JP3966252B2 - 有機el装置とその製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Description
しかしながら、近年では有機EL装置としてその表示特性の向上が強く要求されるようになってきており、したがって個々の有機EL素子についても、最良の発光特性を発揮することが強く望まれている。
このようにすれば、例えば発光層の形成材料に応じて正孔注入/輸送層の正孔注入/輸送性を変えることで、各有機EL素子毎に最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
また、この有機EL装置によれば、一の有機EL素子の機能層の構成が、他の有機EL素子の機能層の構成に対して、発光層以外の構成要素について異なっているので、例えば発光層の形成材料毎にそれぞれ最良の発光特性を発揮させる機能層構成とすることにより、各有機EL素子の発光特性がより良好なものとなる。また、同一の材料からなる発光層を有した素子間に関しても、例えばこれら有機EL素子が有機EL装置中に設けられる位置によって求められる発光特性が異なる場合に、それぞれ求められる発光特性に応じた機能層構成とすることにより、各有機EL素子の発光特性がより良好なものとなる。
この場合に、前述したように発光層の形成材料毎にそれぞれ最良の発光特性を発揮させる機能層構成とすることにより、各有機EL素子の発光特性がより良好なものとなる。
この場合に、例えば特定の発光層に対してのみ必要であり、他の発光層に対しては不要であるような電子注入/輸送層を、有機EL素子に対して選択的付加することで、全ての有機EL素子について最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
また、この場合に、例えば特定の発光層に対してのみ必要であり、他の発光層に対しては不要であるような機能層について、選択的に機能層を付加することで全ての有機EL素子について最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
このようにすれば、発光層に対する発光層以外の機能層の構成要素として、性能に関して微妙な差を有する材料を用いることが可能になる。
このようにすれば、例えば発光層の形成材料に応じて正孔注入/輸送層の正孔注入/輸送性を変えることで、各有機EL素子毎に最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
ポリチオフェン誘導体として例えば3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンは、良好な正孔注入/輸送性を有することから、これを用いることによって得られた正孔注入/輸送層は発光層に対してより良好な発光特性を発揮させるようになる。
このようにすれば、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合比が異なることにより、形成される正孔注入/輸送層の抵抗値が異なるようになり、したがってこれら正孔注入/輸送層間で正孔注入/輸送性も異なるようになる。よって、例えば発光層の形成材料に応じた正孔注入/輸送性を有する正孔注入/輸送層を各有機EL素子毎に形成することにより、各有機EL素子毎に最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
このようにすれば、得られる正孔注入/輸送層の抵抗値が要求される正孔注入/輸送性を確保するうえで良好になる。
このようにすれば、前記混合物の平均粒子径が異なることにより、形成される正孔注入/輸送層の抵抗値が異なるようになり、したがってこれら正孔注入/輸送層間で正孔注入/輸送性も異なるようになる。よって、例えば発光層の形成材料に応じた正孔注入/輸送性を有する正孔注入/輸送層を各有機EL素子毎に形成することにより、各有機EL素子毎に最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
このようにすれば、得られる正孔注入/輸送層の抵抗値が要求される正孔注入/輸送性を確保するうえで良好になる。
この場合に、例えば特定の発光層に対してのみ必要であり、他の発光層に対しては不要であるような電子注入/輸送層を、有機EL素子に対して選択的付加することで、全ての有機EL素子について最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
このようにすれば、前記電子注入/輸送層の形成材料を例えば液滴吐出法等の湿式法で配することが可能となり、したがって製造上有利となる。
このようにすれば、前記有機金属化合物から形成された電子注入/輸送層がより良好な電子注入/輸送性を有するものとなる。
