JP4627897B2 - 有機led素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイやバックライトに使用される有機LED素子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に有機LED素子は、陽極付きの基板と、1層以上の有機層(発光層)と、陰極という層構造を有している。この有機LED素子に使用される基板には、ガラス基板や透明プラスチック基板などがある。
【0003】
また、陽極としては、仕事関数の大きな金属、合金が使用されている。例としては、Auなどの金属や、ITO、SNO2、ZnOなどの透明電極膜を用いるのが一般的であり、これらの電極はその電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法により、薄膜として形成することができる。
【0004】
有機層は、トリス(8−ヒドロキシキノリラト)アルミニウム(Alq3)及びN,N−ビス(3−メチルフェニル)−N,N−ジフェニル−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジアミン(TPD)に代表される低分子系材料及びポリ−p−フェニレンビニレン(PPV)誘導体に代表される高分子系材料が使用可能である。
【0005】
一般的に、低分子系材料は蒸着により陽極上に膜を形成され、高分子系材料はスピンコートやディップコート、その他各種の塗布方法で膜を形成される。
【0006】
また、陰極としては、仕事関数の小さな金属、合金及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられている。例としては、Ca、Al、Al−Li合金、Mg−Ag合金、Mg−Al合金、Mg−In合金などが挙げられ、これらの電極物質を蒸着やスパッタリングなどの方法によって膜を形成し、これを陰極とする。
【0007】
図3に一般的な有機LED素子の製造工程を示す。同図の(a)は低分子系の場合、(b)は高分子系の場合をそれぞれ示す。
【0008】
低分子系の場合は、基板11に透明導電膜12を形成し、その上に真空下で1層以上の有機層13を成膜し、更にその上に真空下で陰極14を成膜する。
【0009】
高分子系の場合は、基板11に透明導電膜12を形成し、その上に大気圧下で1層以上の有機層13を成膜し、更にその上に真空下で陰極14を成膜する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の有機LED素子にあっては、次のような問題があった。
【0011】
高分子LEDの場合、陰極を真空装置内で成膜すると、大気圧下と真空下の工程を併用することになり、真空引きなどの時間が必要になったり、工程が煩雑になるなどの問題がある。
【0012】
また低分子LEDにおいても、陰極成膜専用の真空チャンバーを用いることが多く、装置のコストが高くなるという問題がある。
【0013】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたもので、真空装置を用いる必要がなく、製造コストが低下し、また製造時間を短縮可能な有機LED素子の製造方法を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記課題を解決するために以下の構成を備える。
(1)基板上に形成された透明導電膜の上に発光層を含む1層以上の有機層を成膜する工程と、前記有機層上に溶融した金属を付与して陰極を形成する工程と、を含み、前記陰極を形成する工程は、対向基板上に陰極を形成する工程と、前記基板と前記対向基板を、前記有機層と前記陰極が接するように貼り合わせる工程と、を含む有機LED素子の製造方法。
(2)基板上に形成された透明導電膜の上に発光層を含む1層以上の有機層を成膜する工程と、前記有機層上に溶融した金属を付与して陰極を形成する工程と、を含み、前記陰極を形成する工程は、前記基板上の前記有機層上に、金属を配置する工程と、前記金属を前記有機層上で溶融させる工程と、を含む有機LED素子の製造方法。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面について説明する。本発明は、有機LED素子において陰極を大気圧下で作製できるようにしたものである。
【0020】
すなわち、図1に示すように、一方の基板上1に透明導電膜(陽極)2を形成し、その上に1層以上の有機層(発光層)3を成膜する。そして、この陽極付き基板上に金属(合金を含む)5による陰極を形成する。
【0021】
上記陰極の作製方法としては、図1の(a)に示すように、陽極と対向する基板4上に金属5を加熱して溶融させておき、この基板4と上記有機層3を成膜下陽極付きの基板1とを貼り合わせる方法がある。その際、加熱状態を維持するためにホットプレートを使用する。
【0022】
また、図1の(b)に示すように、有機層3を成膜した陽極付きの基板1上で金属を溶融させる方法や、同図の(c)に示すように、有機層3を成膜した陽極付きの基板1上に溶融させた金属を塗布していくなどの方法もある。
【0023】
