JP5672789B2 - 発光装置の製造方法 - Google Patents
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Description
前記隔壁および前記第1電極がそのうえに形成された前記支持基板を用意する工程と、
前記第1の有機EL層となる材料からなるEL層用薄膜を、前記複数の有機EL素子が設けられる表示領域に全面に亘って形成し、このEL層用薄膜をさらに薄膜化することによって第1の有機EL層を形成する工程と、
前記第2の有機EL層となる材料を含むインキを、前記隔壁によって画定される領域に供給し、さらにこれを固化することによって第2の有機EL層を形成する工程と、
第2電極を形成する工程とを含む、発光装置の製造方法に関する。
まず発光装置の構成について説明する。図1は本実施形態の発光装置1の一部を拡大して模式的に示す平面図であり、図2は本実施形態の発光装置1の一部を拡大して模式的に示す断面図である。発光装置1は主に、支持基板2と、支持基板2上において予め設定される区画を画定する隔壁3と、隔壁3によって画定される区画に設けられる複数の有機EL素子4とを含んで構成される。
(I)赤色有機EL素子4Rが行方向Xにそれぞれ所定の間隔をあけて配置される行。
(II)緑色有機EL素子4Gが行方向Xにそれぞれ所定の間隔をあけて配置される行。
(III)青色有機EL素子4Bが行方向Xにそれぞれ所定の間隔をあけて配置される行。
本工程では、隔壁3および第1電極6がそのうえに形成された前記支持基板2を用意する。本工程では、隔壁および第1電極がそのうえに形成された支持基板を市場から入手してもよいが、本工程において隔壁および第1電極を支持基板上に形成することによって、これらが形成された支持基板を用意してもよい。
本工程では前記第1の有機EL層となる材料からなるEL層用薄膜を、前記複数の有機EL素子が設けられる表示領域に亘って連続して形成し、このEL層用薄膜をさらに薄膜化することによって第1の有機EL層7を形成する。
図4は正孔輸送層8、第2の有機EL層9および陰極を形成する工程を説明するための図である。
つぎに第2電極10を形成する。前述したように本実施形態では第2電極10を支持基板2上の全面に形成する。これによって複数の有機EL素子を基板上に形成することができる。
以下では有機EL素子の構成についてさらに詳しく説明する。有機EL素子は、有機EL層として少なくとも1層の発光層を有するが、上述したように有機EL層として、たとえば正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層、正孔ブロック層、電子輸送層、および電子注入層などを有する。
発光層から放たれる光が陽極を通って素子外に出射する構成の有機EL素子の場合、陽極には光透過性を示す電極が用いられる。光透過性を示す電極としては、金属酸化物、金属硫化物および金属などの薄膜を用いることができ、電気伝導度および光透過率の高いものが好適に用いられる。具体的には酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO、インジウム亜鉛酸化物(Indium Zinc Oxide:略称IZO)、金、白金、銀、および銅などから成る薄膜が用いられ、これらの中でもITO、IZO、または酸化スズから成る薄膜が好適に用いられる。陽極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法などを挙げることができる。
陰極の材料としては、仕事関数が小さく、発光層への電子注入が容易で、電気伝導度の高い材料が好ましい。また陽極側から光を取出す構成の有機EL素子では、発光層から放たれる光を陰極で陽極側に反射するために、陰極の材料としては可視光に対する反射率の高い材料が好ましい。陰極には、たとえばアルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属および周期表の13族金属などを用いることができる。陰極の材料としては、たとえばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属、前記金属のうちの2種以上の合金、前記金属のうちの1種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの1種以上との合金、またはグラファイト若しくはグラファイト層間化合物などが用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などを挙げることができる。また陰極としては導電性金属酸化物および導電性有機物などから成る透明導電性電極を用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、ITO、およびIZOを挙げることができ、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などを挙げることができる。なお陰極は、2層以上を積層した積層体で構成されていてもよい。なお電子注入層が陰極として用いられることもある。
正孔輸送層を構成する正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、ポリシラン若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン若しくはその誘導体、ポリチオフェン若しくはその誘導体、ポリアリールアミン若しくはその誘導体、ポリピロール若しくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)若しくはその誘導体、又はポリ(2,5−チエニレンビニレン)若しくはその誘導体などを挙げることができる。
発光層は、通常、主として蛍光及び/又はりん光を発光する有機物、または該有機物とこれを補助するドーパントとから形成される。ドーパントは、たとえば発光効率の向上や、発光波長を変化させるために加えられる。なお発光層を構成する有機物は、低分子化合物でも高分子化合物でもよく、塗布法によって発光層を形成する場合には、発光層は高分子化合物を含むことが好ましい。発光層を構成する高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量はたとえば103〜108程度である。発光層を構成する発光材料としては、たとえば以下の色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料、ドーパント材料を挙げることができる。
