JP5013048B2 - 赤色有機発光素子およびこれを備えた表示装置 - Google Patents
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Description
本発明は、熱転写法により形成された赤色有機発光素子および表示装置に関する。
有機発光素子の製造方法の一つとして、熱転写を用いたパターン作製法が開示されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。従来の熱転写法では、赤色，緑色，青色の三色の有機発光素子を形成するためには、一般的に発光色数と同じく三回の転写が必要である。有機層の一部に共通層を採用する場合（例えば、特許文献３参照。）も同様である。
特開平９−１６７６８４号公報
特開２００２−２１６９５７号公報
特開２００５−２３５７４２号公報
しかしながら、転写法では、ドナー基板と転写対象となる基板との合わせ、分離、レーザ照射など、複雑な工程が多数必要で、装置の複雑化および高額化を招き、タクトタイムの短縮も困難であった。また、各色用のドナー基板が必要となるので、ランニングコストも高額となるという問題があった。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、熱転写法を用いて簡素な工程により形成することができる赤色有機発光素子およびこれを備えた表示装置を提供することにある。
本発明による赤色有機発光素子は、基板に、第１電極と、赤色発光材料および緑色発光材料と正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含む混合層を有する赤色有機層と、第２電極とを順に備えたものである。赤色発光材料は、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）であり、緑色発光材料は、クマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）であり、正孔輸送性材料，前記電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種は、ＡＤＮ（ジ（２−ナフチル）アントラセン）である。
本発明による表示装置は、上記本発明の赤色有機発光素子を備えたものである。
本発明による赤色有機発光素子、または本発明による表示装置では、赤色有機層が、赤色発光材料および緑色発光材料と正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含む混合層を有しているので、エネルギー準位の低い赤色にエネルギー移動が起こり、赤色発光が支配的になる。
本発明の赤色有機発光素子、または本発明の表示装置によれば、赤色有機層が、赤色発光材料と緑色発光材料と正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含む混合層を有するようにしたので、熱転写法によりドナー基板から赤色発光材料を含む赤色転写層と緑色発光材料を含む緑色転写層とを一括転写するという簡素な工程で混合層を形成することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る赤色有機発光素子を用いた表示装置の断面構造を表すものである。この表示装置は、極薄型の有機発光カラーディスプレイ装置などとして用いられるものであり、例えば、ガラスなどよりなる基板１１の上に、赤色の光を発生する赤色有機発光素子１０Ｒと、緑色の光を発生する緑色有機発光素子１０Ｇと、青色の光を発生する青色有機発光素子１０Ｂとが、順に全体としてマトリクス状に形成されている。なお、赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂは短冊形の平面形状を有し、隣り合う赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂの組み合わせが一つの画素を構成している。画素ピッチは例えば３００μｍである。
赤色有機発光素子１０Ｒは、基板１１の側から、陽極としての第１電極１２、絶縁膜１３、後述する混合層１４ＲＣを含む赤色有機層１４Ｒ、および陰極としての第２電極１５がこの順に積層された構成を有している。緑色有機発光素子１０Ｇは、基板１１の側から、第１電極１２、絶縁膜１３、後述する緑色単色層１４ＧＣを含む緑色有機層１４Ｇ、および第２電極１５がこの順に積層された構成を有している。青色有機発光素子１０Ｂは、基板１１の側から、第１電極１２、絶縁膜１３，後述する青色単色層１４Ｄを含む青色有機層１４Ｂ、および第２電極１５がこの順に積層された構成を有している。
このような赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂは、保護膜１６により被覆され、更にこの保護膜１６上に接着層２０を間にしてガラスなどよりなる封止用基板３０が全面にわたって貼り合わされることにより封止されている。
