JP2009272277A - Organic electroluminescent element, method of manufacturing organic electroluminescent element, organic electroluminescent device, and method of manufacturing organic electroluminescent device - 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素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element, a method for producing an organic electroluminescence element, an organic electroluminescence device, and a method for producing an organic electroluminescence device.
有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと称す)を用いた発光素子として、有機EL素子が知られている。有機EL素子は、正孔を供給する陽極と電子を供給する陰極との間に、有機EL材料からなる有機発光層を含んだ有機機能層を有するものである。供給された正孔と電子とが有機発光層内で結合して、光を生じるようになっている。有機機能層は、正孔注入層や正孔輸送層、有機発光層等の有機層からなっている。これら有機層の形成方法としては、液滴吐出法、スピンコート法等の液相法を用いる方法(例えば、特許文献1)や蒸着法等の気相法を用いる方法が知られている。 An organic EL element is known as a light-emitting element using organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL). The organic EL element has an organic functional layer including an organic light emitting layer made of an organic EL material between an anode supplying holes and a cathode supplying electrons. The supplied holes and electrons are combined in the organic light emitting layer to generate light. The organic functional layer is composed of an organic layer such as a hole injection layer, a hole transport layer, or an organic light emitting layer. As a method for forming these organic layers, a method using a liquid phase method such as a droplet discharge method or a spin coating method (for example, Patent Document 1) or a method using a vapor phase method such as an evaporation method is known.
液相法を用いて有機EL素子を製造するには、まず画像信号をスイッチングする薄膜トランジスタと電気的に接続された画素電極を形成する。そして、画素電極の周囲に無機物隔壁層を形成し、画素電極を露出させて無機物隔壁層上に有機物隔壁層を形成する。そして、表面処理を行って、有機層の形成材料である液状体に対して無機物隔壁層を親液性にするとともに、有機物隔壁層を撥液性にする。そして、有機隔壁層の開口内側に液滴吐出法等で液状体を充填し、これを乾燥・焼成等により固化して有機層を形成する。液状体の充填・固化を繰り返すことにより有機層を積層して有機機能層を形成した後、この上に共通電極を形成すること等により、有機EL素子が得られる。 In order to manufacture an organic EL element using the liquid phase method, first, a pixel electrode electrically connected to a thin film transistor for switching an image signal is formed. Then, an inorganic partition wall layer is formed around the pixel electrode, and the pixel electrode is exposed to form an organic partition wall layer on the inorganic partition wall layer. Then, surface treatment is performed to make the inorganic partition wall lyophilic and to make the organic partition layer lyophobic with respect to the liquid that is the material for forming the organic layer. Then, a liquid material is filled inside the opening of the organic partition layer by a droplet discharge method or the like, and this is solidified by drying, baking, or the like to form an organic layer. An organic EL element is obtained by forming an organic functional layer by repeatedly filling and solidifying a liquid material to form an organic functional layer, and then forming a common electrode thereon.
このように、有機物隔壁層等によって区画された領域に液状体を充填すれば、位置精度を高めることができる。また、有機物は無機物よりも厚く成膜することが容易であるため、有機物隔壁層の開口内側の容積を大きくすることが容易である。容積を大きくすればここに充填可能な液状体の体積が大きくなり、有機層の膜厚を確保することが容易になる。
特許文献1のように液相法を用いると低コストで有機EL素子を製造することが可能であるが、有機EL素子の品質を向上させる観点から改善すべき点もある。
前記のように、有機物隔壁層を形成することは、液相法を用いて有機EL素子を製造する上で極めて有効である。ところが、有機物隔壁層の開口内側に液状体を充填し固化すると、形成された有機層に膜厚のばらつきを生じることがある。これは、以下の理由による。
When a liquid phase method is used as in
As described above, the formation of the organic partition wall layer is extremely effective in manufacturing an organic EL element using a liquid phase method. However, when the liquid material is filled inside the opening of the organic partition wall layer and solidified, the formed organic layer may vary in film thickness. This is due to the following reason.
有機物隔壁層は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂を成膜した後、この膜を露光・現像することにより形成されている。現像により形成された有機隔壁層は、その内壁が基板に対して傾斜面となっている。一般に、現像による加工精度はドライエッチング等に比べて低いため、有機物隔壁層の開口内壁の形状を高精度に制御することは困難である。そのため、通常は、開口内壁の基板に対する傾斜角が開口の周方向でばらつきを有している。一方、開口内側に充填された液状体は、有機隔壁層の撥液性により、その周縁において開口内壁と所定の接触角をなす形状となる。そのため、開口の周方向で開口内壁の傾斜角にばらつきを生じていると、液状体の形状がその周方向で変化して歪んでしまう。すると、液状体の乾燥時に液面の形状を反映して有機層が形成され、その表面が歪んでしまうことにより有機層の膜厚が部分的に変化してしまう。膜厚が不均一になると、有機EL素子の特性が低下してしまい、歩留りが損なわれてしまうこともある。 The organic partition wall layer is formed by forming an acrylic resin or a polyimide resin and then exposing and developing the film. The inner wall of the organic partition layer formed by development is inclined with respect to the substrate. In general, since the processing accuracy by development is lower than that of dry etching or the like, it is difficult to control the shape of the inner wall of the organic partition wall layer with high accuracy. Therefore, normally, the inclination angle of the inner wall of the opening with respect to the substrate varies in the circumferential direction of the opening. On the other hand, the liquid filled inside the opening has a shape that forms a predetermined contact angle with the inner wall of the opening at the periphery due to the liquid repellency of the organic partition wall layer. For this reason, if the inclination angle of the inner wall of the opening varies in the circumferential direction of the opening, the shape of the liquid material changes in the circumferential direction and is distorted. Then, when the liquid is dried, an organic layer is formed reflecting the shape of the liquid surface, and the surface of the organic layer is distorted, so that the film thickness of the organic layer partially changes. If the film thickness is not uniform, the characteristics of the organic EL element are deteriorated, and the yield may be impaired.
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、良好な有機EL素子を低コストで製造する方法を提供することを目的の1つとする。また、良好な有機EL素子を提供することを目的の1つとする。 This invention is made | formed in view of the said situation, Comprising: It aims at providing the method of manufacturing a favorable organic EL element at low cost. Another object is to provide a favorable organic EL element.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、所定の発光領域を有する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、基板上に第1電極を形成する工程と、前記基板上に前記第1電極の少なくとも一部を露出する開口部を備えた隔壁膜を形成する工程と、前記開口部の内壁と前記隔壁膜の前記開口部の周辺とを連続的に覆う絶縁膜を形成する工程と、前記隔壁膜の上面であって、平面視において前記絶縁膜と重ならない領域を前記液状の有機機能層形成材料に対して前記絶縁膜よりも撥液性にする工程と、少なくとも前記開口部の内側に有機発光層を含んだ有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に第2電極を形成する工程と、をこの順番で有し、前記有機機能層を形成する工程では、前記絶縁膜上にわたって液状の有機機能層形成材料を配置しこれを固化して前記有機機能層を形成することを特徴とする。 The manufacturing method of the organic electroluminescent element of this invention is a manufacturing method of the organic electroluminescent element which has a predetermined light emission area | region, Comprising: The process of forming a 1st electrode on a board | substrate, The said 1st electrode on a said board | substrate Forming a partition film having an opening exposing at least a part thereof, forming an insulating film continuously covering an inner wall of the opening and the periphery of the opening of the partition film, and the partition A step of making a region of the upper surface of the film that does not overlap with the insulating film in a plan view more liquid-repellent than the insulating film with respect to the liquid organic functional layer forming material, and at least organic inside the opening A step of forming an organic functional layer including a light emitting layer, and a step of forming a second electrode on the organic functional layer in this order. In the step of forming the organic functional layer, Nitta Place the organic functional layer forming material in liquid to solidify it and forming the organic functional layer.