このようにすれば、フルカラー表示が可能となる。
前記有機EL素子のうちの一の有機EL素子の正孔注入/輸送層を、他の有機EL素子の正孔注入/輸送層と異なる構成となるように形成することを特徴としている。
このようにすれば、例えば発光層の形成材料に応じて正孔注入/輸送層の正孔注入/輸送性を変えることで、各有機EL素子毎に最良の発光特性を発揮させることが可能になる。
また、この有機EL装置の製造方法によれば、一の有機EL素子の機能層の構成を、他の有機EL素子の機能層の構成に対して、発光層以外の構成要素について異なるように形成するので、前述したように例えば発光層の形成材料毎にそれぞれ最良の発光特性を発揮させる機能層構成とすることにより、各有機EL素子の発光特性をより良好にすることが可能となる。また、同一の材料からなる発光層を有した素子間に関しても、例えばこれら有機EL素子が有機EL装置中に設けられる位置によって求められる発光特性が異なる場合に、それぞれ求められる発光特性に応じた機能層構成とすることにより、各有機EL素子の発光特性をより良好にすることが可能となる。
このようにすれば、液滴吐出法を採用することで液状体を所望する箇所に所望する量、精度良く配することが可能となり、したがって各有機EL素子毎にその機能層の構成を変えることが容易になる。
この電子機器によれば、各有機EL素子の発光特性がより良好に形成された有機EL装置を備えているので、この有機EL装置を表示部とすることでより良好な表示特性を有したものとなる。
図1、図2は本発明の有機EL装置を、フルカラー表示をなすアクティブマトリクス型のディスプレイに適用した場合の一例を示すもので、これらの図において符号1は有機EL装置である。
図1に示すように、本例の有機EL装置1は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に並列に延びる複数の電源線103とがそれぞれ配線されて構成されたもので、走査線101及び信号線102の各交点付近に画素領域Aを形成したものである。
さらに、画素領域Aの各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給される第1の薄膜トランジスタ122と、この第1の薄膜トランジスタ122を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量capと、該保持容量capによって保持された画素信号がゲート電極に供給される第2の薄膜トランジスタ123と、この第2の薄膜トランジスタ123を介して電源線103に電気的に接続したときに該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極(陽極)111と、この画素電極111と対向電極(陰極)12との間に挟み込まれた発光部110とが設けられている。これら画素電極111と対向電極12、および発光部110により、本発明における有機EL素子が構成されている。
基板2は、例えばガラス等の透明性(透光性)を有するものである。この基板2の中央には表示領域2aが設けられており、基板2の周縁部、すなわち表示領域2aの外側には非表示領域2bが設けられている。
表示領域2aは、マトリックス状に配置された有機EL素子によって形成された領域であって、有効表示領域となる領域である。また、非表示領域2bには、表示領域2aに隣接してダミー表示領域2dが形成されている。
陰極12は、その端部が基板2上に形成された陰極用配線12aに接続されており、この配線の端部がフレキシブル基板5上の配線5aに接続されている。また、配線5aは、フレキシブル基板5上に備えられた駆動IC6(駆動回路)に接続されている。
また、表示領域2aの図2(a)中両側には、前記走査側駆動回路105、105が配置されている。この走査側駆動回路105、105は、ダミー領域2dの下側の回路素子部14内に設けられたものである。さらに、回路素子部14内には、走査側駆動回路105、105に接続された駆動回路用制御信号配線105aと駆動回路用電源配線105bとが設けられている。
また、表示領域2aの図2(a)中上側には、検査回路106が配置されている。この検査回路106により、製造途中や出荷時における表示装置の品質、欠陥の検査が行われるようになっている。
この封止樹脂603は、例えばマイクロディスペンサ等によって基板2の周囲に環状に塗布され、基板2と封止基板604とを接合したものである。このような構成のもとに封止樹脂603は、基板2と封止基板604との間から封止基板604内部に水や酸素が侵入するを防ぎ、陰極12またはEL素子部11内に形成された発光層(図示せず)が酸化されるのを防止するようになっている。