第１電極１２は、例えば、ＩＴＯ（インジウム・スズ複合酸化物）により構成されている。なお、第１電極１２は、アクティブマトリクス駆動を可能とするため、基板１１上に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）およびこれを覆う平坦化絶縁膜（いずれも図示せず）の上に設けられていてもよい。その場合、第１電極１２は、平坦化絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介してＴＦＴに電気的に接続されている。
絶縁膜１３は、第１電極１２と第２電極１５との絶縁性を確保するとともに発光領域を正確に所望の形状にするためのものであり、例えばポリイミドなどの感光性樹脂により構成されている。絶縁膜１３には、発光領域に対応して開口部が設けられている。
赤色有機層１４Ｒは、例えば、第１電極１２の側から順に、正孔注入層１４Ａ１，正孔輸送層１４Ａ２，混合層１４ＲＣ，青色単色層１４Ｄおよび電子輸送層１４Ｅを積層した構成を有する。緑色有機層１４Ｇは、例えば、第１電極１２の側から順に、正孔注入層１４Ａ１，正孔輸送層１４Ａ２，緑色単色層１４ＧＣ，青色単色層１４Ｄおよび電子輸送層１４Ｅを積層した構成を有する。青色有機層１４Ｂは、例えば、第１電極１２の側から順に、正孔注入層１４Ａ１，正孔輸送層１４Ａ２，青色単色層１４Ｄおよび電子輸送層１４Ｅを積層した構成を有する。これらのうち正孔注入層１４Ａ１，正孔輸送層１４Ａ２，青色単色層１４Ｄおよび電子輸送層１４Ｅは、赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂの共通層である。正孔注入層１４Ａ１は、正孔注入効率を高めるためのものであると共に、リークを防止するためのバッファ層である。正孔輸送層１４Ａ２は、発光層である混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄへの正孔輸送効率を高めるためのものである。混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄは、電界をかけることにより電子と正孔との再結合が起こり、光を発生するものである。電子輸送層１４Ｅは、混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄへの電子輸送効率を高めるためのものである。なお、正孔注入層１４Ａ１，正孔輸送層１４Ａ２および電子輸送層１４Ｅは、必要に応じて設ければよく、発光色によりそれぞれ構成が異なっていてもよい。電子輸送層１４Ｅと第２電極１５との間には、ＬｉＦ，Ｌｉ２ Ｏなどよりなる電子注入層（図示せず）を設けてもよい。
正孔注入層１４Ａ１は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、例えば２５ｎｍであり、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）あるいは４，４’，４”−トリス（２−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（２−ＴＮＡＴＡ）により構成されている。正孔輸送層１４Ａ２は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、例えば３０ｎｍであり、４，４’−ビス（Ｎ−１−ナフチル−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（α−ＮＰＤ）により構成されている。
混合層１４ＲＣは、赤色発光材料と、正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含んでいる。赤色発光材料は蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。混合層１４ＲＣは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、例えば１５ｎｍであり、ＡＤＮ（ジ（２−ナフチル）アントラセン）に赤色発光材料として２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）を３０重量％混合したものにより構成されている。
緑色単色層１４ＧＣは、緑色発光材料と、正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含んでいる。緑色発光材料は蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。緑色単色層１４ＧＣは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、例えば１５ｎｍであり、ＡＤＮに緑色発光材料としてクマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）を５重量％混合したものにより構成されている。