有機機能層を形成する工程で開口部の内側と隔壁膜上に形成された部分の絶縁膜上とにわたって液状の有機機能層形成材料を配置すると、絶縁膜を液状の有機機能層形成材料に対して親液性にしておりかつ隔壁膜の上面であって平面視において絶縁膜と重ならない領域を撥液性にしているので、液状の有機機能層形成材料(以下、液状体と称す)は開口部の内側と絶縁膜上とに保持される。この液状体を乾燥や焼成等により固化すると、以下の理由により有機機能層を均一な膜厚に形成することができる。 In the step of forming the organic functional layer, when the liquid organic functional layer forming material is disposed over the inside of the opening and the insulating film formed on the partition film, the insulating film is disposed on the liquid organic functional layer forming material. The liquid organic functional layer forming material (hereinafter referred to as a liquid material) is opened because the region that is lyophilic and has an upper surface of the partition film and does not overlap with the insulating film in plan view is made liquid repellent. Held on the inside of the portion and on the insulating film. When this liquid is solidified by drying, baking, or the like, the organic functional layer can be formed in a uniform film thickness for the following reason.
一般に、平坦面上に膜を形成する場合にその位置精度を高めることは、開口部を高精度な形状に形成することよりも容易である。基板上に隔壁膜を形成するとその上面が平坦になるので、開口部の周辺に絶縁膜を高い位置精度で形成することができる。隔壁膜の開口部の内壁を撥液性としてここに液状体を配置する方法では、乾燥過程における液状体の形状が、開口部の内壁の形状(傾斜角)と内壁に対する液状体の接触角により規定される。 In general, when forming a film on a flat surface, it is easier to increase the positional accuracy than to form the opening in a highly accurate shape. When the partition wall film is formed on the substrate, the upper surface thereof becomes flat, so that the insulating film can be formed with high positional accuracy around the opening. In the method in which the inner wall of the opening of the partition film is made liquid-repellent and the liquid material is disposed here, the shape of the liquid material in the drying process depends on the shape (inclination angle) of the inner wall of the opening and the contact angle of the liquid material to the inner wall It is prescribed.
本発明の方法では、乾燥処理において液状体の周縁部は絶縁膜との密着性により開口部周辺に保持されるので、乾燥過程における液状体の形状が絶縁膜の端の位置により規定される。前記のように絶縁膜は開口部内壁に比べて高精度で形成することができるので、乾燥過程における液状体の形状を高精度に制御することが可能になる。したがって、液状体の形状を反映させてこれを良好な形状に固化することができ、均一な膜厚の有機機能層を形成することができる。よって、有機機能層の特性が部分的にばらつくことが防止され、良好な有機機能層を備えた良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができる。 In the method of the present invention, in the drying process, the peripheral portion of the liquid material is held around the opening due to adhesion with the insulating film, so that the shape of the liquid material in the drying process is defined by the position of the end of the insulating film. As described above, since the insulating film can be formed with higher precision than the inner wall of the opening, the shape of the liquid material in the drying process can be controlled with high precision. Therefore, the shape of the liquid can be reflected and solidified into a good shape, and an organic functional layer having a uniform thickness can be formed. Therefore, the characteristics of the organic functional layer are prevented from partially varying, and a good organic electroluminescence element having a good organic functional layer can be manufactured.
また、前記隔壁膜は、有機材料からなることが好ましい。
有機材料を厚く成膜することは無機材料よりも容易であるため、隔壁膜を厚く形成することが容易になる。隔壁膜を厚くすれば開口部の内側の容積が大きくなるので、有機機能層の膜厚を確保することが容易になる。また、塗布法等を用いて有機材料を成膜すれば隔壁膜の平坦性が向上するので、絶縁膜の位置精度を高めることができ、有機機能層の形状の高精度化が図られる。
The partition film is preferably made of an organic material.
Since it is easier to form a thick organic material than an inorganic material, it is easy to form a thick barrier film. If the partition wall film is thickened, the volume inside the opening is increased, so that it is easy to secure the film thickness of the organic functional layer. In addition, when the organic material is formed using a coating method or the like, the flatness of the partition film is improved, so that the positional accuracy of the insulating film can be increased and the shape of the organic functional layer can be highly accurate.
また、前記絶縁膜は、無機材料からなることが好ましい。
このようにすれば、マスクパターンを用いた蒸着法により隔壁膜を部分的に覆うように無機材料を成膜して絶縁膜を形成することや、隔壁膜全体を覆って無機材料を成膜しこの膜をフォトリソグラフィ法及びドライエッチング法等を用いてパターニングして絶縁膜を形成することができる。このようなパターニング方法によれば絶縁膜の位置精度を高めることができ、有機機能層の形状の高精度化が図られる。
The insulating film is preferably made of an inorganic material.
In this way, an insulating material can be formed by depositing an inorganic material so as to partially cover the partition wall film by vapor deposition using a mask pattern, or an inorganic material can be formed covering the entire partition film. This film can be patterned using a photolithography method, a dry etching method, or the like to form an insulating film. According to such a patterning method, the positional accuracy of the insulating film can be increased, and the shape of the organic functional layer can be highly accurate.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、所定の発光領域を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、基板上に設けられた第1電極と、基板上に設けられ、前記第1電極の少なくとも一部を露出する開口部を有する隔壁膜と、前記開口部の内壁と前記隔壁膜の前記開口部の周辺とを連続的に覆って設けられた絶縁膜と、前記開口部の内側における前記絶縁膜上と前記第1電極上とに少なくとも設けられ、有機発光層を含んだ有機機能層と、前記有機機能層上に設けられた第2電極と、を有し、前記隔壁膜の上面であって、平面視において前記絶縁膜と重ならない領域が前記有機機能層の形成材料に対して前記絶縁膜よりも撥液性を有していることを特徴とする。 The organic electroluminescent element of the present invention is an organic electroluminescent element having a predetermined light emitting region, and is provided with a first electrode provided on the substrate and at least a part of the first electrode exposed on the substrate. A partition film having an opening to be formed; an insulating film provided continuously covering an inner wall of the opening and the periphery of the opening of the partition film; and the insulating film on the inner side of the opening; An organic functional layer provided at least on the first electrode and including an organic light emitting layer; and a second electrode provided on the organic functional layer, the upper surface of the partition film, and in plan view The region that does not overlap with the insulating film is more lyophobic than the insulating film with respect to the material for forming the organic functional layer.
