JP2008234989A - Organic electroluminescent device and line head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置、及びラインヘッドに関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescence device and a line head.
近年、液晶ディスプレイに代わる自発発光型ディスプレイとして、有機物を用いた有機エレクトロルミネッセンス装置(以下、有機EL装置と称す)の開発が加速している。有機EL装置の画素として機能する有機EL素子(発光素子)は、その発光に寄与する層として有機機能材料からなる薄膜を有しており、その膜厚は通常100nm以下である。係る有機薄膜の成膜方法としては、低分子の有機機能材料の場合には蒸着が一般的であるが、蒸着法では大面積に均一に成膜するのが困難であるため、有機薄膜の材料として高分子材料を用い、液相法を用いて基体に塗布することで大面積に均一な膜厚の有機薄膜を形成することが検討されている。このような有機薄膜を液相法で形成する方法として、例えば液体材料を微小液滴の形態で基体上に付着させるインクジェット法が用いられる。 In recent years, development of organic electroluminescence devices using organic substances (hereinafter referred to as organic EL devices) is accelerating as spontaneous emission type displays that replace liquid crystal displays. An organic EL element (light emitting element) that functions as a pixel of an organic EL device has a thin film made of an organic functional material as a layer that contributes to light emission, and the film thickness is usually 100 nm or less. As a method for forming such an organic thin film, vapor deposition is generally used in the case of a low molecular organic functional material, but it is difficult to form a film uniformly over a large area by the vapor deposition method. It has been studied to form an organic thin film having a uniform film thickness over a large area by applying a polymer material to the substrate using a liquid phase method. As a method for forming such an organic thin film by a liquid phase method, for example, an ink jet method in which a liquid material is deposited on a substrate in the form of microdroplets is used.
インクジェット法を用いる際に、基板上に無機材料からなる無機隔壁と有機材料からなる有機隔壁とを積層した積層隔壁(隔壁構造)を形成し、親液処理と撥液処理とを順次行うことで、無機隔壁の表面を親液化するとともに有機隔壁上及びその側面部分を撥液化し、選択的に積層隔壁(隔壁構造)に囲まれた画素領域にインクを充填させ、有機薄膜を形成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来技術では、画素領域を構成する積層隔壁の内側面が有機隔壁から構成されているため、該有機隔壁が機能液に対して撥液性を示すことで、隔壁構造の内側面に沿って機能液を良好に濡れ拡がらせることができない。すると、機能液は、隔壁構造の内側面から一部浮き上がった状態となる。このような状態で機能液を乾燥させて有機薄膜を形成すると、その平坦性が低下してしまうといった問題があった。 However, in the above prior art, since the inner side surface of the laminated partition wall constituting the pixel region is composed of organic partition walls, the organic partition wall exhibits liquid repellency with respect to the functional liquid. Along with this, the functional fluid cannot be spread well. Then, the functional liquid is partially lifted from the inner surface of the partition wall structure. When the functional liquid is dried in such a state to form an organic thin film, there is a problem that flatness of the organic thin film is lowered.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、平坦性の高い有機薄膜が形成された、有機エレクトロルミネッセンス装置、及びラインヘッドを提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of such a situation, Comprising: It aims at providing the organic electroluminescent apparatus and line head in which the organic thin film with high flatness was formed.
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、基板上に設けられた隔壁構造で区画された開口部内に、陽極と陰極との間に有機機能層が設けられてなる発光素子を備える有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記隔壁構造は、有機材料から構成され前記陽極を囲んで設けられる第1隔壁と、絶縁性無機材料から構成され、前記陽極の上端部から前記基板面を通り、前記第1隔壁の内側面の少なくとも一部を覆った状態に設けられる第2隔壁とから構成されることを特徴とする。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
That is, the organic electroluminescence device of the present invention includes an organic electroluminescence device including a light emitting element in which an organic functional layer is provided between an anode and a cathode in an opening section defined by a partition wall structure provided on a substrate. The partition structure is made of an organic material and is provided to surround the anode, and is made of an insulating inorganic material. The partition wall structure passes through the substrate surface from the upper end of the anode and passes through the first partition wall. It is comprised from the 2nd partition provided in the state which covered at least one part of the inner surface of this.
例えば液相法を用いて有機機能層を形成する場合、有機機能層を構成する機能液に対して第2隔壁を親液性とし、第1隔壁を撥液性とする。そこで、本発明を採用すれば、有機機能層の形成時に隔壁構造に囲まれた開口部内に配置された機能液は、隔壁構造の上面に付与された撥液性によって弾かれ開口部内に流れ込むようになる。このとき、開口部(第1隔壁)の内側面は第2隔壁によって覆われているので、機能液に対して親液性が付与されたものとなる。よって、機能液は開口部内に良好に濡れ拡がるので、この機能液を乾燥させることで成膜された有機機能層は平坦性が高いものとなる。したがって、平坦性の高い有機機能層を備えることで、発光ムラなどが良好に防止された、高信頼性の有機EL装置が実現される。 For example, when the organic functional layer is formed using a liquid phase method, the second partition is made lyophilic and the first partition is made liquid repellent with respect to the functional liquid constituting the organic functional layer. Therefore, if the present invention is adopted, the functional liquid disposed in the opening surrounded by the partition wall structure when the organic functional layer is formed is repelled by the liquid repellency provided on the upper surface of the partition wall structure and flows into the opening. become. At this time, since the inner surface of the opening (first partition) is covered with the second partition, lyophilicity is imparted to the functional liquid. Therefore, since the functional liquid spreads well in the opening, the organic functional layer formed by drying the functional liquid has high flatness. Therefore, by providing the organic functional layer with high flatness, a highly reliable organic EL device in which unevenness in light emission and the like is prevented well is realized.