青色単色層１４Ｄは、青色発光材料と、正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含んでいる。青色発光材料は蛍光性のものでも燐光性のものでもよい。青色単色層１４Ｄは、例えば、厚みが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、例えば１５ｎｍであり、ＡＤＮに青色発光材料として４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）を２．５重量％混合したものにより構成されている。
電子輸送層１４Ｅは、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、例えば２０ｎｍであり、８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ3 ）により構成されている。
第２電極１５は、透明電極または半透過性電極により構成されており、混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄで発生した光は第２電極１５側から取り出されるようになっている。第２電極１５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であり、アルミニウム（Ａｌ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ナトリウム（Ｎａ）などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金（ＭｇＡｇ合金）が好ましい。
保護膜１６は、赤色有機層１４Ｒ，緑色有機層１４Ｇおよび青色有機層１４Ｂに水分などが侵入することを防止するためのものであり、透過水性および吸水性の低い材料により構成されると共に十分な厚みを有している。また、保護膜１６は、混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｃで発生した光に対する透過性が高く、例えば８０％以上の透過率を有する材料により構成されている。このような保護膜１６は、例えば、厚みが２μｍないし３μｍ程度であり、無機アモルファス性の絶縁性材料により構成されている。具体的には、アモルファスシリコン（α−Ｓｉ），アモルファス炭化シリコン（α−ＳｉＣ），アモルファス窒化シリコン（α−Ｓｉ1-x Ｎx ）およびアモルファスカーボン（α−Ｃ）が好ましい。これらの無機アモルファス性の絶縁性材料は、グレインを構成しないので透水性が低く、良好な保護膜１６となる。また、保護膜１６は、ＩＴＯのような透明導電材料により構成されていてもよい。
接着層２０は、例えば熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂により構成されている。
封止用基板３０は、赤色有機発光素子１０Ｒ、緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂの第２電極１５の側に位置しており、接着層２０と共に赤色有機発光素子１０Ｒ、緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂを封止するものである。また、封止用基板３０は、混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄで発生した光を第２電極１５側から取り出すため、赤色有機発光素子１０Ｒ、緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂで発生した光に対して透明なガラスなどの材料により構成されている。
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。
図２はこの表示装置の製造方法の流れを表す流れ図であり、図３ないし図１１は、図２に示した製造方法を工程順に表すものである。
まず、図３（Ａ）に示したように、上述した材料よりなる基板１１の上に、例えばスパッタ法により、上述した材料よりなる第１電極１２を形成し、例えばドライエッチングにより所定の形状に成形する（ステップＳ１０１）。なお、基板１１の所定の位置には、後述する一括転写工程においてドナー基板との位置合わせに使用するアライメントマークが形成されている。
次いで、同じく図３（Ａ）に示したように、基板１１の全面にわたり感光性樹脂を塗布し、例えばフォトリソグラフィ法により成形して第１電極１２に対応する部分に開口部を設け、焼成して、絶縁膜１３を形成する（ステップＳ１０２）。
続いて、図３（Ｂ）に示したように、例えば蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる正孔注入層１４Ａ１および正孔輸送層１４Ａ２を順次成膜する（ステップＳ１０３）。