このような有機エレクトロルミネッセンス素子の製造には、前記した本発明の有機エレクトロルミネッセンスの製造方法を適用することが可能である。これにより、有機機能層に部分的な厚さばらつきを生じることが防止され、良好な有機機能層になる。したがって、発光特性や電気特性が部分的にばらつくことが防止された良好な有機エレクトロルミネッセンス素子になる。 For the production of such an organic electroluminescence element, it is possible to apply the organic electroluminescence production method of the present invention described above. Thereby, it is prevented that a partial thickness variation occurs in the organic functional layer, and a good organic functional layer is obtained. Therefore, a good organic electroluminescence element in which the light emission characteristics and electrical characteristics are prevented from partially varying is obtained.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、所定の発光領域を有する複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々を、前記の本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法で製造するとともに、前記絶縁膜は、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々において、互いに独立するように形成することを特徴とする。
前記の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法によれば、膜厚が均一な有機機能層を備えた良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を製造することができるので、これを適用すれば、良好な有機エレクトロルミネッセンス装置を製造することが可能になる。
The method for producing an organic electroluminescent device of the present invention is a method for producing an organic electroluminescent device comprising a plurality of organic electroluminescent elements having a predetermined light emitting region, and each of the plurality of organic electroluminescent elements is And the insulating film is formed so as to be independent from each other in each of the plurality of organic electroluminescence elements.
According to the method for producing an organic electroluminescence element, a good organic electroluminescence element having an organic functional layer having a uniform film thickness can be produced. If this is applied, a good organic electroluminescence device is obtained. Can be manufactured.
また、前記絶縁膜は、前記開口部の周辺における幅を、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を配置する第1方向において、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を前記第1方向よりも密に配置する第2方向よりも広くすることもできる。
有機機能層を形成する工程で液状の有機機能層形成材料を配置しこれを乾燥や焼成等により固化する際には、乾燥等により雰囲気中の溶媒成分が増加する。この増加の度合いは、有機エレクトロルミネッセンス素子を疎に配置する領域では密に配置する領域に比べて緩やかである。雰囲気中の溶媒成分の濃度が低くなるほど液状の有機機能層形成材料の乾燥速度が高くなるため、疎に配置する方向においては密に配置する方向に比べて液状の有機機能層形成材料の乾燥速度が高くなる。
In addition, the insulating film has a width around the opening in a first direction in which the plurality of organic electroluminescence elements are arranged, and the plurality of organic electroluminescence elements are arranged more densely than in the first direction. It can also be wider than two directions.
When a liquid organic functional layer forming material is disposed in the step of forming the organic functional layer and solidified by drying or baking, the solvent component in the atmosphere increases due to drying or the like. The degree of this increase is more gradual in the region where the organic electroluminescence elements are sparsely arranged than in the region where the organic electroluminescence elements are densely arranged. The lower the concentration of the solvent component in the atmosphere, the higher the drying speed of the liquid organic functional layer forming material, so the drying speed of the liquid organic functional layer forming material is lower in the sparsely arranged direction than in the densely arranged direction. Becomes higher.
前記のように発光周辺領域の所定幅を、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を疎に配置する方向において密に配置する方向よりも広くすれば、配置された液状体の平面視した状態での中心位置が、発光領域の中心位置よりも有機エレクトロルミネッセンス素子を疎に配置する方向側になる。したがって、この方向側に保持される液状の有機機能層形成材料の量が多くなり、疎に配置する方向における乾燥速度が低くなる。よって、密に配置する方向と疎に配置する方向とで乾燥速度が均一になり、有機機能層の膜厚が均一になる。 As described above, if the predetermined width of the light emitting peripheral region is made wider than the direction in which the plurality of organic electroluminescence elements are densely arranged, the center position of the arranged liquid material in a plan view However, it becomes the direction side which arrange | positions an organic electroluminescent element sparsely rather than the center position of a light emission area | region. Therefore, the amount of the liquid organic functional layer forming material held on this direction side increases, and the drying speed in the sparsely arranged direction decreases. Therefore, the drying speed is uniform between the densely arranged direction and the sparsely arranged direction, and the film thickness of the organic functional layer is uniform.
また、前記所定の発光領域は、前記絶縁膜によって規定されており、前記第2方向における、隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子の絶縁膜間の間隔は、前記第2方向における、隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子の所定の発光領域間の間隔に対して1/100以上にすることが好ましい。
このようにすれば、有機機能層を形成する工程で隔壁膜上における絶縁膜に液状の有機機能層形成材料を配置した際に、異なる絶縁膜に配置された液状の有機機能層形成材料が絶縁膜の間において互いに吸着することが防止される。したがって、各隔壁膜の内側及び開口部周辺に配置された液状の有機機能層形成材料を良好な形状にすることができ、各有機エレクトロルミネッセンスにおいて有機機能層の膜厚を均一にすることができる。
In addition, the predetermined light emitting region is defined by the insulating film, and an interval between the insulating films of the adjacent organic electroluminescence elements in the second direction is an adjacent organic electroluminescence element in the second direction. It is preferable that the distance between the predetermined light emitting regions is 1/100 or more.
In this way, when the liquid organic functional layer forming material is disposed on the insulating film on the partition film in the step of forming the organic functional layer, the liquid organic functional layer forming material disposed on the different insulating film is insulated. Adsorption between the membranes is prevented. Therefore, the liquid organic functional layer forming material arranged inside each partition film and around the opening can be formed into a good shape, and the thickness of the organic functional layer can be made uniform in each organic electroluminescence. .
本発明の有機エレクトロルミネッセンス装置は、所定の発光領域を有する複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置であって、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々が、前記の本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子で構成されており、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々において、前記絶縁膜は隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子の絶縁膜と分離して形成されていることを特徴とする。
前記のように本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、良好な有機エレクトロルミネッセンスとなっているので、これにより構成された有機エレクトロルミネッセンス装置も良好なものとなる。
The organic electroluminescence device of the present invention is an organic electroluminescence device including a plurality of organic electroluminescence elements having a predetermined light emitting region, and each of the plurality of organic electroluminescence elements is the organic electroluminescence device of the present invention. Each of the plurality of organic electroluminescence elements is characterized in that the insulating film is formed separately from an insulating film of an adjacent organic electroluminescence element.
As described above, since the organic electroluminescent element of the present invention has good organic electroluminescence, the organic electroluminescent device constituted thereby is also good.
また、複数の発光画素を有し、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子のうちの1つが前記複数の発光画素のうちの2以上にわたって設けられている構成としてもよい。
このようにすれば、有機エレクトロルミネッセンス素子において発光特性や電気特性が部分的にばらつくことが防止されているので、1つの有機エレクトロルミネッセンス素子を共有した複数の発光画素において特性が均一になる。
Moreover, it is good also as a structure which has a some light emitting pixel and is provided over 2 or more of the said some light emitting pixels among the said some organic electroluminescent elements.