また、上記有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記有機機能層は液相法を用いて形成されたものであり、前記有機機能層の形成時に、前記第1隔壁の表面は前記有機機能層を構成する機能液に対して撥液性を示し、前記第2隔壁の表面は前記機能液に対して親液性を示すのが好ましい。
このようにすれば、液相法を用いることで、第1隔壁に囲まれる領域に平坦性の高い有機機能層を簡便かつ確実に形成できる。
また、前記有機機能層は、スピンコート法を用いて高分子有機材料を塗布した後、乾燥させることで構成してもよい。
このようにすれば、有機機能層を構成する高分子有機材料を第1隔壁内に簡便且つ均一に塗布することができるので、該高分子有機材料から構成される有機機能膜は平坦性の高く、低コストなものとなる。
あるいは、前記有機機能層は、液滴吐出法を用いて高分子有機材料を含む機能液を吐出した後、乾燥させることで構成してもよい。
このようにすれば、液滴吐出法(インクジェット法)によって選択的に機能液を塗布できるので、材料の無駄等を無くすことができるので、平坦性の高い有機機能膜を低コストで提供できる。
Moreover, in the said organic electroluminescent apparatus, the said organic functional layer is formed using the liquid phase method, The surface of the said 1st partition comprises the said organic functional layer at the time of formation of the said organic functional layer. It is preferable that liquid repellency is exhibited with respect to the functional liquid, and the surface of the second partition wall is lyophilic with respect to the functional liquid.
In this way, by using the liquid phase method, an organic functional layer having high flatness can be easily and reliably formed in a region surrounded by the first partition.
Further, the organic functional layer may be configured by applying a polymer organic material using a spin coating method and then drying.
In this way, since the high molecular organic material constituting the organic functional layer can be easily and uniformly applied in the first partition, the organic functional film made of the high molecular organic material has high flatness. It will be low cost.
Alternatively, the organic functional layer may be configured by discharging a functional liquid containing a polymer organic material using a droplet discharge method and then drying the functional liquid.
In this case, since the functional liquid can be selectively applied by a droplet discharge method (inkjet method), waste of materials and the like can be eliminated, and thus a highly flat organic functional film can be provided at low cost.
また、上記有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第1隔壁が前記陽極を複数囲んで形成されるのが好ましい。
このようにすれば、陽極毎に第1隔壁を形成する必要が無いので、製造工程を簡略化することができ、複数の発光部を備えるラインヘッドに好適に採用することができる。
In the organic electroluminescence device, it is preferable that the first partition wall is formed so as to surround the anode.
In this way, since it is not necessary to form the first partition for each anode, the manufacturing process can be simplified, and it can be suitably employed for a line head including a plurality of light emitting units.
また、上記有機エレクトロルミネッセンス装置においては、前記第1隔壁の内側面が、断面視した状態でテーパー形状をなすのが好ましい。
このようにすれば、前記第1隔壁の内側面がテーパー形状をなすため、該第1隔壁の内側面を覆う第2隔壁は陽極の上面に対してテーパー状となる。よって、第1隔壁内に配置された機能液はテーパー面に沿って良好に濡れ広がり、結果的に有機機能層の平坦性を向上させることができる。
Moreover, in the said organic electroluminescent apparatus, it is preferable that the inner surface of the said 1st partition forms a taper shape in the state seen in cross section.
In this case, since the inner surface of the first partition wall is tapered, the second partition wall covering the inner surface of the first partition wall is tapered with respect to the upper surface of the anode. Therefore, the functional liquid disposed in the first partition wall spreads well along the tapered surface, and as a result, the flatness of the organic functional layer can be improved.
本発明のラインヘッドは、上記の有機エレクトロルミネッセンス装置から構成されることを特徴とする。 The line head of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned organic electroluminescence device.
本発明のラインヘッドによれば、発光ムラが少ないので、例えば感光体として用いられる感光体ドラムを良好に感光させることができ、信頼性の高いものとなる。 According to the line head of the present invention, since there is little light emission unevenness, for example, a photosensitive drum used as a photosensitive member can be satisfactorily exposed, and the reliability becomes high.
(有機エレクトロルミネッセンス装置)
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置(以下、有機EL装置と称す)実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は本実施形態の有機EL装置の回路構成図、図2は、同有機EL装置に備えられた各画素の平面構造を示す図であって陰極や有機機能層を取り除いた状態を示す図である。また図3は、図2のA−A線に沿う断面構成を示す図である。本実施形態の有機EL装置は、例えば後述するような画像形成装置におけるラインヘッド、或いは電子機器等の表示手段として好適に用いることができるものである。
(Organic electroluminescence device)
Hereinafter, an organic electroluminescence device (hereinafter referred to as an organic EL device) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of an organic EL device according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram illustrating a planar structure of each pixel provided in the organic EL device, in which a cathode and an organic functional layer are removed. It is. FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional configuration along the line AA of FIG. The organic EL device of the present embodiment can be suitably used as a display unit for a line head or an electronic device in an image forming apparatus as will be described later, for example.
