あるいはインクジェットなどにより塗布される。
引き続き、ＨＩＬ３上に第１ＨＴＬ４を７０ｎｍ程度塗布し、乾燥する。第１ＨＴＬ４は例えば印刷あるいはインクジェットなどにより塗布される。
ＨＩＬ３および第１ＨＴＬ４の塗布はすべて窒素雰囲気中のグローブボックス装置内で行う。そして、水分・空気に触れないようカセットホルダーに収納された基板１をＯＬＥＤ真空蒸着装置のロードロック側にセットし、真空排気をする。
その後、第１ＨＴＬ４の塗布表面をＵＶ照射、あるいは酸素プラズマ処理により清浄化する。尚、ＨＩＬ３の形成は任意である。
ステップＳ３（図５）：次に、第１ＨＴＬ４上に第２ＨＴＬ５を真空蒸着により成膜する。
第２ＨＴＬ５の材料はＮＰＢ等の低分子有機材料である。
第２ＨＴＬ５の材料はＮＰＢ等の低分子有機材料である。
この時の成膜速度は毎秒５Å〜３Å程度に維持し、第２ＨＴＬ５の膜厚は外部量子効率が最大となるように光学調整された膜厚とする。ここでは一例として第２ＨＴＬ５は２０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。成膜速度が毎秒５Åで膜厚２０ｎｍ成膜するとタクトは４０秒であり、成膜速度が毎秒３Åで２０ｎｍ膜厚を成膜するとタクトは６７秒である。
第２ＨＴＬ５が挿入されない場合、すなわち塗布法で成膜した第１ＨＴＬ４のみの場合、第１ＨＴＬ４の膜厚で光学調整をする必要があるが、塗布法の場合は膜厚の制御精度が出しにくい。従って精密な膜厚の制御が不能になり、所定のデバイス性能が確保できなくなる。
正面輝度の向上に対する膜厚の最適化は、一般に、正孔移動度および伝導性の高いＨＴＬにおいてなされる。従って、ＨＴＬ１５は通常５０ｎｍ〜９０ｎｍ程度の厚い膜厚に形成される。ここでは一例としてＨＴＬ１５を９０ｎｍに成膜する場合を例に説明する。ここで膜厚の最適化とは、例えばＨＬＴ１５が９０ｎｍに膜厚が最適化されるとした場合、９０ｎｍを基準として光取り出し量が最も多くなるように数ｎｍ増減することをいう。
本実施形態では、厚い膜厚を必要とするＨＴＬ１５の成膜を２工程に分けている。すなわち、第１の成膜（先の成膜）工程で第１ＨＴＬ４を塗布法によって厚く成膜し、第２の成膜（後の成膜）工程で第２ＨＴＬ５を蒸着法で第１ＨＴＬ４より薄く成膜する。
ＨＴＬ１５全体（膜厚９０ｎｍ）の大半の膜厚（例えばＨＴＬ１５全体の２分の１以上の膜厚）を有する第１ＨＴＬ４を塗布法で成膜することでタクトを短縮できる。そしてＨＴＬ１５の残りの膜厚分の膜厚を有する第２ＨＴＬ５を第１ＨＴＬ４の上に蒸着法で成膜することで膜厚の精密な制御が可能となる。
蒸着法による成膜だけではＨＴＬ１５の全体でのタクトを１分前後に納めることが困難である。たとえば従来の方法ではＨＴＬ１０４の成膜のみで最大２７０秒である。しかし、ＨＴＬ１５の成膜に塗布法と蒸着法を併用することにより、第２ＨＴＬ５全体でのタクトを略１分（４０秒〜６７秒）に納めることが可能となる。尚、第１ＨＴＬ４は予め塗布法により成膜しており、タクトは極めて速いと考えてよい。
しかも、薄い第２ＨＴＬ５を蒸着法で成膜することで、ＨＴＬ１５の膜厚を精密に制御できる。つまりＨＴＬ１５の全体を蒸着法によって成膜したと同等のデバイス性能を確保することができる。これにより低コストで高性能なＯＬＥＤ１０の生産が可能となる。
尚、本実施形態では第２ＨＴＬ５の蒸着法による成膜の上限を２０ｎｍ（成膜速度は毎秒５Å）としたが、これ以上でも可能である。しかし、蒸着膜厚を厚くすることは時間（タクト）が長くなる。従って本実施形態ではタクトを考慮して第２ＨＴＬ５の膜厚の上限を３０ｎｍ程度とする。また、第２ＨＴＬ５は光学調整され外部量子効率を最大とする膜厚であれば２０ｎｍより薄くすることもできる。
またＨＴＬ１５の全体の膜厚は９０ｎｍを超えることはないといってよいが、５０ｎｍより薄く形成する場合もある。その場合、塗布法による第１ＨＴＬ４の膜厚と第２ＨＴＬ５の膜厚で調整する。
ステップＳ４（図１）：その後、第２ＨＴＬ５上にＥＭＬ６を蒸着法により３０ｎｍ程度成膜し、引き続きＥＴＬ７を蒸着法により２５ｎｍ程度成膜する。
ＥＭＬ６はＮＰＢ等の正孔輸送材あるいはＡｌｑ３等の電子輸送材をホスト材とし、それに所望の色の発光ドーパント材を共蒸着したものである。またＥＴＬ７はＡｌｑ３等の電子輸送材料である。
これらは連続して成膜することができる。更にＥＴＬ７上に第２電極８を形成する。第２電極８はＡｌ層を蒸着またはスパッタにより１００ｎｍの厚みに形成し、所望の形状にパターンニングする。第２電極８を蒸着により形成する場合は、ＥＭＬ６およびＥＴＬ７と連続して成膜することが可能である。これにより図１に示す最終構造を得る。
１ 基板
２ 第１電極
３ ＨＩＬ
４ 第１ＨＴＬ
５ 第２ＨＴＬ
６ ＥＭＬ
７ ＥＴＬ
８ 第２電極
９ ＥＬ層
１０ ＯＬＥＤ
２ 第１電極
３ ＨＩＬ
４ 第１ＨＴＬ
５ 第２ＨＴＬ
６ ＥＭＬ
７ ＥＴＬ
８ 第２電極
９ ＥＬ層
１０ ＯＬＥＤ
Claims (8)
- 基板上に第１電極を所望のパターンに形成する工程と、
該第１電極上に第１正孔輸送層を塗布法により形成する工程と、
該第１正孔輸送層上に蒸着法により第２正孔輸送層を形成する工程と、
該第２正孔輸送層上に発光層、電子輸送層および第２電極を積層する工程と、
を具備することを特徴とする有機ＥＬデバイスの製造方法。 - 前記第１正孔輸送層は前記第２正孔輸送層より膜厚が厚いことを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
- 前記第２正孔輸送層は光学調整され外部量子効率を最大とする膜厚を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
- 前記第１正孔輸送層は高分子有機材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
- 前記第２正孔輸送層は低分子有機材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
- 前記発光層および前記電子輸送層はそれぞれ低分子有機材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
- 前記発光層および前記電子輸送層は連続して蒸着されることを特徴とするそれぞれ低分子有機材料により形成されることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
- 前記第１電極は透明導電層で形成され前記第２電極は金属層で形成されることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の有機ＥＬデバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012282162A JP2014127303A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 有機ｅｌデバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012282162A JP2014127303A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 有機ｅｌデバイスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014127303A true JP2014127303A (ja) | 2014-07-07 |