In this way, since the light emission characteristics and electrical characteristics are prevented from partially varying in the organic electroluminescence element, the characteristics are uniform in a plurality of light emitting pixels sharing one organic electroluminescence element.
以下、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。[第1実施形態]では、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)を多数備えた有機エレクトロルミネッセンス装置(有機EL装置)の構成について説明する。続く[第2実施形態]では、本発明の有機EL素子の製造方法を有機EL装置の製造方法に基づいて説明する。[変形例]では、第1実施形態と異なる様態の有機エレクトロルミネッセンス装置について説明する。[電子機器]では、本発明による有機エレクトロルミネッセンス装置を備えた電子機器について説明する。 Hereinafter, although embodiment of this invention is described, the technical scope of this invention is not limited to the following embodiment. In the following description, various structures are illustrated using drawings, but in order to show the characteristic parts of the structures in an easy-to-understand manner, the structures in the drawings are shown in different sizes and scales from the actual structures. There is. In the first embodiment, a configuration of an organic electroluminescence device (organic EL device) including a large number of organic electroluminescence elements (organic EL elements) of the present invention will be described. In the following [Second Embodiment], a method for manufacturing an organic EL element of the present invention will be described based on a method for manufacturing an organic EL device. In [Modification], an organic electroluminescence device having a mode different from that of the first embodiment will be described. [Electronic device] describes an electronic device including the organic electroluminescence device according to the present invention.
[第1実施形態]
第1実施形態の有機EL装置は、複数の画素を備えたフルカラーの画像表示装置であり、画素の発光素子として機能する有機EL素子を有している。各有機EL素子は、本発明を適用したものである。
[First Embodiment]
The organic EL device according to the first embodiment is a full-color image display device including a plurality of pixels, and includes an organic EL element that functions as a light emitting element of the pixel. Each organic EL element is one to which the present invention is applied.
図1(a)は、本実施形態の有機EL装置1における画素の構成を概略して示す平面図であり、図1(b)は図1(a)のB−B線に沿う断面図である。
図1(a)に示すように有機EL装置1は、複数の発光領域A1と各発光領域A1の周を所定幅で環状に囲む発光周辺領域A2とを有している。複数の発光領域A1は行列状に整列配置されており、1つの発光領域A1が、サブ画素Pr、Pg、Pbの1つと対応している。
FIG. 1A is a plan view schematically showing the configuration of a pixel in the
As shown in FIG. 1A, the
サブ画素Pr、Pg、Pbはいずれも同様の構成となっているが、有機発光層(後述する)の形成材料の違いにより、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を射出するようになっている。3つのサブ画素Pr、Pg、Pbから射出された3色の色光により、フルカラー表示の最小単位である1画素が構成される。本実施形態のサブ画素Pr、Pg、Pbは、いずれも平面視略長円形状になっている。長円形状とは、一方向に延びる帯形状を有しその両端が円弧状になっている形状のことである。ここでは、前記一方向を長軸とし、長軸の直交方向を短軸とする長円形状になっている。 The sub-pixels Pr, Pg, and Pb all have the same configuration, but emit red light, green light, and blue light, respectively, depending on the formation material of the organic light emitting layer (described later). . The three colors of light emitted from the three sub-pixels Pr, Pg, and Pb constitute one pixel that is the minimum unit for full-color display. All of the sub-pixels Pr, Pg, and Pb of the present embodiment have a substantially oval shape in plan view. The oval shape is a shape having a band shape extending in one direction and both ends thereof being arcuate. Here, it has an elliptical shape in which the one direction is a major axis and the direction orthogonal to the major axis is a minor axis.
以下、図1に示したXYZ直交座標系を設定し、これに基づいて部材の位置関係を説明する。このXYZ直交座標系において、X方向はサブ画素Pr、Pg、Pbの短軸方向、Y方向は長軸方向、Z方向は有機EL装置1の厚さ方向となっている。
Hereinafter, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of the members will be described based on this. In this XYZ orthogonal coordinate system, the X direction is the minor axis direction of the sub-pixels Pr, Pg, Pb, the Y direction is the major axis direction, and the Z direction is the thickness direction of the
本実施形態では、X方向に色光が異なる3種類のサブ画素Pr、Pg、Pbが周期的に並んで配置されており、Y方向に3種類のサブ画素Pr、Pg、Pbが色ごとに並んで配置されている。ここではサブ画素Pr、Pg、Pbの各々に、図2(b)に示すような有機EL素子100が配置されている。
In the present embodiment, three types of subpixels Pr, Pg, and Pb having different colored lights in the X direction are periodically arranged, and three types of subpixels Pr, Pg, and Pb are arranged for each color in the Y direction. Is arranged in. Here, an
図2(b)に示すように、有機EL素子100は、素子基板(基板)100A上に設けられた画素電極(第1電極)110、有機機能層140、共通電極(第2電極)150を備えている。画素電極110は島状に形成されており、画素電極110の外周を環状に囲んで隔壁膜120が設けられている。隔壁膜120には、発光領域A1における画素電極110を露出させる開口部121が設けられており、有機機能層140は開口部121の内側の画素電極110上に配置されている。発光周辺領域A2において、隔壁膜120の開口部内壁122と隔壁膜120上の開口部周辺123とにわたって絶縁膜130が設けられている。ここでは、絶縁膜130が画素電極110において開口部121の内側に露出した部分の周縁部にも設けられている。
As shown in FIG. 2B, the
素子基板100Aは、その詳細な構成を図示しないが、X方向に延設された複数の走査線、Y方向に延設された複数の信号線、各信号線と並んで延設された電源線等の各種配線を備えている。各走査線は、走査信号を供給する走査線駆動回路に接続されており、各信号線は、画像信号を供給する信号線駆動回路に接続されている。走査線及び信号線により区画される領域に、サブ画素Pr、Pg、Pbのうちの1つが配置されている。サブ画素Pr、Pg、Pbの各々には各種スイッチング素子が設けられている。各種スイッチング素子は、走査信号に基づいて画像信号をスイッチングするとともに、スイッチングされた画像信号に基づいて、電源線を介して画素電極110に所定の電圧を印加するようになっている。
Although the detailed configuration of the
本実施形態では、画素電極110が陽極として機能するようになっており、共通電極150が陰極として機能するようになっている。
画素電極110は、仕事関数が高い(例えば5eV以上)導電材料、具体的にはITO(インジウム錫酸化物)等からなっており、画素電極110から有機機能層140に正孔が効率的に供給されるようになっている。ITOは透光性を有する材料であり、有機機能層140から発せられた光を画素電極110側から取り出すことが可能となっている。
In the present embodiment, the
The
共通電極150は、仕事関数が低い(例えば5eV以下)材料からなっている。仕事関数が低い材料としては、カルシウムやマグネシウム、ナトリウム、リチウム金属、又はこれらの金属化合物であるフッ化カルシウム等の金属フッ化物や酸化リチウム等の金属酸化物、アセチルアセトナトカルシウム等の有機金属錯体等が挙げられる。ここでは、有機機能層140上に図示略のカルシウム層、及びアルミニウム層が順次形成された多層構造となっている。カルシウム層は、有機機能層140に電子を注入する電子注入層、あるいは有機機能層140に電子を輸送する電子輸送層等として機能するようになっており、アルミニウム層は共通電極150を低抵抗化するとともに有機機能層140から発せられた光を画素電極110側に反射する反射層としても機能するようになっている。
The
有機機能層は、有機EL材料からなる有機発光層を含んで構成されている。有機機能層の構造としては、陽極側から正孔注入層、有機発光層が順に積層された構造や、正孔注入層と有機発光層との間に正孔輸送層を設けた構造、正孔注入層に替えて正孔注入輸送層を設けた構造、さらに有機発光層の陰極側に電子注入(輸送)層を設けた構造等が挙げられる。本実施形態では、画素電極110側から順に配置された正孔注入層141、正孔輸送層142、及び有機発光層143の3層の有機層で構成された有機機能層140を採用している。3層の有機層の各々は、各有機層の液状の形成材料を液相法で配置し、これを乾燥・焼成等により固化して形成されている。
The organic functional layer includes an organic light emitting layer made of an organic EL material. As the structure of the organic functional layer, a structure in which a hole injection layer and an organic light emitting layer are laminated in order from the anode side, a structure in which a hole transport layer is provided between the hole injection layer and the organic light emitting layer, holes Examples include a structure in which a hole injection / transport layer is provided instead of the injection layer, and a structure in which an electron injection (transport) layer is provided on the cathode side of the organic light emitting layer. In the present embodiment, an organic
有機機能層の形成材料としては、公知のものを用いることができ、具体的には以下のようなものがある。
正孔注入層の形成材料として、ポリチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、ポリピロール誘導体等が挙げられる。
正孔輸送層の形成材料としては、TAPC、TPD、α‐NPD、m‐MTDATA、2‐TNATA、TCTA、スピロ‐TAD、(DTP)DPPD、HTM1、TPTE1、NTPA、TFLTF、ポリフルオレン誘導体(PF)やポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)等のポリシラン系有機高分子材料等が挙げられる。
As a material for forming the organic functional layer, known materials can be used, and specifically, there are the following materials.