図1に示すように、有機EL装置1は、透明の基板上に、複数の走査線31と、これら走査線31に対して交差する方向に延びる複数の信号線32と、これら信号線32に並列に延びる複数の共通給電線33とがそれぞれ配線されたもので、走査線31及び信号線32の各交点に画素領域71が設けられて構成されたものである。
As shown in FIG. 1, the
信号線32に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、及びアナログスイッチ等を備えるデータ側駆動回路72が設けられている。一方、走査線31に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタ等を備える走査側駆動回路73が設けられている。また、画素領域71の各々には、走査線31を介して走査信号(電力)がゲート電極に供給されるスイッチング用TFT(薄膜トランジスタ)42と、このスイッチング用TFT42を介して信号線32から供給される画像信号を保持する保持容量capと、保持容量capによって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用TFT43と、この駆動用TFT43を介して共通給電線33に電気的に接続したときに共通給電線33から駆動電流が流れ込む画素電極(陽極)141と、この画素電極41と陰極54との間に挟み込まれる有機層(有機機能層)40と、が設けられている。そして、前記画素電極41と陰極54と、有機層40とによって構成される素子が有機EL発光素子(発光素子)である。
For the
このような構成のもとに、走査線31が駆動されてスイッチング用TFT42がオンとなると、そのときの信号線32の電位(電力)が保持容量capに保持され、該保持容量capの状態に応じて、駆動用TFT43のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用TFT43のチャネルを介して共通給電線33から画素電極41に電流(電力)が流れ、さらに有機層40を通じて陰極54に電流が流れることにより、有機層40は、これを流れる電流量に応じて発光する。
Under such a configuration, when the
次に、図2に示す画素71の平面構造をみると、画素71は、平面視略矩形状の画素電極41の四辺が、信号線32、共通給電線33、走査線31及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。
Next, looking at the planar structure of the
(断面構造)
また図3に示す画素71の断面構造をみると、基板(基体)P上に、駆動用TFT43が設けられており、駆動用TFT43を覆って形成された複数の絶縁膜を介し、基板P上に有機EL発光素子200が形成されている。有機EL発光素子200は、基板P上に立設されたバンク(隔壁部材)50に囲まれた開口部51内に設けられており、画素電極41と陰極54との間に有機層40が挟持された構成となっている。
(Cross-section structure)
Further, in the cross-sectional structure of the
前記基板Pとしては、本実施形態のようなトップエミッション型の有機EL装置の場合、有機EL発光素子200が配設された側から光を取り出す構成であるので、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板も用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム(プラスチックフィルム)等が挙げられる。
画素電極41は、金属材料等の適宜な導電材料によって形成でき、例えばCr膜、Au膜、Ti/ITOの積層膜等を好適に用いることができる。
In the case of the top emission type organic EL device as in the present embodiment, the substrate P is configured to extract light from the side on which the organic EL
The
前記陰極54は、前記バンク構造50の上面、さらにはバンク構造50の側面部を形成する壁面を覆った状態で基板P上に形成される。この陰極54を形成するための材料としては透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはITOが好適であるが、他の透光性導電材料であっても構わない。また、透明導電膜からなる陰極54と発光層40Bとの間に、バソクプロイン(BCP)とCsの共蒸着膜等からなる電子注入層を設けてもよい。
なお、本発明に係る有機EL装置は、トップエミッション型に限定されず、ボトムエミッション型についても適用可能である。この場合には、前記画素電極41はITO膜等の透明導電膜により形成され、前記陰極54としてAl等の反射性を有する金属膜が用いられる。なお、陰極54と発光層40Bとの間に、Ca,Ba等からなる電子注入層を設けてもよい。
The
The organic EL device according to the present invention is not limited to the top emission type, and can be applied to a bottom emission type. In this case, the
駆動用TFT43は、半導体層21に形成されたソース領域43、ドレイン領域43b、及びチャネル領域43cと、半導体層表面に形成されたゲート絶縁膜22を介してチャネル領域43cに対向するゲート電極143Aとを主体として構成されている。半導体層21及びゲート絶縁膜22を覆う第1層間絶縁膜23が形成されており、この第1層間絶縁膜23を貫通して半導体層21に達するコンタクトホール34,35内に、それぞれドレイン電極36、ソース電極38が埋設され、各々の電極はドレイン領域43b、ソース領域43に導電接続されている。第1層間絶縁膜23の上層には、第2層間絶縁膜24が形成されており、この第2層間絶縁膜24に貫設されたコンタクトホールに画素電極41の一部が埋設されている。そして画素電極41とドレイン電極36とが導電接続されることで、駆動用TFT43と画素電極41(有機EL発光素子200)とが電気的に接続されている。
The driving
前記バンク構造は、アクリル等の有機材料からなる有機バンク50A(第1隔壁)と、SiO2、SiN等の絶縁性無機材料(本実施形態では、SiO2を用いた)からなる無機バンク(第2隔壁)50Bとから構成される。具体的には、有機バンク50Aが前記画素電極41を囲むように前記第2層間絶縁膜24上に形成されている。そして、無機バンク(第2隔壁)50Bが、前記画素電極41の周辺部に一部乗り上げ、前記画素電極41の一部(上面)を露出させた状態に形成されている。すなわち、前記有機バンク50Aの内側面(開口部51の内側面)は、無機バンク50Bによって覆われた構成となっている。
The bank structure includes an
また、前記有機バンク50Aの内側面は、断面視した状態でテーパー形状をなす傾斜面となっている。前記バンク構造50の底面部には、画素電極41が露出し、このバンク構造50により区画されることで形成された開口部51内に有機層40が配置されている。
In addition, the inner side surface of the