封止基板604は、ガラス又は金属からなるもので、封止樹脂603を介して基板2に接合されており、その内側には凹部604aが形成されている。この凹部604aには水や酸素を吸収するゲッター剤605が貼り付けられており、缶封止基板604の内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようになっている。
この有機EL装置1においては、発光部110から基板2側に発した光が、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるとともに、発光部110から基板2の反対側に発した光が陰極12により反射されて、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるようになっている。
なお、陰極12として透明な材料を用いることにより、この陰極12側から光を出射させることも可能である。
さらに、回路素子部14には、下地保護膜2c及び半導体膜141を覆う透明なゲート絶縁膜142が形成され、ゲート絶縁膜142上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極143(走査線101)が形成され、ゲート電極143及びゲート絶縁膜142上には透明な第1層間絶縁膜144aと第2層間絶縁膜144bとが形成されている。ゲート電極143は、半導体膜141のチャネル領域141cに対応する位置に設けられている。
そして、第2層間絶縁膜144b上には、ITO等からなる透明な画素電極111が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール145がこの画素電極111に接続されている。
また、もう一方のコンタクトホール146が電源線103に接続されている。
このようにして、回路素子部14には、各画素電極111に接続された第2の薄膜トランジスタ123が形成されている。
なお、回路素子部14には、前述した保持容量cap及び第1の薄膜トランジスタ122も形成されているが、図3ではこれらの図示を省略している。
ここで、画素電極111は、透明導電性材料、例えばITOによって形成されたもので、平面視略矩形にパターニングされたものである。この各画素電極111…の間にはバンク部112が設けられている。
無機バンク層112aは、画素電極111の周縁部上に乗上げるように形成されたもので、平面視した状態で画素電極111の周囲と無機バンク層112aとが平面的に重なるように配置された構造となっている。また、有機バンク層112bも、平面視した状態で画素電極111の一部と重なるように配置されている。
また、有機バンク層112bには開口部112cが形成されており、後述するようにこの開口部112c内に機能層の形成材料が配置され成膜されることにより、機能層からなる発光部110が形成されるようになっている。なお、有機バンク層112bは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のある材料によっって形成されている。
このような混合物を形成材料主成分として用いれば、前記の赤色有機EL素子の正孔注入/輸送層151R用として用いたPEDOTとPSSとの混合物よりも得られる膜(正孔注入/輸送層)の抵抗値が高くなり、したがって緑色有機EL素子に最良の発光特性を発揮させることができるようになる。
このような混合物を形成材料主成分として用いれば、前記の緑色有機EL素子の正孔注入/輸送層151G用として用いたPEDOTとPSSとの混合物よりも得られる膜(正孔注入/輸送層)の抵抗値が低くなり、したがって青色有機EL素子に最良の発光特性を発揮させることができるようになる。
このような電子注入/輸送層152Bを備えることによって青色の発光をなす有機EL素子は、対向電極(陰極)12から注入された電子が電子注入/輸送層152Bを介して良好に発光層150Bに注入され、正孔と再結合することから、より良好に発光をなすようになっている。
なお、対向電極(陰極)12についても、その構成を有機EL素子毎に異ならせるようにしてもよい。例えば、赤色の発光をなす有機EL素子、および緑色の発光をなす有機EL素子について、前記積層膜におけるCaに代えて、以下の化合物7として示すカルシウムアセチルアセトナートを成膜してもよい。このカルシウムアセチルアセトナートは有機溶媒に溶解することから、これを液状材料に調整して液滴吐出法で所定位置に吐出し、成膜することができる。
そして、このように形成した有機EL素子上に封止基板604が配置され、さらに図2(b)に示したように封止基板604が封止樹脂603によって接着されたことにより、有機EL装置1が構成されている。
前記構成の有機EL装置1を製造するには、まず、従来と同様にして図4に示すように基板2上にTFT素子(第2の薄膜トランジスタ123)や各種配線等を形成し、さらに層間絶縁膜や平坦化膜を形成する。