そののち、正孔輸送層１４Ａ２の上に、ドナー基板を用いた熱転写法により、赤色有機発光素子１０Ｒの形成予定領域１０Ｒ１に混合層１４ＲＣを形成すると共に、緑色有機発光素子１０Ｇの形成予定領域１０Ｇ１に緑色単色層１４ＧＣを形成する。この工程は、転写層形成工程と、一括転写工程とを含む。
（ドナー基板の構成）
図４は、この工程に用いられるドナー基板の構成を、転写層を形成しない未使用の状態で表したものである。ドナー基板１００は、基体１１０の表面側、すなわち基板１１と対向する側に、反射層１２０および吸収層１３０を有している。基体１１０は、基板１１との位置合わせが可能な堅固さを有すると共に、レーザ光に対する透過性の高い材料、例えばガラスまたはアクリル等の樹脂により構成されている。反射層１２０は、例えば銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を含む合金など反射率の高い金属材料により構成されている。このほか、長波長域に限れば、反射層１２０の構成材料は、金（Ａｕ），銅（Ｃｕ）あるいはこれらを含む合金でもよい。吸収層１３０は、例えば、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），チタン（Ｔｉ）あるいはこれらを含む合金など吸収率の高い金属材料により構成されている。吸収層１３０は、炭素（Ｃ）または黒色顔料により構成されていてもよい。
図４は、この工程に用いられるドナー基板の構成を、転写層を形成しない未使用の状態で表したものである。ドナー基板１００は、基体１１０の表面側、すなわち基板１１と対向する側に、反射層１２０および吸収層１３０を有している。基体１１０は、基板１１との位置合わせが可能な堅固さを有すると共に、レーザ光に対する透過性の高い材料、例えばガラスまたはアクリル等の樹脂により構成されている。反射層１２０は、例えば銀（Ａｇ）または銀（Ａｇ）を含む合金など反射率の高い金属材料により構成されている。このほか、長波長域に限れば、反射層１２０の構成材料は、金（Ａｕ），銅（Ｃｕ）あるいはこれらを含む合金でもよい。吸収層１３０は、例えば、クロム（Ｃｒ），モリブデン（Ｍｏ），チタン（Ｔｉ）あるいはこれらを含む合金など吸収率の高い金属材料により構成されている。吸収層１３０は、炭素（Ｃ）または黒色顔料により構成されていてもよい。
このドナー基板１００は、基体１１０の表面側からみて、基板１１における赤色有機発光素子１０Ｒの形成予定領域に対応した赤色転写層形成予定領域１００Ｒ１には反射層１２０、それ以外の領域には吸収層１３０を有している。これにより、このドナー基板１００では、赤色転写層を反射層１２０上にのみ選択的に形成することができるようになっている。
また、ドナー基板１００は、基体１１０の裏面側からみて、緑色転写層非転写領域（以下、単に「非転写領域」という。）１００ＮＰには反射層１２０、それ以外の領域には吸収層１３０を有している。これにより、このドナー基板１００では、非転写領域１００ＮＰの緑色転写層を基板１１に転写させずに基体１１０上に残存させることができるようになっている。この非転写領域１００ＮＰは、基板１１における青色有機発光素子１０Ｂの形成予定領域１０Ｂ１に対応している。
赤色転写層形成予定領域１００Ｒ１には、基体１１０の側から順に、吸収層１３０および反射層１２０が形成されている。このように反射層１２０と基体１１０との間に吸収層１３０を設けることにより、基体１１０の裏面側からレーザ光を照射して赤色転写層を基板１１に転写することができる。
なお、基体１１０上の反射層１２０および吸収層１３０の積層構成は、上述した条件を満たす限り、図４に示したものに限らず他の積層構成としてもよい。例えば、図４では、基体１１０の表面側全面に吸収層１３０、部分的に反射層１２０を設けるようにした構成を表しているが、図５に示したように、基体１１０の表面側全面に反射層１２０、部分的に吸収層１３０を設けるようにしてもよい。
（転写層形成工程）
このドナー基板１００に対して、まず、図６（Ａ）に示したように、基体１１０の表面側全面に、例えば真空蒸着により、上述した赤色発光材料を含む赤色転写層２００Ｒを形成する（ステップＳ２０１）。
このドナー基板１００に対して、まず、図６（Ａ）に示したように、基体１１０の表面側全面に、例えば真空蒸着により、上述した赤色発光材料を含む赤色転写層２００Ｒを形成する（ステップＳ２０１）。
次いで、図６（Ｂ）に示したように、真空中において、除去物回収用の透明基板３００をドナー基板１００に近接または密着させ、この透明基板３００を介して、基体１１０の表面側からレーザ光ＬＢ１を照射する。レーザ光ＬＢ１は吸収層１３０で光熱変換されるので、基体１１０の表面側からみて吸収層１３０が形成されている領域の赤色転写層２００Ｒは選択的に除去される（ステップＳ２０２）。これにより、赤色転写層形成予定領域１００Ｒ１のみに赤色転写層２００Ｒが形成される。このとき、赤色転写層形成領域１００Ｒ１に反射層１２０を設けたので、従来のようにレーザ光のスポット形状を成形して所定領域のみ選択的に照射するという複雑な工程は不要となり、レーザ光ＬＢ１を成形せずに全面照射しつつ反射層１２０上の赤色転写層２００Ｒのみを除去せずに残存させることができる。レーザ光ＬＢ１としては例えば波長８００ｎｍの半導体レーザ光を用い、照射条件としては例えば０．３ｍＷ／μｍ2 、スキャン速度５０ｍｍ／ｓとすることができる。