図4は、前記バンク構造50の概略構成を示す平面図である。なお、図4中では、バンク構造50を構成する有機バンク50A、及び無機バンク50B以外の構成の図示を省略している。図4に示すように、前記バンク構造50によって構成される前記開口部51は、平面視略円形状となっている。すなわち、前記有機バンク50Aに区画される領域は円形をなし、この有機バンク50A内に形成される無機バンク50Bには、前記有機バンク50Aと同心状の開口部が形成されており、この開口部内に画素電極41が臨まれている。このように無機バンク50Bから露出した画素電極41の面積が発光領域に対応している。
本実施形態に係る有機EL装置1は、上述したような円形状の発光領域を複数備えており、後述するようなラインヘッドとして好適に採用される。
FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the
The
上記有機層40はインクジェット法(液相法)により形成されたものである。詳細については後述するが、前記バンク構造50の開口部51内に有機層40を構成する機能液が吐出されると、前記バンク構造50の内側面に沿って前記機能液が良好に塗れ拡がる。そのため、前記有機層40は非常に平坦性が高いものとなる。
The
前記有機層40は、正孔注入層40Aと、発光層40Bとを積層した構成の有機機能層である。正孔注入層40Aは、発光層40Bへの電荷輸送性を高め、発光効率を高めることを目的として設けられる層であり、その形成材料としては、例えばポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体等、またはそれらのドーピング体等が用いられる。具体的には、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液等が用いられる。この分散液に用いる溶媒には、例えばイソプロピルアルコール(IPA)、n−ブチルアルコール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコール類等の極性溶媒を挙げることができる。
The
前記発光層40Bの形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。発光層40Bの形成に際しては、上記に挙げた形成材料を溶媒に溶解して調製した液体材料を、正孔注入層40A上に配し、溶媒を蒸発させて機能層を得る方法が適用される。前記溶媒としては、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等の非極性溶媒を例示できる。
As a material for forming the
発光層40Bの形成材料の具体例としては、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)等を好適なものとして挙げることができる。
また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素等の高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
尚、上述した高分子材料に代えて、従来公知の低分子材料を用いることもできる。また、必要に応じて発光層40B上に、フッ化リチウムとカルシウムの積層膜等の電子注入層を設けてもよい。
Specific examples of the material for forming the
Further, these polymer materials include polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, nile red, coumarin 6, quinacridone. It can also be used by doping a low molecular weight material such as.
In addition, it replaces with the polymeric material mentioned above, a conventionally well-known low molecular material can also be used. Moreover, you may provide electron injection layers, such as a laminated film of lithium fluoride and calcium, on the
ところで、陰極54の上層側には、保護層を形成してもよい。係る保護層を設けることで、製造プロセス時に陰極54が腐食されるのを防止する効果が得られ、無機化合物、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合物により形成できる。陰極54を無機化合物からなる保護層で覆うことにより、無機酸化物からなる陰極54への酸素等の侵入を良好に防止することができる。なお、保護層は、基板Pの外周部の絶縁層上まで、10nmから300nm程度の厚みに形成される。
Incidentally, a protective layer may be formed on the upper layer side of the
ここで、前記有機EL装置1の製造方法を説明し、この有機EL装置1が平坦性の高い有機層40を備える理由を述べる。
Here, a method for manufacturing the
(有機EL装置の製造方法)
次に、上記有機EL装置1の製造方法について図5、図6を参照して説明する。本実施形態では、トップエミッション型の有機EL装置を製造する場合について説明する。
(Method for manufacturing organic EL device)
Next, a method for manufacturing the
まず、図5(a)に示すように、ガラス基板等の基板P上に、駆動用TFT43、第1層間絶縁膜23、第2層間絶縁膜24を順に形成し、該第2層間絶縁膜24に形成したコンタクトホールを介して、前記駆動用TFT43に対して電気的に接続された画素電極41を形成した後、画素電極41を囲むようにしてアクリルからなる有機バンク50Aを形成する。具体的には、有機材料を塗布し、該有機材料を乾燥(仮乾燥)する。続いて、有機材料に対してパターニングを行うことで有機バンク50Aを形成する。なお、前記有機材料の塗布方法として、スプレーコート、ロールコート、ダイコート、ディップコート等の各種方法を適用することが可能である。
また、有機材料には、それぞれ感光性材料からなるものが用いられ、後述するインクジェット工程により吐出される液体材料に対し親液性を備えたものを採用し、例えばアクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料を用いている。
First, as shown in FIG. 5A, a driving
In addition, organic materials that are each made of a photosensitive material are used, and those that are lyophilic with respect to the liquid material discharged by the inkjet process described later are used, for example, organic insulating materials such as acrylic and polyimide Is used.