Examples of the material for forming the hole injection layer include polythiophene derivatives, polyaniline derivatives, and polypyrrole derivatives.
As a material for forming the hole transport layer, TAPC, TPD, α-NPD, m-MTDATA, 2-TNATA, TCTA, Spiro-TAD, (DTP) DPPD, HTM1, TPTE1, NTPA, TFLTF, polyfluorene derivative (PF) ), Polyparaphenylene vinylene derivative (PPV), polyparaphenylene derivative (PPP), polyvinylcarbazole (PVK), polythiophene derivative, polysilane organic polymer material such as polymethylphenylsilane (PMPS), and the like.
有機発光層の形成材料としては、前記した正孔輸送層の形成材料の他、ペニレン系色素や、クマリン系色素、ローダミン系色素などの有機高分子材料、あるいはこれら有機高分子材料に例えばルブレン、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、キナクリドンなどの低分子有機材料をドープしたもの、CBP(4.4.‐ジカルバゾール‐4,4‐ビフェニル)誘導体、PtOEP(白金ポルフィリン錯体)誘導体、Ir(ppy)3(イリジウム錯体)誘導体、FIrpic(イリジウム錯体)誘導体等の燐光材料等が挙げられる。
有機発光層の形成材料の具体例としては、(ポリ[(9,9‐ジオクチルフルオレニル‐2,7‐ジビニレンフルオレニレン‐alt‐co‐(9, 10‐アントラセン))]や、(ポリ[{9,9ジヘキシル‐2,7‐ビス(1‐シアノビニレン)フルオレニル-エン}‐alt‐co‐{2,5‐ビス(N,N’ ‐ジフェニルアミノ)‐1,4‐フェニレン}]、(ポリ[{2‐メトキシ‐5‐(2‐エチルヘキシロキシ)‐1,4‐(1‐シアノビニレンフェニレン)}‐co‐{2,5‐ビス(N,N’‐ジフェニルアミノ)‐1,4‐フェニレン}])等の赤色発光材料や、F8BT(ジオクチルフルオレン/ベンゾチアジアゾール共重合体)等の緑色発光材料、PF8(ポリジオクチルフルオレン)等の青色発光材料等が挙げられる。
As the material for forming the organic light emitting layer, in addition to the above-described material for forming the hole transport layer, organic polymer materials such as penylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, or these organic polymer materials such as rubrene, Perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, nile red, coumarin 6, doped with low molecular weight organic materials such as quinacridone, CBP (4.4.-dicarbazole-4,4-biphenyl) derivatives, PtOEP Examples thereof include phosphorescent materials such as (platinum porphyrin complex) derivatives, Ir (ppy) 3 (iridium complex) derivatives, and FIrpic (iridium complex) derivatives.
Specific examples of the material for forming the organic light emitting layer include (poly [(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-divinylenefluorenylene-alt-co- (9,10-anthracene))]], (Poly [{9,9dihexyl-2,7-bis (1-cyanovinylene) fluorenyl-ene} -alt-co- {2,5-bis (N, N′-diphenylamino) -1,4-phenylene} ], (Poly [{2-methoxy-5- (2-ethylhexyloxy) -1,4- (1-cyanovinylenephenylene)}-co- {2,5-bis (N, N'-diphenylamino) Red light emitting materials such as -1,4-phenylene}]), green light emitting materials such as F8BT (dioctylfluorene / benzothiadiazole copolymer), and blue light emitting materials such as PF8 (polydioctylfluorene). .
なお、電子輸送層を設ける場合にその形成材料としては、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、フェナンソロリン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ヒドロキシキノリン誘導体等を用いるとよい。 In the case of providing an electron transport layer, the forming material includes oxadiazole derivatives, oxazole derivatives, phenanthoroline derivatives, anthraquinodimethane derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, tetracyanoanthraquinodimethane derivatives, fluorenone. Derivatives, diphenyldicyanoethylene derivatives, diphenoquinone derivatives, hydroxyquinoline derivatives, and the like are preferably used.