続いて、図７に示したように、基体１１０の表面側全面に、例えば真空蒸着により、上述した緑色発光材料を含む緑色転写層２００Ｇを形成する（ステップＳ２０３）。以上により、基体１１０の表面側の一部に赤色転写層２００Ｒ、表面側全面に緑色転写層２００Ｇを形成したドナー基板１００を形成する。
（一括転写工程）
そののち、図８に示したように、ドナー基板１００と基板１１とを対向配置し、基体１１０の裏面側からレーザ光ＬＢ２を照射することにより、赤色転写層２００Ｒと、緑色転写層２００Ｇのうち非転写領域１００ＮＰ以外の部分とを基板１１に一括転写する（ステップＳ３００）。これにより、図９に示したように、赤色有機発光素子１０Ｒの形成予定領域１０Ｒ１には混合層１４ＲＣが形成されると同時に、緑色有機発光素子１０Ｇの形成予定領域１０Ｇ１には緑色単色層１４ＧＣが形成される。このとき、非転写領域１００ＮＰに反射層１２０を設けたので、従来のようにレーザ光のスポット形状を成形して所定領域に選択的に照射するという複雑な工程は不要となり、レーザ光ＬＢ２を成形せずに全面照射しつつ非転写領域１００ＮＰの緑色転写層２００Ｇのみを転写せずに残存させることができる。レーザ光ＬＢ２としては例えば波長８００ｎｍの半導体レーザ光を用い、照射条件としては例えば０．３ｍＷ／μｍ2 、スキャン速度５０ｍｍ／ｓとすることができる。
そののち、図８に示したように、ドナー基板１００と基板１１とを対向配置し、基体１１０の裏面側からレーザ光ＬＢ２を照射することにより、赤色転写層２００Ｒと、緑色転写層２００Ｇのうち非転写領域１００ＮＰ以外の部分とを基板１１に一括転写する（ステップＳ３００）。これにより、図９に示したように、赤色有機発光素子１０Ｒの形成予定領域１０Ｒ１には混合層１４ＲＣが形成されると同時に、緑色有機発光素子１０Ｇの形成予定領域１０Ｇ１には緑色単色層１４ＧＣが形成される。このとき、非転写領域１００ＮＰに反射層１２０を設けたので、従来のようにレーザ光のスポット形状を成形して所定領域に選択的に照射するという複雑な工程は不要となり、レーザ光ＬＢ２を成形せずに全面照射しつつ非転写領域１００ＮＰの緑色転写層２００Ｇのみを転写せずに残存させることができる。レーザ光ＬＢ２としては例えば波長８００ｎｍの半導体レーザ光を用い、照射条件としては例えば０．３ｍＷ／μｍ2 、スキャン速度５０ｍｍ／ｓとすることができる。
一括転写工程を行ったのち、ドナー基板１００については、上述した転写層形成工程（ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３）を順に再び行うことにより赤色転写層２００Ｒおよび緑色転写層２００Ｇを再形成し、別の基板１１に対して一括転写工程を行う。図１０は、このようなドナー基板１００の作製兼再生の過程を表すものである。図１０（Ａ）に示した未使用の状態のドナー基板１００に対して、図１０（Ｂ）に示したように基体１１０の表面側全面に赤色転写層２００Ｒを形成し（ステップＳ２０１）、図１０（Ｃ）に示したようにレーザ光ＬＢ１の照射により赤色転写層２００Ｒを選択的に除去したのち（ステップＳ２０２）、図１０（Ｄ）に示したように基体１１０の表面側全面に緑色転写層２００Ｇを形成する（ステップＳ２０３）。次いで、図１０（Ｅ）に示したように一括転写工程を行う（ステップＳ３００）。このとき、ドナー基板１００の非転写領域１００ＮＰには緑色転写層２００Ｇが残存する。続いて、図１０（Ｆ）に示したように、非転写領域１００ＮＰに緑色転写層２００Ｇを残存させたまま、基体１１０の表面側に赤色転写層２００Ｒを形成し（ステップＳ２０１）、図１０（Ｃ）に示したようにレーザ光ＬＢ１を照射すると、赤色転写層２００Ｒを選択的に除去すると同時に、非転写領域１００ＮＰに残存する緑色転写層２００Ｇも除去することができる（ステップＳ２０２）。そののち、図１０（Ｄ）に示したように、基体１１０の表面側全面に緑色転写層２００Ｇを形成する（ステップＳ２０３）。このようにして、図１０（Ｃ）〜図１０（Ｆ）に示した工程の閉ループを構成することができ、一括転写後のドナー基板１００を洗浄して再利用するための工程や装置は不要となり、かつ、ドナー基板を一回使用しただけで廃棄することなく繰り返し使用することが可能となる。
（青色単色層形成工程）
一方、一括転写工程を行った後の基板１１については、図１１に示したように、例えば蒸着により、上述した青色発光材料を含む青色単色層１４Ｄを全面成膜する（ステップＳ４０１）。これにより、従来のように発光色数と同じく三回の転写を行う必要はなくなり、転写回数は一回に減らすことができる。
一方、一括転写工程を行った後の基板１１については、図１１に示したように、例えば蒸着により、上述した青色発光材料を含む青色単色層１４Ｄを全面成膜する（ステップＳ４０１）。これにより、従来のように発光色数と同じく三回の転写を行う必要はなくなり、転写回数は一回に減らすことができる。