そして、この有機バンク50Aによって形成された開口部の内面に、例えばCVD法によって無機材料としてSiO2を成膜する。そして、この無機材料のうち、前記画素電極41を覆っている部分を、例えばフォトリソグラフ法により選択的に除去し、前記画素電極41の上面を露出させる。この工程により、図5(a)に示すように、前記有機バンク50Aの内側面を覆う無機バンク50Bが形成される。以上の工程により、有機バンク50A及び無機バンク50Bからなるバンク構造50を前記第2層間絶縁膜24上に形成できる。このバンク構造50には、後工程において有機層40を形成するための開口部51が形成されている。
Then, SiO 2 is formed as an inorganic material on the inner surface of the opening formed by the
次に、図5(b)に示すように、基板P上のバンク構造50に対し、親液処理としての酸素プラズマ処理を行う。具体的に本実施形態では、プラズマパワー300Kw、酸素ガス流量50〜100cc/min、基板搬送速度10mm/secの条件で行う。続けて、前記バンク構造50の表面に撥液処理を施す。係る撥液処理として、例えばバンク構造50の表面をフッ素系化合物等で表面処理するといった方法を採用できる。フッ素化合物としては、例えばCF4、SF6、C3F8、C2F6等があり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、UV照射処理等が挙げられる。具体的に本実施形態では、プラズマパワー550Kw、CF4ガス流量50〜100SCCM、基板搬送速度20mm/secの条件で行う。このとき、上記親液処理により、前記バンク構造50のうち、前記無機バンク50Bの表面(同図中、破線で示す)は親液性を有するようになる。また、撥液処理により、前記バンク構造50のうち、前記有機バンク50Aの表面は撥液性を有するようになる。撥液処理時に、ITO膜からなる画素電極41や、無機バンク50Bの表面は有機バンク50Aの表面よりも撥液化されにくいことから有機バンク50Aの表面(同図中、2点鎖線で示す)のみが選択的に撥液化される。すなわち、本実施形態では、図5(b)に示されるように、有機バンク50Aのみで構成されるバンク構造50の上面が撥液化され、無機バンク50Bで覆われるバンク構造50の内壁面は撥液化される。このように、バンク構造50に囲まれる領域内に液体材料に対する親和性の異なる領域が形成される。
Next, as shown in FIG. 5B, an oxygen plasma process as a lyophilic process is performed on the
次に、機能液として、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液を用意し、例えばインクジェット法等の液相法を用い、図6(c)に示すようにインクジェットヘッドHから前記バンク構造50の開口部51に機能液Sを滴下する。このとき、前記バンク構造50の上面を構成する有機バンク50Aは機能液に対して撥液性を有したものとなっている。そのため、有機バンク50Aの上面に前記機能液が滴下された場合に、機能液Sは撥液処理によって弾かれる。一方、前記バンク構造50の内側面側には、前記機能液Sに対して親液性を示す、無機バンク50Bおよび画素電極41が設けられている。そのため、バンク構造50の上面で弾かれ、開口部51内に流れ込んだ機能液Sは内側面に沿って良好に濡れ拡がる。具体的には、液溜りS1(機能液S)は、親液性を示す無機バンク50Bと撥液性を示す有機バンク50Aとの界面部分まで濡れ拡がり、バンク構造50の上面に対して突出した状態となる。
Next, as a functional liquid, a dispersion of 3,4-polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) is prepared, for example, using a liquid phase method such as an inkjet method, as shown in FIG. The functional liquid S is dropped from the inkjet head H to the
次に、上記機能液Sを乾燥する。乾燥方法は、自然乾燥や加温乾燥、減圧乾燥等、公知の方法で行うことが可能である。ここで、機能液Sは開口部51内部(バンク構造50の内側面)に沿って良好に濡れ拡がっているため、この状態で機能液Sを乾燥させることで、図6(d)に示すように画素電極41上に平坦性の高い正孔注入層40Aを形成できる。
Next, the functional liquid S is dried. The drying method can be performed by a known method such as natural drying, warm drying, or reduced pressure drying. Here, since the functional liquid S is well spread along the inside of the opening 51 (inner side surface of the bank structure 50), the functional liquid S is dried in this state as shown in FIG. In addition, the
次に、正孔注入層40A上に発光層40Bを形成する。具体的には、上述の正孔注入層40Aと同様に、インクジェット法を用い、バンク構造50内に発光層40Bを構成する機能液を配置し、乾燥させて形成する。このとき、上述の正孔注入層40Aが均一な膜厚に形成されているので、その上に形成される発光層40Bも膜厚が均一化され、正孔注入層40Aと発光層40Bとから構成される有機層40は全体として均一な膜厚となる(図3参照)。
Next, the
そして、有機層40上に陰極54を形成する。具体的には、蒸着法、スパッタ法、CVD法等で形成することができる。特に蒸着法で形成することが、熱による発光層40Bの損傷を防止できる点で好ましい。
Then, a
そして、バンク構造50を含む基板P上の領域に保護層を形成し、さらに封止部材を用いて有機EL素子及び保護層を封止する。この封止工程については、公知の工程を適用することができるので、詳細は省略することとする。なお、封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、陰極54にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極54に侵入して陰極54が酸化されるおそれがあるので好ましくない。
以上の工程により、図3に示した有機EL装置1を製造できる。
And a protective layer is formed in the area | region on the board | substrate P containing the
Through the above steps, the
上述した実施形態に係る有機EL装置1によれば、有機層40が形成されるバンク構造50において、その上面を機能液に対して撥液性を示す有機バンク50Aから構成し、その内側面が機能液に対して親液性を示す無機バンク50Bで覆われた構成とした。この構成により、開口部51内に配置された機能液を上面に付与された撥液性によって開口部51内に流れ込ませる。このとき、機能液は開口部51内に良好に濡れ拡がるので、この機能液を乾燥させることで成膜される有機層40は画素電極41上にて平坦性が高いものとなる。