更に、上記の各方法を組み合わせて2種類以上の金属(合金)を積層させることも可能であり、陰極作製時に加圧して成膜することも可能である。
【0024】
また、基板上の透明導電幕に発光層となる有機層を成膜し、該有機層上で金属を溶融させるようにしても良い。
【0025】
【表1】
【0026】
表1にこれらの陰極材料として使用可能な融点の低い金属(合金)を示す。
【0027】
上記表1の他に、Ga,In,In−Sn,K,Cs,Li,Rbなどの金属も用いることができる。
【0028】
また、図2に示すように、有機層3を成膜した陽極付きの基板1上に無溶剤タイプの導電性ペースト6を塗布して加熱、硬化させることにより陰極を作製することもできる。その際、スクリーン印刷、フレキソ印刷など各種塗布方法を用いることができる。
【0029】
また、陰極材料として使用する無溶剤の導電性ペーストとしては、Agペーストやカーボンペーストの他に、金属(合金)を分散させたペーストなどがある。
【0030】
次に、上記の陰極作製方法により有機LED素子を製造した実施結果について説明する。
【0031】
(実施例1)
ITO付きのガラス基板(厚さ1.1mm)とソーダガラス(厚さ1.1mm)をアルカリ洗剤、水、アセトン、イソプロピルアルコール(IPA)を用いて超音波洗浄し、次いで沸騰したIPA溶液から引き上げて乾燥した。最後に、UV/O3洗浄した。
【0032】
上記洗浄したITO基板上に発光層としてpoly(2−methoxy−5−2’−ethyl−hexoxy)−1,4−phenylene−vinylene(MEH−PPV)を100nmの厚さになるようにスピンコートにより成膜した(基板1)。
【0033】
また、対向基板として、170℃に設定したホットプレート上に洗浄したソーダガラスを置いて加熱し、その上に純度6NのIn箔を置き、溶解させてIn膜を形成した(基板2)。
【0034】
そして、あらかじめ170℃のホットプレート上で予備加熱しておいた基板1を基板2の上に重ねた。次いで、重ねた基板を常温で放置して冷却し、LED素子を作製した。
【0035】
上記素子を駆動させたところ、15Vで300cd/m2の発光を示し、以下に述べる比較例のような蒸着法により作製した素子と同等の特性を示した。また、比較例に比べてダークスポットの発生が少なくなり、封止しない素子で85℃の恒温層に24時間放置してもダークスポットの成長は見られず、発光特性も初期特性とほぼ同等であった。
【0036】
この理由は、有機LED素子がIn電極を介して基板2によって全面が覆われているため、発光層及び陰極の大気触れる面積が小さくなったことが原因と思われる。
【0037】
(比較例)
実施例1と同様の工程により基板1を形成した。その後、真空蒸着方により純度6NのInを蒸着して、100nmの陰極を形成した。この素子を駆動させたところ、15Vで350cd/m2の発光を示した。
【0038】
(実施例2)
実施例1と同様に、洗浄したITO基板上に発光層としてpoly(2−methoxy−5−2’−ethyl−hexoxy)−1,4−phenylene−vinylene(MEH−PPV)を100nmの厚さになるようにスピンコートにより成膜した。そして、その上に0.1mmの厚さになるように無溶剤の2液性のエポキシ樹脂硬化型銀ペーストをスクリーン印刷によって塗布し、175℃で5分間加熱硬化させて素子を作製した。
【0039】
上記の素子を駆動させたところ、僅かに発光が確認できた。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大気圧下で陰極を作製することができ、真空装置を用いずに全工程を大気圧下で作製することができる。これにより、真空引きなどの作業時間がなくなり、作製時間が短縮できる。
【0041】
また、真空装置を使わないので装置自体の値段が低下する。更に、低分子系有機LEDにおいては、金属蒸着用の蒸着チャンバーを減らすことができ、装置の価格を低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る有機LED素子の製造方法を示す工程図
【図2】 本発明に係る有機LED素子の製造方法を示す工程図
【図3】 一般的な有機LED素子の製造方法を示す工程図
【符号の説明】
1 基板
2 透明電極
3 有機層
4 基板
5 陰極
6 導電性ペースト
Claims (2)
- 基板上に形成された透明導電膜の上に発光層を含む1層以上の有機層を成膜する工程と、
前記有機層上に溶融した金属を付与して陰極を形成する工程と、
を含み、
前記陰極を形成する工程は、
対向基板上に陰極を形成する工程と、
前記基板と前記対向基板を、前記有機層と前記陰極が接するように貼り合わせる工程と、
を含む有機LED素子の製造方法。 - 基板上に形成された透明導電膜の上に発光層を含む1層以上の有機層を成膜する工程と、
前記有機層上に溶融した金属を付与して陰極を形成する工程と、
を含み、
前記陰極を形成する工程は、
前記基板上の前記有機層上に、金属を配置する工程と、
前記金属を前記有機層上で溶融させる工程と、
を含む有機LED素子の製造方法。
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