隔壁膜120は、絶縁性のアクリル系樹脂やポリイミド系樹脂、これらにフッ素等を添加した含フッ素樹脂等の樹脂材料(有機材料)からなっており、絶縁膜130は、シリコン酸化物(SiO2)やシリコン窒化物(SiN)等からなっている。隣り合う絶縁膜130の隔壁膜120上における間隔X2が、隣り合う一方の絶縁膜130の開口部121側の端と他方の絶縁膜130の開口部121側の端との間の距離X1に対して1/100以上になっている。つまり、幅X1と間隔X2との関係は、以下の式(1)で記述される。
(X2/X1)>(1/100) ・・・式(1)
The
(X2 / X1)> (1/100) (1)
隔壁膜120の上面における絶縁膜130の非形成領域124は、有機機能層140の形成に用いる液状の形成材料(液状の有機機能層形成材料)に対して撥液性になっており、絶縁膜130はこの液状の形成材料に対して親液性になっている。このような構成にすることで、有機機能層140に部分的な膜厚ばらつきを生じることが防止されており、その詳細については[第2実施形態]で説明する。なお、本実施形態の隔壁膜120や絶縁膜130には、プラズマ処理(表面処理)により撥液性や親液性が付与されている。この他にも形成材料を選択することや撥液性あるいは親液性を付与する添加剤を含有した形成材料を用いることにより、撥液性あるいは親液性を発現させるようにしてもよい。
The
以上のような有機EL素子100の画素電極110には、走査信号や画像信号により所定のタイミングで所定の電圧が印加されるようになっている。これにより、画素電極110から正孔注入層141に正孔が供給され、共通電極150から有機発光層143に電子が供給される。画素電極110側から供給された正孔は、正孔注入層141及び正孔輸送層142を通って有機発光層143に運ばれ、共通電極150側から供給された電子と結合することにより光を発する。画素電極110側に発せられた光は、素子基板100A側から射出され、共通電極150側に発せられた光は共通電極150で反射し素子基板100A側から射出される。3つのサブ画素Pr、Pg、Pbから射出された3色の色光によりフルカラーの1画素が構成される。このような画素が多数設けられていることにより、画像を表示することが可能になっている。
A predetermined voltage is applied to the
本実施形態の有機EL素子100においては、前記のように有機機能層140に部分的な膜厚ばらつきを生じることが防止されており、開口部121の内側における画素電極110上で有機機能層140の膜厚が均一になっている。そのため、所定の電圧により有機機能層140が均一に機能し、良好な発光特性の有機機能層140になっている。また、有機機能層140の膜厚が均一になっているので、その抵抗値が均一になり電圧印加時に有機機能層140を流れる電流値が均一になる。これにより、有機機能層140に部分的に大電流が流れること等の不都合を生じることが防止され、良好な電気特性の有機EL素子100となっている。また、前記の不都合により有機機能層140が劣化することが防止され、長寿命の有機EL素子100になっている。
In the
[第2実施形態]
次に、有機EL装置の製造方法の一実施形態を前記有機EL装置1に基づいて説明する。図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)、図4(a)〜(c)は、本実施形態の有機EL装置の製造方法を示す断面工程図である。
[Second Embodiment]
Next, an embodiment of a method for manufacturing an organic EL device will be described based on the
まず、図2(a)に示すように、素子基板100Aを用意し、素子基板100A上の所定領域に島状の画素電極110を形成する。これらは、公知の形成方法、形成材料を用いて形成することができる。例えば、ガラスや石英、プラスチック等の透光性を有する基体に、走査線、信号線、電源線等の各種配線や各種スイッチング素子等を形成して素子基板100Aを形成する。そして、素子基板100A上にITO等の導電材料を成膜した後、この膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング技術を用いてパターニングすることにより画素電極110を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, an
次いで、図2(b)に示すように、素子基板100A上に隔壁膜120を形成するとともに、隔壁膜120に発光領域A1における画素電極110を露出させる開口部121を形成する。これらは、公知の形成方法、形成材料を用いて形成することができる。例えば、画素電極110を含んだ素子基板100Aの全面を覆って、絶縁性のポジ型感光性樹脂を塗布法で塗布する。ポジ型感光性樹脂の具体例としては、アクリル系樹脂やポリイミド系樹脂が挙げられる。そして、この膜を乾燥・焼成等により固化することによって、ポジ型感光性樹脂からなる膜が得られる。一般に、ポジ型感光性樹脂等の有機材料は、無機材料よりも厚く成膜することが容易であり、厚く成膜することにより膜の平坦性を高めることができる。そして、例えばフォトマスク等を素子基板100Aに対して位置合わせし、ポジ型感光性樹脂からなる膜を露光・現像することによりパターニングして、開口部121を有する隔壁膜120を形成する。
Next, as illustrated in FIG. 2B, the
隔壁膜120の上面125は、通常と同様に平坦になっている。また、露光・現像によりパターニングすると、開口部内壁122は素子基板100Aに対して傾いた傾斜面となりその傾斜角にばらつきを生じる。そのため、1つの開口部121の周方向で開口部内壁122の傾斜角が変化してしまうこともある。
The
次いで、図2(c)に示すように、開口部内壁122、開口部周辺123、及び開口部121の内側に露出した部分の画素電極110の周縁部を覆って、絶縁膜130を形成する。例えば、画素電極110や隔壁膜120を含んだ素子基板100A全面にシリコン酸化物を成膜しこの膜をフォトリソグラフィ法及びエッチング法を用いてパターニングすることにより、絶縁膜130が得られる。なお、素子基板100Aとメタルマスク等のマスクパターンとを位置合わせした状態で、シリコン酸化物を蒸着法でパターン成膜して絶縁膜130を形成してもよい。
Next, as illustrated in FIG. 2C, an insulating
前記のように隔壁膜120が平坦になっているので、上面125におけるパターニングの精度を確保することができ、上面125における絶縁膜130の端の位置を高精度とすることができる。また、画素電極110上における絶縁膜130の端の位置精度も同様の理由により高精度とすることができる。本実施形態では、絶縁膜130の隔壁膜120上における間隔X2が、平面視した状態での開口部121の周方向における幅X1に対して1/100以上になるようにパターニングする(図1(b)参照)。素子基板100Aに対して位置合わせを行ってパターニングすれば、開口部121も素子基板100Aに対して位置合わせしているので絶縁膜130と開口部121とのXY面における相対位置を高精度とすることができる。ここでは、絶縁膜130及び画素電極110の各々のXY面における中心位置が略一致するように絶縁膜130を形成する。
Since the
有機機能層140の形成に先立ち、開口部121の内側に露出した画素電極110、及び絶縁膜130を後述する有機機能層140の液状の形成材料に対して親液性にしておく。また、隔壁膜120上面における絶縁膜130の非形成領域124を有機機能層140の液状の形成材料に対して撥液性にしておく。撥液性材料(例えば、含フッ素樹脂)で隔壁膜を形成した場合には、撥液性を付与する表面処理が不要となる。親液性の樹脂材料、あるいは撥液性が十分でない樹脂材料で隔壁膜を形成した場合には、その表面にCF4などの有機フッ化物を用いたプラズマ処理を行うことにより、撥液性を付与することができる。また、ITOからなる画素電極110やシリコン酸化物からなる絶縁膜130は親液性を有しているが、その表面に有機物が付着すること等により親液性が損なわれている場合がある。このような場合には、酸素プラズマ処理や紫外線照射処理を行うことにより、親液性を良好に発現させることができる。
Prior to the formation of the organic
本実施形態では、開口部121の内側に露出した画素電極110、及び絶縁膜130を含んだ素子基板100A全面に酸素プラズマ処理を行って画素電極110、及び絶縁膜130に親液性を付与する。次いで、非形成領域124を含んだ素子基板100A全面にCF4を用いたプラズマ処理を行って、隔壁膜120の上面における絶縁膜130の非形成領域124に撥液性を付与する。
In this embodiment, the entire surface of the
次いで、図3(a)に示すように、液滴吐出ヘッド200によって正孔注入層141の液状の形成材料を吐出して、これを隔壁膜120の開口部121の内側に配置(充填)するとともに、液状の形成材料を開口部121の外側に溢れさせて開口部周辺123に設けられた絶縁膜130上に配置する。
例えば、正孔注入層141の液状の形成材料として、ポリチオフェン誘導体である3,4‐ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)をポリスチレンスルフォン酸(PSS)に分散させ、さらにこれを水に分散させたPEDOT/PSS溶液に溶媒を添加して粘度を調整した溶液を調製する。溶媒としては、イソプロピルアルコール(IPA)、ノルマルブタノール、γ‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ヘキサメチルホスソルアミド(HMP)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、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‐ルアセテート、ブチルカルビト‐ルアセテート等のグリコールエーテル類の高沸点溶媒等を用いることができる。溶液の粘度を、1〜3wt%の溶液において2〜20cps程度とすること好ましく、7〜10cps程度とすることがより好ましい。このようにすれば、液滴吐出ヘッドの吐出ノズルに詰まりを生じることなく溶液を安定に吐出することができる。