したがって、均一な発光を得ることができ、優れた表示品質をもつ有機EL装置1を実現することができる。
According to the
Therefore, uniform light emission can be obtained, and the
(変形例)
なお、上記実施形態に係る有機EL装置1では、前記無機バンク50Bが有機バンク50Aの内側面を完全に覆った構成としたが、本発明はこれに限定されない。以下、上記有機EL装置1の変形例について説明する。図7は本変形例に係る有機EL装置の概略構成断面図であり、上記第1実施形態における図3に相当する図である。本変形例に係る有機EL装置は、前記無機バンク50Bが有機バンク50Aの内側面の一部を覆う点で第1実施形態と相違している。
(Modification)
In the
図8(a),(b)は、本変形例に係る有機EL装置にて開口部51に機能液を配置し、バンク構造50に有機層40を形成する工程を示し、上記第1実施形態における図6(c),(d)に相当する図である。なお、それ以外の工程については上記実施形態と共通であることから、その詳細な説明については省略する。
FIGS. 8A and 8B show a process of disposing a functional liquid in the
まず、上記隔壁構造50に対して親液処理および撥液処理を行った後、図8(a)に示すように、インクジェット法により3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液(機能液)を開口部51に吐出する。すると、液溜りS1は無機バンク50Bと有機バンク50Aとの境界部分で弾かれた状態で、開口部51内に保持される。ここで、開口部51は有機バンク50Aの内側面の一部が無機バンク50Bで覆われているので、本変形例に係る有機EL装置は、無機バンク50Bが有機バンク50Aの内側面を全く覆っていない従来構成に比べ、開口部51の機能液に対する親液性が相対的に高められたものとなる。なお、有機バンク50Aの内側面は、下端部(すなわち、前記第2層間絶縁膜24と前記有機バンク50Aとの界面部分)から50%以上の高さまで無機バンク50Bで覆うのが好ましい。このようにすれば、バンク構造50によって形成される開口部51内に機能液を吐出した際に平坦性の高い有機層40を得ることができる。
First, after the lyophilic treatment and the liquid repellent treatment were performed on the
続けて、上記機能層を乾燥させる。よって、図8(b)に示すように画素電極41上に平坦性の高い正孔注入層40Aを形成できる。正孔注入層40Aは、無機バンク50B上の一部(図8(b)中、Aで示される領域)に正孔注入層40Aの一部が形成されるが、この領域は発光に寄与しないことから実使用上問題はない。
続けて、正孔注入層40A上に上記実施形態と同様に発光層40Bを形成する。このとき、上述の正孔注入層40Aが均一な膜厚に形成されているので、その上に形成される発光層40Bも膜厚が均一化され、正孔注入層40Aと発光層40Bとから構成される有機層40は、全体として均一な膜厚を有するものとなる。以下、上記実施形態と同様の工程により、有機EL装置を製造できる(図7参照)。
Subsequently, the functional layer is dried. Therefore, as shown in FIG. 8B, a highly flat
Subsequently, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係る有機EL装置について説明する。図9は本実施形態に係る有機EL装置の概略構成を示し、上記第1実施形態の図3に相当する図である。なお、第1実施形態と同様となる部分については、その詳細な説明を省略する。また、図9中では、画素電極41に電気的に接続される駆動用TFT43等の図示を省略している。
第2実施形態に係る有機EL装置は、前記有機バンク50Aが前記画素電極41を複数囲んで形成されている点で第1実施形態と相違している。
(Second Embodiment)
Next, an organic EL device according to the second embodiment will be described. FIG. 9 shows a schematic configuration of the organic EL device according to the present embodiment, and corresponds to FIG. 3 of the first embodiment. Detailed description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted. Further, in FIG. 9, illustration of the driving
The organic EL device according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the
図9に示すように、本実施形態では有機バンク50Aが複数の有機EL発光素子200を取り囲むように形成されている。すなわち、本実施形態では前記有機バンク50Aが複数の画素領域を区画する共通バンクを兼ねている。前記有機バンク50Aの内側面は、無機バンク50Bによって覆われた構成となっている。前記無機バンク50Bは、第2層間絶縁膜24の表面及び有機バンク50Aの内側面を覆った状態に形成されている。前記無機バンク50Bは各画素電極41の上端部から前記基板P面を通り、有機バンク50Aの内側面を覆うように形成されている。ここで、前記有機バンク50Aの内側面は、断面視した状態でテーパー形状をなす傾斜面となっている。前記第2層間絶縁膜24上には、前記無機バンク50Bおよび前記有機バンク50Aからなるバンク構造50が形成されている。このバンク構造50によって規定される開口部51内に前記有機層40が配設されている。
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the
図10は、本実施形態におけるバンク構造50の概略構成を示す平面図である。なお、図10中では、無機バンク50A及び無機バンク50Bのみを図示しており、その他の部材については図示を省略している。図10に示すように、前記バンク構造50によって構成される前記開口部52は、平面視略長円形状となっている。すなわち、前記有機バンク50Aにより囲まれる領域は長円形状をなし、この有機バンク50A内に形成される無機バンク50Bには、平面視略円形状の開口部53が形成されており、この開口部53内に画素電極41が臨まれるようになっている。このように開口部53内に臨まれる画素電極41の面積が発光領域に対応している。
FIG. 10 is a plan view showing a schematic configuration of the
本実施形態に係る有機EL装置は、図9に示したようにバンク構造50の開口部52内に複数の画素電極41が配置されている。前記開口部52内には、正孔注入層40A及び発光層40Bが順に積層され、有機層40が形成される。そして、有機層40上に陰極54、及び保護層(図示せず)が設けられる。本実施形態に係る有機EL装置は、上述したように有機バンク50Aが発光領域毎に形成されていないため、インクジェット法を用いた場合に発光層40Bの塗り分けができない。そのため、本実施形態に係る有機EL装置は、1つの発光色(例えば、赤色)を備えるラインヘッドとして用いるのが好適である。