Family
ID=51406646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012282162A Pending JP2014127303A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 有機ｅｌデバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2014127303A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10483479B2 (en) | 2016-03-01 | 2019-11-19 | Pioneer Corporation | Method of manufacturing organic light emitting device and organic light emitting device |
| CN111816777A (zh) * | 2019-04-11 | 2020-10-23 | 陕西坤同半导体科技有限公司 | 一种oled发光器件及其制作方法 |
| US11276835B2 (en) | 2016-03-01 | 2022-03-15 | Pioneer Corporation | Method of manufacturing light emitting device and light emitting device |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06220447A (ja) * | 1992-03-27 | 1994-08-09 | Pioneer Electron Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JPH0945479A (ja) * | 1995-07-27 | 1997-02-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 有機エレクトロルミネセンス装置及び有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法 |
| JP2000030867A (ja) * | 1992-11-11 | 2000-01-28 | Toppan Printing Co Ltd | 有機薄膜ｅｌ素子 |
| JP2000243573A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Pioneer Electronic Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法 |
| JP2001195012A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Sharp Corp | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびその製造方法 |
| JP2005150042A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 有機ｅｌ発光素子 |
| JP2006253015A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置 |
| JP2007042875A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Fujifilm Holdings Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2007329454A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Samsung Sdi Co Ltd | 有機発光素子 |
| JP2008098615A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-04-24 | E I Du Pont De Nemours & Co | 有機電子デバイス |
| WO2009066561A1 (ja) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法 |
| JP2009290204A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | 正孔注入輸送層を有するデバイス、及びその製造方法、並びに正孔注入輸送層形成用インク |
| JP2010097964A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sony Corp | 有機電界発光素子および表示装置 |
| JP2012079555A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Toshiba Tec Corp | 有機ｅｌ装置および印刷装置 |
| JP2012513679A (ja) * | 2008-12-22 | 2012-06-14 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | フェナントロリン誘導体を含む電子素子 |
| JP2012142365A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
-
2012
- 2012-12-26 JP JP2012282162A patent/JP2014127303A/ja active Pending
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06220447A (ja) * | 1992-03-27 | 1994-08-09 | Pioneer Electron Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子 |
| JP2000030867A (ja) * | 1992-11-11 | 2000-01-28 | Toppan Printing Co Ltd | 有機薄膜ｅｌ素子 |
| JPH0945479A (ja) * | 1995-07-27 | 1997-02-14 | Hewlett Packard Co <Hp> | 有機エレクトロルミネセンス装置及び有機エレクトロルミネセンス装置の製造方法 |
| JP2000243573A (ja) * | 1999-02-18 | 2000-09-08 | Pioneer Electronic Corp | 有機エレクトロルミネッセンス素子とその製造方法 |
| JP2001195012A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Sharp Corp | 有機エレクトロルミネッセンス表示装置およびその製造方法 |