更に、青色単色層１４Ｄに続いて、例えば蒸着により電子輸送層１４Ｅおよび第２電極１５も全面成膜する（ステップＳ４０２）。このようにして、赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂを形成する。
赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂを形成したのち、これらの上に上述した材料よりなる保護膜１６を形成する（ステップＳ４０３）。保護膜１６の形成方法は、下地に対して影響を及ぼすことのない程度に、成膜粒子のエネルギーが小さい成膜方法、例えば蒸着法またはＣＶＤ法が好ましい。また、保護膜１６は、第２電極１５を大気に暴露することなく、第２電極１５の形成と連続して行うことが望ましい。大気中の水分や酸素により赤色有機層１４Ｒ，緑色有機層１４Ｇおよび青色有機層１４Ｂが劣化してしまうのを抑制することができるからである。更に、赤色有機層１４Ｒ，緑色有機層１４Ｇおよび青色有機層１４Ｂの劣化による輝度の低下を防止するため、保護膜１６の成膜温度は常温に設定すると共に、保護膜１６の剥がれを防止するために膜のストレスが最小になる条件で成膜することが望ましい。
そののち、保護膜１６の上に、接着層２０を形成し、この接着層２０を間にして封止用基板３０を貼り合わせる（ステップＳ４０４）。以上により、図１に示した表示装置が完成する。
図１２は、図２に示した製造方法による表示装置の製造システムの一例を概略的に表したものである。この製造システム４００は、例えば、第１電極１２および絶縁膜１３を形成した基板１１に正孔注入層１４Ａ１および正孔輸送層１４Ａ２を形成する正孔注入層・正孔輸送層形成部４１０と、一括転写工程を行う一括転写部４２０と、青色単色層１４Ｄ，電子輸送層１４Ｅおよび第２電極１５を形成する青色単色層・電子輸送層・第２電極形成部４３０と、保護膜１６を形成する保護膜形成部４４０とがライン状に配置されている。一括転写部４２０には、上述した転写層形成工程を行う転写層形成部４５０が接続されている。転写層形成部４５０は、基体１１０の表面側全面に赤色転写層２００Ｒを形成する赤色転写層形成部４５１と、基体１１０の表面側からレーザ光ＬＢ１を照射することにより赤色転写層２００Ｒを選択的に除去する転写層選択的除去部４５２と、基体１１０の表面側全面に緑色転写層２００Ｇを形成する緑色転写層形成部４５３とがライン状に配置されている。なお、各部の配置は必ずしもライン状に限らず、放射状など他の配置でもよい。
この表示装置では、第１電極１２と第２電極１５との間に所定の電圧が印加されることにより、混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄに電流が注入され、正孔と電子とが再結合して発光が起こる。この光は、第２電極１５，保護膜１６および封止用基板３０を透過して取り出される。このとき、赤色有機発光素子１０Ｒでは、赤色有機層１４Ｒが、赤色発光材料および緑色発光材料を含む混合層１４ＣＲと、青色発光材料を含む青色単色層１４Ｄとを有するが、最もエネルギー準位の低い赤色にエネルギー移動が起こり、赤色発光が支配的となる。緑色有機発光素子１０Ｇでは、緑色有機層１４Ｇが、緑色発光材料を含む緑色単色層１４ＧＣと、青色発光材料を含む青色単色層１４Ｄとを有するが、よりエネルギー準位の低い緑色にエネルギー移動が起こり、緑色発光が支配的となる。青色発光素子１０Ｂでは、青色有機層１４Ｂが、青色発光材料を含む青色単色層１４Ｄのみを有するので、青色発光が生じる。
このように本実施の形態では、赤色有機層１４Ｒが、赤色発光材料と緑色発光材料とを含む混合層１４ＲＣを有するようにしたので、熱転写法によりドナー基板１００から赤色転写層２００Ｒと緑色転写層２００Ｇとを一括転写するという簡素な工程で混合層１４ＲＣを形成することができる。
また、ドナー基板１００には、基体１１０の表面側からみて赤色転写層形成予定領域１００Ｒ１に反射層１２０を設けるようにしたので、基体１００の表面側全面に赤色転写層２００Ｒを形成したのち、ドナー基板１００と基板１１とを対向配置し基体１１０の表面側からレーザ光ＬＢ１を照射することにより赤色転写層２００Ｒを選択的に除去し、反射層１２０上のみに赤色転写層２００Ｒを残存させることができる。
更に、このドナー基板１００には、基体１１０の裏面側からみて非転写領域１００ＮＰに反射層１２０を設けるようにしたので、基体１１０の表面側全面に緑色転写層２００Ｇを形成したのち、ドナー基板１００と基板１１とを対向配置し基体１１０の裏面側からレーザ光ＬＢ２を照射することにより緑色転写層２００Ｇのうち非転写領域１００ＮＰ以外の部分を選択的に基板１１に転写し、非転写領域１００ＮＰの部分を転写させずに基体１１０上に残存させることができる。