In the organic EL device according to the present embodiment, a plurality of
上記有機層40は上記実施形態と同様にインクジェット法(液相法)により形成される。前記バンク構造50の開口部52内に前記有機層40を構成する機能液が吐出されると、前記バンク構造50の内側面に沿って前記機能液が良好に塗れ拡がる。そのため、前記有機層40は非常に平坦性が高いものとなっている。
The
次に、本実施形態に係る有機EL装置の製造方法について図11を参照して説明する。本実施形態では、トップエミッション型の有機EL装置を製造する場合について説明する。図11(a),(b)は、本実施形態に係る有機EL装置にて開口部52に機能液を配置し、バンク構造50に有機層40を形成する工程を示し、上記第1実施形態における図6(c),(d)に相当する図である。なお、それ以外の工程については上記実施形態と共通であることから、その詳細な説明については省略する。
Next, a method for manufacturing the organic EL device according to this embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a case of manufacturing a top emission type organic EL device will be described. FIGS. 11A and 11B show a process of disposing a functional liquid in the
まず、上記隔壁構造50に対して親液処理および撥液処理を行った後、図11(a)に示すように、インクジェット法により3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液(機能液)を開口部51に吐出する。このとき、液溜りS1(機能液)は無機バンク50Bと有機バンク50Aとの境界部分で弾かれた状態で保持される。機能液は開口部52内部(バンク構造50の内側面)に沿って良好に濡れ拡がっているので、この状態で機能液を乾燥させることで、図11(b)に示すように画素電極41上に平坦性の高い正孔注入層40Aを形成できる。また、上述の正孔注入層40Aが均一な膜厚に形成されているので、その上に形成される発光層40Bも膜厚が均一化され、正孔注入層40Aと発光層40Bとから構成される有機層40は全体として均一な膜厚となる(図9参照)。
したがって、本実施形態に係る有機EL装置によれば、上記実施形態と同様に、均一な発光を得ることができ、優れた表示品質をもつ有機EL装置1を実現することができる。
First, after the lyophilic treatment and the liquid repellent treatment were performed on the
Therefore, according to the organic EL device according to the present embodiment, uniform light emission can be obtained and the
(参考例)
次に、図12に基づいて、有機EL装置の参考例について説明する。図12は有機EL装置の拡大断面図である。本参考例に係る有機EL装置は、図12に示すように、画素電極41の周辺部に一部乗り上げ、前記画素電極41の上面を露出させた状態に、SiO2からなる無機バンク80が形成されている。そして、この無機バンク80上にアクリルから構成される有機バンク81が形成されている。この有機バンク81は上記第2実施形態と同様に、複数の画素電極(発光領域)41を囲む共通バンクを兼ねている。前記有機バンク81の内側面は、平面視テーパー形状となっている。そして、前記無機バンク80上から前記有機バンク81の内側面を覆うように他の無機バンク83が形成されている。他の無機バンク83の形成材料としては、絶縁性無機材料が好ましく、例えばSiO2、SiNを例示できる。すなわち、本参考例に係る有機EL装置は、有機バンク81、無機バンク80、及び他の無機バンク83によってバンク構造84が構成されたものとなっている。
(Reference example)
Next, a reference example of the organic EL device will be described with reference to FIG. FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the organic EL device. In the organic EL device according to this reference example, as shown in FIG. 12, an
図13は、上記参考例に係る有機EL装置を製造する一工程(正孔注入層40Aを形成する工程)を示す断面図である。まず、上記バンク構造84に対して親液処理および撥液処理を行った後、図13(a)に示すように、インクジェット法により3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液(機能液)をバンク構造84内に吐出する。このとき、液溜りS1(機能液)は他の無機バンク83と有機バンク81との境界部分で弾かれ、開口部85内に保持される。ここで、有機バンク81の内側面の一部が他の無機バンク83で覆われているので、他の無機バンク83が設けられない従来構成に比べ、開口部85の機能液に対する親液性が相対的に高められたものとなる。なお、前記他の無機バンク83は、有機バンク81の内側面における下端部(無機バンク80と有機バンク81との界面)から50%以上の高さまで覆うのが好ましく、これによれば、平坦性の高い正孔注入層40Aを得ることができる。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing one step of manufacturing the organic EL device according to the reference example (step of forming
続けて、上記液溜りS1を乾燥させ、図13(b)に示すように画素電極41上に平坦性の高い正孔注入層40Aが形成される。正孔注入層40Aは、他の無機バンク83上の一部(図13(b)中、Bで示される領域)に正孔注入層40Aの一部が形成されるが、この領域は発光に寄与しないことから実使用上問題はない。
続けて、正孔注入層40A上に上記実施形態と同様に発光層40Bを形成する。このとき、上述の正孔注入層40Aが均一な膜厚に形成されているので、その上に形成される発光層40Bも膜厚が均一化され、正孔注入層40Aと発光層40Bとから構成される有機層40は、全体として均一な膜厚を有するものとなる(図12参照)。以下同様の工程により、有機EL装置が製造される。
Subsequently, the liquid reservoir S1 is dried, and a
Subsequently, the
(画像形成装置)
次に、本発明の有機EL装置から構成されるラインヘッドを備えた画像形成装置について説明する。図14は、画像形成装置100を示す概略構成図である。
(Image forming device)