| JP2005150042A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 有機ｅｌ発光素子 |
| JP2006253015A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンスカラー発光装置 |
| JP2007042875A (ja) * | 2005-08-03 | 2007-02-15 | Fujifilm Holdings Corp | 有機電界発光素子 |
| JP2007329454A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Samsung Sdi Co Ltd | 有機発光素子 |
| JP2008098615A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-04-24 | E I Du Pont De Nemours & Co | 有機電子デバイス |
| WO2009066561A1 (ja) * | 2007-11-22 | 2009-05-28 | Sumitomo Chemical Company, Limited | 有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法 |
| JP2009290204A (ja) * | 2008-04-28 | 2009-12-10 | Dainippon Printing Co Ltd | 正孔注入輸送層を有するデバイス、及びその製造方法、並びに正孔注入輸送層形成用インク |
| JP2010097964A (ja) * | 2008-10-14 | 2010-04-30 | Sony Corp | 有機電界発光素子および表示装置 |
| JP2012513679A (ja) * | 2008-12-22 | 2012-06-14 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | フェナントロリン誘導体を含む電子素子 |
| JP2012079555A (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-19 | Toshiba Tec Corp | 有機ｅｌ装置および印刷装置 |
| JP2012142365A (ja) * | 2010-12-28 | 2012-07-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10483479B2 (en) | 2016-03-01 | 2019-11-19 | Pioneer Corporation | Method of manufacturing organic light emitting device and organic light emitting device |
| US11276835B2 (en) | 2016-03-01 | 2022-03-15 | Pioneer Corporation | Method of manufacturing light emitting device and light emitting device |
| CN111816777A (zh) * | 2019-04-11 | 2020-10-23 | 陕西坤同半导体科技有限公司 | 一种oled发光器件及其制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230380237A1 (en) | Non-common capping layer on an organic device | |
| US9530962B2 (en) | Patterning method for OLEDs | |
| US8981640B2 (en) | Simplified patterned light panel | |
| US8288187B2 (en) | Electroluminescent devices for lighting applications | |
| TWI445445B (zh) | 有機發光裝置及其製造方法 | |
| US7999457B2 (en) | Organic light emitting display device | |
| US8119258B2 (en) | White organic light emitting device (OLED) | |
| US20090152533A1 (en) | Increasing the external efficiency of light emitting diodes | |
| WO2016123916A1 (zh) | 一种显示基板及其制备方法和一种显示设备 | |
| US20070013297A1 (en) | Organic light emitting display device | |
| JP2011129919A (ja) | 青色発光素子及びこれを含む有機発光ディスプレイ | |
| KR20120005414A (ko) | 유기 발광 소자 및 이의 제조방법 | |
| KR101829847B1 (ko) | 유기전계발광다이오드 및 그 제조방법 | |
| WO2017056684A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンスパネル及びその製造方法 | |
| WO2017056682A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンスパネル | |
| JP2014127303A (ja) | 有機ｅｌデバイスの製造方法 | |
| KR20080074994A (ko) | 발광 소자 | |
| KR100605112B1 (ko) | 유기전기발광소자 | |
| US10038167B2 (en) | Thick-ETL OLEDs with sub-ITO grids with improved outcoupling | |
| KR101850147B1 (ko) | 유기발광다이오드 소자 및 그 제조방법 | |
| WO2016072246A1 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス素子 | |
| US20230092459A1 (en) | Purcell-Effect-Enhanced Organic Light Emitting Diodes with Sub-Electrode Microlens Array |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141009 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141028 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141220 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150303 |