加えて、本実施の形態の表示装置の製造方法または製造システムによれば、このようなドナー基板１００に赤色転写層２００Ｒおよび緑色転写層２００Ｇを形成して基板１１に一括転写するようにしたので、赤色有機発光素子１０Ｒおよび緑色有機発光素子１０Ｇを形成するための転写を一回で行うことができ、簡素な工程により製造することができる。
更にまた、ドナー基板１００と基板１１との合わせ、分離、レーザ照射などの複雑な工程が少なくなり、装置構成を簡素化して装置コストを低減することができ、タクトタイムを短縮して生産性を向上させることができる。更に、転写回数を減らすことができるので、転写に起因する不良も低減することができると共に、各色用のドナー基板１００を必要としないのでランニングコスト削減も可能となる。
加えてまた、一括転写工程を行ったのちのドナー基板１００に対して転写層形成工程を再び行うことにより赤色転写層２００Ｒおよび緑色転写層２００Ｇを再形成し、別の基板１１に対して一括転写工程を行うようにすれば、一括転写後のドナー基板１００を洗浄して再利用するための工程や装置は不要となり、かつ、ドナー基板１００を一回使用しただけで廃棄することなく繰り返し使用することができる。よって、装置構成を簡略化し、装置コストおよびドナー基板のコストを更に下げることができる。
更にまた、一括転写工程を行ったのちに、赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇ，青色有機発光素子１０Ｂに共通の青色単色層１４Ｄを蒸着法などにより形成するようにすれば、従来のように発光色数と同じく三回の転写を行う必要がなく、転写回数を一回に減らすことができる。
（変形例）
図１３は、本発明の変形例に係るドナー基板の構成を未使用の状態で表したものである
。このドナー基板１００は、非転写領域１００ＮＰが、基板１１における赤色有機発光素子１０Ｒと緑色有機発光素子１０Ｇとの境界領域に対応している。これにより、このドナー基板１００では、一括転写工程において混合層１４ＲＣと緑色単色層１４ＧＣとの境界を明確に形成することができ、混色を確実に抑制することができるようになっている。なお、図１３では、図４に示したような基体１１０の表面側全面に吸収層１３０を形成し、部分的に反射層１２０を設けたドナー基板１００において、境界領域に対応して吸収層１３０と基体１１０との間に反射層１２０を追加的に形成した場合を表している。
図１３は、本発明の変形例に係るドナー基板の構成を未使用の状態で表したものである
。このドナー基板１００は、非転写領域１００ＮＰが、基板１１における赤色有機発光素子１０Ｒと緑色有機発光素子１０Ｇとの境界領域に対応している。これにより、このドナー基板１００では、一括転写工程において混合層１４ＲＣと緑色単色層１４ＧＣとの境界を明確に形成することができ、混色を確実に抑制することができるようになっている。なお、図１３では、図４に示したような基体１１０の表面側全面に吸収層１３０を形成し、部分的に反射層１２０を設けたドナー基板１００において、境界領域に対応して吸収層１３０と基体１１０との間に反射層１２０を追加的に形成した場合を表している。
なお、境界領域に非転写領域ＮＰを設けるための反射層１２０および吸収層１３０の積層構成は、基体１１０の裏面側からみて境界領域に対応して反射層１２０が形成されている限り、図１３に示したものに限らず、他の積層構成でもよい。例えば、図１４に示したように、境界領域１０Ｍに対応して吸収層１３０の一部を除去し、その領域を反射層１２０で被覆するようにしてもよい。また、図５に示したような基体１１０の表面側全面に反射層１３０を形成し、部分的に吸収層１３０を設けたドナー基板１００では、図１５に示したように、反射層１２０と基体１１０との間の吸収層１３０の一部を境界領域に対応して除去するようにしてもよい。
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、転写層形成工程および一括転写工程でレーザ光を照射する場合について説明したが、例えばランプなど他の輻射線を照射するようにしてもよい。
また、上記実施の形態では、基体１１０の基板１１に対向する側に反射層１２０および吸収層１３０を形成した場合について説明したが、反射層１２０および吸収層１３０は、上述した積層構成の条件を満たす限り、基体１１０の基板１１とは反対側に設けられていてもよい。ただし、基体１１０の基板１１に対向する側に設けるほうが、赤色転写層２００Ｒおよび緑色転写層２００Ｇの形成位置や転写位置の精度が高くなりやすく望ましい。