Next, as shown in FIG. 3A, the liquid forming material of the
For example, as a liquid forming material of the
このようにして配置された液状の形成材料は、絶縁膜130が親液性になっているので絶縁膜130上に濡れ広がるとともに、隔壁膜120の上面における絶縁膜130の非形成領域124が撥液性になっているのでここに濡れ広がることがない。このようにして、開口部121の内側と隔壁膜120上の絶縁膜130に液状体141aが配置される。間隔X2を幅X1に対して1/100以上にしているので、隣り合う2つの絶縁膜130間で各々に配置された液状体141aが互いの吸着力等により接触してしまうことが防止される。
The liquid forming material arranged in this manner wets and spreads on the insulating
配置された液状体141aの端の位置は、隔壁膜120上の絶縁膜130の端の位置とほぼ一致しており、その形状は液状体141aの両端側が互いに対称になる。絶縁膜130は、その両端の位置が高精度となっており、かつ画素電極110と絶縁膜130とでXY面における中心位置がほぼ一致しているので、液状体141aは画素電極110の中心位置周りに点対称な形状となる。
The position of the end of the disposed
次いで、液状体141aに例えば150℃の加熱処理を行って、これに含まれる溶媒を揮発させる。これにより液状体141aの体積が減少し、図3(b)に示すように隔壁膜120の上面よりも低い位置に液面を有する液状体141bとなる。液状体141bの周縁部は、絶縁膜130との親和力により開口部周辺123上の絶縁膜130に保持されている。開口部121の内側における液状体141bは、液状体141bの周縁部から引張力を受けることによりその形状が定まる。前記のように画素電極110と絶縁膜130とでXY面における中心位置がほぼ一致しているので、乾燥過程における液状体141bも画素電極110の中心位置周りに点対称な形状となる。
さらに液状体141bに含まれる溶媒等を揮発させてこれを固形状の膜とし、図3(c)に示すように、正孔注入層141を形成する。正孔注入層141は、絶縁膜130との親和力により開口部周辺123上の絶縁膜130上にも保持されている。乾燥過程において液状の形成材料の形状が歪むことがないので、画素電極110上において平坦な正孔注入層141となり、この部分の膜厚が均一になる。
Next, the liquid 141a is subjected to, for example, a heat treatment at 150 ° C. to volatilize the solvent contained therein. As a result, the volume of the liquid 141a is reduced, and the liquid 141b having a liquid level lower than the upper surface of the
Further, the solvent contained in the liquid 141b is volatilized to form a solid film, and a
次いで、図4(a)に示すように、開口部121の内側における正孔注入層141上に正孔輸送層142を形成する。具体的には、正孔輸送層142の液状の形成材料として例えばTFBを0.1wt%トリメチルベンゼン溶液とし、これを液滴吐出法で開口部121の内側及び開口部周辺123の正孔注入層141上に配置する。ここでも溶液の粘度を調整することにより溶液を安定に吐出することができる。そして、配置した溶液を窒素雰囲気において180℃程度の温度で1時間程度加熱して乾燥させる。そして、その表面をトリメチルベンゼン溶媒で洗浄し、トリメチルベンゼン溶媒に対して可溶な表層を除去するとともに不溶な層を残して、膜厚が10nm程度の正孔輸送層142を形成する。正孔輸送層142も、正孔注入層141と同様の理由により画素電極110上において平坦になり、この部分の膜厚が均一になる。
Next, as shown in FIG. 4A, the
次いで、図4(b)に示すように、開口部121の内側における正孔輸送層142上に有機発光層143を形成する。具体的には、有機発光層143の液状の形成材料として例えば前記赤色発光材料を0.8wt%のトリメチルベンゼン溶液とし、これを液滴吐出法で開口部121の内側及び開口部周辺123の正孔輸送層142上に配置する。ここでも、溶液の粘度を調整することにより溶液を安定に吐出することができる。そして、配置した溶液を窒素雰囲気において130℃程度の温度で30分程度加熱して焼成し、膜厚が60〜80nm程度の有機発光層143を形成する。有機発光層143も、正孔注入層141と同様の理由により画素電極110上において平坦になり、この部分の膜厚が均一になる。
Next, as shown in FIG. 4B, an organic
以上のようにして、開口部121の内側に正孔注入層141、正孔輸送層142、有機発光層143から構成された有機機能層140が得られる。画素電極110上において有機機能層140は、平坦になっており、その膜厚が均一になっている。
As described above, the organic
次いで、図4(c)に示すように有機機能層140上に共通電極150を形成する。例えば、真空度が10−6Torr(1.33×10−4Pa)の雰囲気でカルシウムを真空蒸着法により10nm程度の膜厚に成膜した後、同様の条件下でアルミニウム(Al)を200nm程度の膜厚に成膜して、カルシウム膜とアルミニウム膜とからなる共通電極150を形成する。
以上のようにして、図1(b)に示した有機EL素子100が得られる。また、素子基板100A上に設けられた複数の有機EL素子100を適宜封止し、信号線駆動回路や走査線駆動回路、周辺回路等を設けることにより有機EL装置1が得られる。
Next, a
As described above, the
以上のような本発明の有機EL装置の製造方法によれば、絶縁膜130の一部を隔壁膜120上に形成しているので、開口部周辺123における絶縁膜130の周(端)の位置を高精度にすることができる。これにより、発光領域A1に対して所望の相対位置に周が位置する絶縁膜130とすることができ、液状体141aは、その周が所定の位置になるように配置される。液状体141aの形状はその周の位置によって規定されるので、液状体141aを所望の形状にすることができる。
According to the method for manufacturing an organic EL device of the present invention as described above, since a part of the insulating
乾燥過程における液状体141bの液面の形状は、絶縁膜130が親液性を有しているので絶縁膜130の周の位置によって定まり、ここが撥液性である場合と異なり開口部内壁122の形状、特にその傾斜角の影響を受けにくくなる。したがって、開口部内壁122の形状のばらつきにより液面の形状が歪んでしまうことが防止され、乾燥過程における液状体141bを開口部121の内側に良好な形状に保持することができる。よって、液状体141bをさらに乾燥させて膜化すると、その液面の歪みによる膜厚ばらつきが低減された良好な膜(ここでは正孔注入層141)を形成することができる。例えば第2実施形態のように、平面視した状態で絶縁膜130と発光領域A1とで中心位置を揃えることにより、この中心位置回りに点対称な形状の正孔注入層141を形成することができる。同様にして正孔輸送層142や有機発光層143を形成することにより、良好な形状の有機機能層140を形成することができる。
The shape of the liquid surface of the liquid 141b in the drying process is determined by the circumferential position of the insulating
このようにして得られた本発明の有機EL素子にあっては、有機機能層140の形成過程における表面形状の歪みに起因する膜厚ばらつきが低減されており、発光領域A1において有機機能層140の膜厚が均一になっている。したがって、発光領域A1で有機機能層140が均一に機能するようになり、発光特性や電気特性が部分的にばらつくことが防止された良好な有機EL素子となっている。
また、本発明の有機EL装置は、発光特性や電気特性が部分的にばらつくことが防止された複数の有機EL素子を備えているので、これを発光素子として良好に機能させることが可能になっており、良好なものとなっている。
In the organic EL device of the present invention thus obtained, the variation in film thickness due to the distortion of the surface shape in the process of forming the organic
Moreover, since the organic EL device of the present invention includes a plurality of organic EL elements in which the light emission characteristics and the electrical characteristics are prevented from partially varying, it can function well as a light emitting element. It is good.