次に、この基板2上に蒸着法等によってITOを成膜し、さらにパターニングすることによって画素電極111を形成する。
続いて、前記画素電極111の周囲を囲むようにして基板2上にSiO2からなる無機バンク112aを形成する。さらに、図5に示すようにこの無機バンク112a上に樹脂からなる有機バンク112bを形成し、これにより画素電極111上に開口部112cを形成する。なお、前記有機バンク112bに用いられる材料としては、ポリイミド、アクリル樹脂などが挙げられる。これらの材料としては、予めフッ素元素を含有したものを用いてもよい。
次いで、インクジェット法等の液滴吐出法によって正孔注入/輸送層の形成材料を含有する液状材料を前記開口部112c内に選択的に配し、正孔注入/輸送層151(151R、151G、151B)を形成する。
なお、液滴吐出ヘッド310の構造としては、前記の圧電素子320を用いたピエゾジェットタイプ以外の、公知の方式のものを採用してもよい。
このようにすれば、例えばこれら有機EL素子が有機EL装置中に設けられる位置によって求められる発光特性が異なる場合に、それぞれ求められる発光特性に応じた機能層構成とすることにより、各有機EL素子の発光特性をより良好にすることができ、これによって表示特性の向上を図ることができる。
また、このように同じ色をなす有機EL素子間において、その機能層の構成要素を適宜に異ならせても表示特性を向上することができることから、本発明の有機EL装置としては、フルカラー表示をなすことなく、例えばモノカラーの有機EL装置にも適用可能である。
図11は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図11において、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は前記の有機EL装置1を用いた表示部を示している。
この電子機器にあっては、前記の表示特性の向上が図られた有機EL装置1を表示部として備えているので、表示部の表示特性が十分良好なものとなる。
なお、本発明の有機EL装置は、例えばワープロ、パソコン等の携帯型情報処理装置や、腕時計型電子機器など、各種の電子機器における表示部として好適に用いることができる。
110…発光部(機能層)、111…画素電極(陽極[電極])、
150(150R、150G、150B)…発光層、
151(151R、151G、151B)…正孔注入/輸送層、
152B…電子注入/輸送層、 600…携帯電話本体(電子機器)
Claims (7)
- 一対の電極とこれら電極間に設けられた少なくとも発光層及び正孔注入/輸送層を含む機能層を有する有機EL素子を複数備えてなる有機EL装置において、
前記有機EL素子のうち一の有機EL素子における正孔注入/輸送層の形成材料と他の有機EL素子における正孔注入/輸送層の形成材料とがいずれも3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物であり、これら一の有機EL素子と他の有機EL素子とでは、その形成材料となる前記混合物の平均粒子径が異なることを特徴とする有機EL装置。 - 前記有機EL素子のうちの一の有機EL素子の発光層と、他の有機EL素子の発光層とは、互いに発光する色が異なることを特徴とする請求項1記載の有機EL装置。
- 前記混合物の平均粒子径が、20〜60nmの範囲で異なることを特徴とする請求項1又は2記載の有機EL装置。
- 赤色の発光をなす有機EL素子と緑色の発光をなす有機EL素子と青色の発光をなす有機EL素子とを備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機EL装置。
- 一対の電極とこれら電極間に設けられた少なくとも発光層及び正孔注入/輸送層を含む機能層を有する有機EL素子を複数備えてなる有機EL装置の製造方法であって、
前記有機EL素子のうち一の有機EL素子における正孔注入/輸送層の形成材料と前記他の有機EL素子における正孔注入/輸送層の形成材料とがいずれも3,4−ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物で形成されてなり、これら一の有機EL素子と他の有機EL素子とでは、前記混合物の平均粒子径が異なるように形成することを特徴とする有機EL装置の製造方法。 - 前記機能層のうちの少なくとも一層を、その形成材料を含有する液状体を液滴吐出法によって配することで形成することを特徴とする請求項5記載の有機EL装置の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の有機EL装置、あるいは請求項5又は6に記載の製造方法によって得られた有機EL装置を備えたことを特徴とする電子機器。
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