Next, an image forming apparatus provided with a line head composed of the organic EL device of the present invention will be described. FIG. 14 is a schematic configuration diagram illustrating the
画像形成装置100は、転写媒体122の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム116を備えている。感光体ドラム116の周囲には、感光体ドラム116の回転方向(図中に矢印で示す)に沿って、露光装置115、現像装置118及び転写ローラ121が順次配設されている。感光体ドラム116は、回転軸117の周りに回転可能に設けられており、その外周面には、回転軸方向中央部に感光面116Aが形成されている。露光装置115及び現像装置118は感光体ドラム116の回転軸117に沿って長軸状に配置されており、その長軸方向の幅は、感光面116Aの幅と概ね一致している。
The
この画像形成装置100では、まず、感光体ドラム116が回転する過程において、露光装置115の上流側に設けられた図示略の帯電装置により感光体ドラム116の表面(感光面116A)が例えば正(+)に帯電され、次いで露光装置115により感光体ドラム116の表面が露光されて表面に静電潜像LAが形成される。さらに、現像装置118の現像ローラ119により、トナー(現像剤)130が感光体ドラム116の表面に付与され、静電潜像LAの電気的吸着力によって静電潜像LAに対応したトナー像が形成される。なお、トナー粒子は正(+)に帯電されている。
In the
現像装置118によるトナー像の形成後は、感光体ドラム116の更なる回転によりトナー像が転写媒体122に接触し、転写ローラ121により転写媒体122の背面からトナー像のトナー粒子とは逆極性の電荷(ここでは負(−)の電荷)が付与され、これに応じて、トナー像を形成するトナー粒子が感光体ドラム116の表面から転写媒体122に吸引され、トナー像が転写媒体122の表面に転写される。
After the toner image is formed by the developing
露光装置115は、複数の有機EL素子200を有するラインヘッド110と、該ラインヘッド110から放射された光Lを正立等倍結像させる複数のレンズ素子113を有する結像光学素子112とを備えている。ラインヘッド110と結像光学素子112とは、互いにアライメントされた状態で図示略のヘッドケースによって保持され、感光体ドラム116上に固定されている。
The
ラインヘッド110は、複数の有機EL素子200を感光体ドラム116の回転軸117に沿って配列してなる発光素子列120と、有機EL素子200を駆動させる図示略の駆動素子からなる駆動素子群と、これら駆動素子(駆動素子群)の駆動を制御する制御回路群111とを備えている。有機EL素子200、駆動素子群及び制御回路群111は長細い矩形の素子基板(基体)2上に一体形成されている。
The
結像光学素子112は、日本板硝子株式会社製のセルフォック(登録商標)レンズ素子と同様の構成からなるレンズ素子113を感光体ドラム116の回転軸117に沿って千鳥状に2列配列(配置)してなるレンズ素子列114を備えている。
The imaging
この画像形成装置100は、ラインヘッド110が上記第2実施形態に係る有機EL装置で構成されている。したがって、発光ムラが少ないので、感光体ドラムを良好に感光させることができ、露光不良の生じない信頼性の高い画像形成装置となる。
In this
(電子機器)
次に、本発明の有機EL装置に係る他の応用例として、有機EL装置を備えた電子機器について説明する。図15は、携帯電話の表示部に上記第1実施形態に係る有機EL装置を適用した例についての概略構成図である。同図に示す携帯電話300は、上記実施形態の有機EL装置を小サイズの表示部301として備え、複数の操作ボタン302、受話口303、及び送話口304を備えて構成されている。上記各実施の形態の有機EL装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、プロジェクタ、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、かかる構成とすることで、光ムラが少なく高い表示品位を得る表示部を備えた電子機器を提供できる。
(Electronics)
Next, as another application example related to the organic EL device of the present invention, an electronic apparatus including the organic EL device will be described. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of an example in which the organic EL device according to the first embodiment is applied to a display unit of a mobile phone. A
1…有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置)、40…有機層(有機機能層)、50…バンク構造(隔壁構造)、50A…有機バンク(第1隔壁)、50B…無機隔壁(第2隔壁)、51…開口部、110…ラインヘッド、200…有機EL発光素子(発光素子)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記隔壁構造は、有機材料から構成され前記陽極を囲んで設けられる第1隔壁と、絶縁性無機材料から構成され、前記陽極の上端部から前記基板面を通り、前記第1隔壁の内側面の少なくとも一部を覆った状態に設けられる第2隔壁とから構成されることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 An organic electroluminescence device including a light emitting element in which an organic functional layer is provided between an anode and a cathode in an opening sectioned by a partition wall structure provided on a substrate,
The barrier rib structure is made of an organic material and is provided to surround the anode. The barrier rib structure is made of an insulating inorganic material, passes through the substrate surface from the upper end of the anode, and is formed on the inner surface of the first barrier rib. An organic electroluminescence device comprising: a second partition wall provided in a state of covering at least a part thereof.
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