色素系材料としては、たとえば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体などを挙げることができる。
金属錯体系材料としては、たとえばTb、Eu、Dyなどの希土類金属、またはAl、Zn、Be、Ir、Ptなどを中心金属に有し、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを配位子に有する金属錯体を挙げることができ、たとえばイリジウム錯体、白金錯体などの三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミニウムキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、フェナントロリンユーロピウム錯体などを挙げることができる。
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素系材料や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどを挙げることができる。
電子輸送層を構成する電子輸送材料としては、公知のものを使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン若しくはその誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体などを挙げることができる。
電子注入層を構成する材料としては、発光層の種類に応じて最適な材料が適宜選択され、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうちの1種類以上を含む合金、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、およびこれらの物質の混合物などを挙げることができる。アルカリ金属、アルカリ金属の酸化物、ハロゲン化物、および炭酸塩の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウムなどを挙げることができる。また、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウムなどを挙げることができる。電子注入層は、2層以上を積層した積層体で構成されてもよく、たとえばLiF/Caなどを挙げることができる。
図3(1)〜図3(3)までの工程を行い、図3(1)〜図3(3)における隔壁3上および第1電極6上の表面の撥液性の程度を測定した。なお撥液性の指標として、溶液(水またはアニソール)との接触角を測定した。接触角は、自動接触角測定装置(英弘精機社製:OCA20)を使用して測定した。
図3(1)、図3(2)、図3(3)にそれぞれ示す基板上に、同じ形成条件で、正孔輸送層、発光層をそれぞれ形成した。すなわち、(イ)F4−TCNQが形成されていない基板(図3(1))上に、正孔輸送層または発光層を形成し、(ロ)EL層用薄膜が形成された基板(図3(2))上に、正孔輸送層または発光層を形成し、(ハ)第1の有機EL層が形成された基板(図3(3))上に、正孔輸送層または発光層を形成した。
陽極としてITO薄膜が形成された基板に対して、酸素ガスを使用した真空プラズマ処理装置を用いてその表面を洗浄した。
上記有機EL素子1の作製において、正孔注入層を形成しないこと以外は、有機EL素子1の作製と同様にして有機EL素子2を作製した。
電源のプラス側をITO電極側に接続し、電源のマイナス側をアルミニウム電極側に接続して、電圧を印加し、有機EL素子1、2に電流を流し、流れた電流量と発光輝度を測定して発光効率を計算した。有機EL素子1の発光効率を「1」とすると、有機EL素子2の発光効率は「0.5」であった。このように、膜厚が3nmのF4−TCNQからなる正孔注入層を有する有機EL素子は、この正孔注入層を有しない有機EL素子に比べて、高効率で発光することが確認された。
2 支持基板
3 隔壁
4 有機EL素子
5 凹部
6 第1電極
7 第1の有機EL層(正孔注入層)
7a EL層用薄膜
8 正孔輸送層
9 第2の有機EL層(発光層)
10 第2電極
12 支持基板
13 隔壁
15 隔壁に囲まれた領域
17 インキ
18 有機EL層
19 共通層
Claims (7)
- 支持基板と、支持基板上において予め設定される区画を画定する隔壁と、隔壁によって画定される区画に設けられる複数の有機EL素子とを備える発光装置であり、前記有機EL素子が、第1電極、第1の有機EL層、第2の有機EL層および第2電極がこの順で支持基板上に積層されて構成される、発光装置の製造方法であって、
前記隔壁および前記第1電極がそのうえに形成された前記支持基板を用意する工程と、 前記第1の有機EL層となる材料からなるEL層用薄膜を、前記複数の有機EL素子が設けられる表示領域に全面に亘って形成し、このEL層用薄膜をさらに薄膜化することによって第1の有機EL層を形成する工程と、
前記第2の有機EL層となる材料を含むインキを、前記隔壁によって画定される領域に供給し、さらにこれを固化することによって第2の有機EL層を形成する工程と、
第2電極を形成する工程とを含み、
前記第1の有機EL層となる材料が、昇華性を示す材料であり、前記EL層用薄膜を加熱することによって前記EL層用薄膜の薄膜化を行う、発光装置の製造方法。 - 前記EL層用薄膜を薄膜化することによって、膜厚が10nm以下の第1の有機EL層を形成する、請求項1記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1の有機EL層となる材料を含むインキを、支持基板上に供給することによって、前記EL層用薄膜を形成する、請求項1または2に記載の発光装置の製造方法。
- 前記第1の有機EL層となる材料が、電子受容性を示す材料である、請求項1〜3のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 前記電子受容性を示す材料が、p−ベンゾキノン誘導体およびテトラシアノキノジメタン誘導体からなる群から選択される1種以上の材料である、請求項4記載の発光装置の製造方法。
- シート抵抗が500Ω/□以上の第1の有機EL層を形成する、請求項1〜5のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法。
- 請求項1〜6のいずれか1つに記載の発光装置の製造方法によって製造された発光装置。
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