更に、例えば、上記実施の形態において説明した各層の材料および厚み、または成膜方法，成膜条件およびレーザ光ＬＢ１，ＬＢ２の照射条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法，成膜条件および照射条件としてもよい。例えば、第１電極１２は、ＩＴＯのほか、ＩＺＯ（インジウム・亜鉛複合酸化物）により構成されていてもよい。また、第１電極１２は、反射電極により構成してもよい。その場合、第１電極１２は、例えば、厚みが１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であり、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。例えば、第１電極１２を構成する材料としては、クロム（Ｃｒ），金（Ａｕ），白金（Ｐｔ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），タングステン（Ｗ）あるいは銀（Ａｇ）などの金属元素の単体または合金が挙げられる。更に、例えば第１電極１２は、誘電体多層膜を有するようにすることもできる。
加えて、例えば、上記実施の形態においては、基板１１の上に、第１電極１２，有機層１４および第２電極１５を基板１１の側から順に積層し、封止用基板３０の側から光を取り出すようにした場合について説明したが、積層順序を逆にして、基板１１の上に、第２電極１５，有機層１４および第１電極１２を基板１１の側から順に積層し、基板１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
更にまた、例えば、上記実施の形態では、第１電極１２を陽極、第２電極１５を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、第１電極１２を陰極、第２電極１５を陽極としてもよい。さらに、第１電極１２を陰極、第２電極１５を陽極とすると共に、基板１１の上に、第２電極１５，有機層１４および第１電極１２を基板１１の側から順に積層し、基板１１の側から光を取り出すようにすることもできる。
加えてまた、上記実施の形態では、赤色有機発光素子１０Ｒ，緑色有機発光素子１０Ｇおよび青色有機発光素子１０Ｂの構成を具体的に挙げて説明したが、全ての層を備える必要はなく、また、他の層を更に備えていてもよい。例えば、第１電極１２と有機層１４との間に、酸化クロム（ＩＩＩ）（Ｃｒ2 Ｏ3 ），ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide：インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）の酸化物混合膜）などからなる正孔注入用薄膜層を備えていてもよい。
更にまた、上記実施の形態では、第２電極１５が半透過性電極により構成され、混合層１４ＲＣ，緑色単色層１４ＧＣおよび青色単色層１４Ｄで発生した光を第２電極１５の側から取り出す場合について説明したが、発生した光を第１電極１２の側から取り出すようにしてもよい。この場合、第２電極１５はできるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。
１０Ｒ…赤色有機発光素子、１０Ｇ…緑色有機発光素子、１０Ｂ…青色有機発光素子、１１…基板、１２…第１電極、１３…絶縁膜、１４Ｒ…赤色有機層、１４Ｇ…緑色有機層、１４Ｂ…青色有機層、１４Ａ１…正孔注入層、１４Ａ２…正孔輸送層、１４ＲＣ…混合層、１４ＧＣ…緑色単色層、１４Ｄ…青色単色層、１４Ｅ…電子輸送層、１５…第２電極、１６…保護膜、２０…接着層、３０…封止用基板、１００…ドナー基板、１００Ｒ１…赤色転写層形成予定領域、１００ＮＰ…緑色転写層非転写領域（非転写領域）、１１０…基体、１２０…反射層、１３０…吸収層、２００Ｒ…赤色転写層、２００Ｇ…緑色転写層、３００…透明基板、４００…製造システム
Claims (2)
- 基板に、第１電極と、赤色発光材料および緑色発光材料と正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含む混合層を有する赤色有機層と、第２電極とを順に備え、
前記赤色発光材料は、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）であり、
前記緑色発光材料は、クマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）であり、
前記正孔輸送性材料，前記電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種は、ＡＤＮ（ジ（２−ナフチル）アントラセン）である
赤色有機発光素子。 - 基板に、第１電極と、赤色発光材料および緑色発光材料と正孔輸送性材料，電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種とを含む混合層を有する赤色有機層と、第２電極とを順に有する赤色有機発光素子を備え、
前記赤色発光材料は、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）であり、
前記緑色発光材料は、クマリン６（Ｃｏｕｍａｒｉｎ６）であり、
前記正孔輸送性材料，前記電子輸送性材料および両電荷輸送性材料のうち少なくとも１種は、ＡＤＮ（ジ（２−ナフチル）アントラセン）である
表示装置。
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