なお、1つの有機EL素子において、発光領域の周に沿う発光周辺領域の幅を変化させてもよいし、複数の有機EL素子で発光周辺領域の幅を異ならせてもよい。複数の発光領域わたって1つの有機EL素子が配置されていてもよい。
また、第1実施形態では、ボトムエミッション型の有機EL装置の構成例を説明したが、トップエミッション型の有機EL装置を採用することもでき、この場合にも本発明の効果を得ることができる。また、複数の異なる色光を発する有機EL素子を用いるのではなく、単色光を発する有機EL素子とカラーフィルタ等を用いてフルカラーの画像表示装置や画像形成装置を構成してもよいし、単色光を発する照明装置等に適用することも可能である。
In one organic EL element, the width of the light emitting peripheral area along the circumference of the light emitting area may be changed, or the width of the light emitting peripheral area may be different among a plurality of organic EL elements. One organic EL element may be disposed over a plurality of light emitting regions.
In the first embodiment, the configuration example of the bottom emission type organic EL device has been described. However, the top emission type organic EL device can also be adopted, and the effect of the present invention can also be obtained in this case. . In addition, instead of using a plurality of organic EL elements that emit different color light, a full color image display device or image forming apparatus may be configured using an organic EL element that emits monochromatic light, a color filter, or the like. It is also possible to apply to a lighting device that emits light.
[変形例]
図5(a)は、変形例1の有機EL装置1における画素の構成を概略して示す平面図であり、図5(b)は、変形例2における画素の構成を示す平面図である。変形例1の有機EL装置1は、第1実施形態と同様の画像表示装置であり、変形例2の有機EL装置1は画像形成装置等に用いられるラインヘッドである。変形例1、2が第1実施形態と異なる点は、発光周辺領域A2の幅が発光領域A1の周に沿って変化している点である。発光周辺領域A2の幅は、有機EL素子が疎に配置される方向おいて密に配置される方向よりも広くなっている。
[Modification]
FIG. 5A is a plan view schematically showing the configuration of the pixel in the
図5(a)に示す変形例1の有機EL装置1には、画像表示領域Aに多数の発光領域A1が行列状に整列配置されている。各発光領域A1の周を環状に囲んで発光周辺領域A2が設けられている。第1実施形態と同様に、発光領域A1には画素電極110、有機機能層140、共通電極150等が設けられており、発光周辺領域A2には絶縁膜130が設けられている。画像表示領域Aの周縁に配置された発光領域A1の周辺の発光周辺領域A2において、その幅が画像表示領域Aの周縁側で中央側よりも広くなっている。
In the
このようにすれば、以下の理由により有機機能層140の膜厚を均一にすることができる。発光周辺領域A2に絶縁膜130を形成すると、絶縁膜130は、その中心位置が平面視した状態で発光領域A1の中心位置よりも有機EL素子が疎に配置される方向(以下、画像表示領域Aの外側と称す)にずれて配置される。そして、開口部121の内側に有機機能層の液状の形成材料を配置すると、配置された液状体141aは、その中心位置が発光領域A1の中心位置よりも画像表示領域Aの外側にずれて配置される。画像表示領域Aの外側には液状体が配置されないため、画像表示領域Aの中央側から周縁側に向うにつれて、揮発した溶媒成分の雰囲気中の濃度が小さくなる。これにより、画像表示領域Aの中央側から周縁側に向うにつれて、溶媒の乾燥速度が高くなる。一方、前記のように液状体141aの中心位置がずれていれば、その体積は発光領域A1の中心位置に対して画像表示領域Aの外側で内側よりも多くなる。そのため、外側と内側とで乾燥時間が均一になり、有機機能層の膜厚が均一になる。
なお、変形例1では、画像表示領域Aの一番外側に配置される発光領域A1について、その周辺の発光周辺領域A2の幅を変化させているが、画像表示領域Aの中央側の発光領域A1についても発光周辺領域A2の幅を変化させてもよい。例えば、画像表示領域の中心位置から離れるにつれて発光周辺領域の幅を広くするようにしてもよい。
In this way, the thickness of the organic
In the first modification, the width of the light emitting peripheral area A2 around the light emitting area A1 arranged on the outermost side of the image display area A is changed, but the light emitting area on the center side of the image display area A is changed. Also for A1, the width of the light emitting peripheral area A2 may be changed. For example, the width of the light emitting peripheral area may be increased as the distance from the center position of the image display area increases.
図5(b)に示す変形例2の有機EL装置1には、画像形成領域Aに多数の発光領域A1が列状(ここでは1列)に配置されている。第1実施形態と同様に、発光領域A1には画素電極110、有機機能層140、共通電極150等が設けられており、発光周辺領域A2には絶縁膜130が設けられている。発光周辺領域A2の幅は、発光領域A1が近接しない方向、すなわち発光領域A1の配列方向に直交する方向において配列方向よりも広くなっている。変形例2においても、変形例1と同様の理由により有機機能層140の膜厚が均一になる。
In the
図6(a)は、変形例3の有機EL装置1における画素の構成を概略して示す平面図であり、図6(b)は、図6(a)のC−C線に沿う断面図である。変形例3が、第1実施形態と異なる点は、複数の発光画素にわたって1つの有機EL素子が配置されている点である。
図6(a)に示すように、変形例3の有機EL装置1にも第1実施形態と同様に、多数の発光領域A1が行列状に整列配置されている。多数の発光領域A1の各々が発光画素(サブ画素)となっており、Y方向に並ぶ複数の発光領域A1の周囲を環状に囲む領域と、複数の発光領域A1の間の領域とが、1つの発光周辺領域A2になっている。ここでは、発光周辺領域A2が同じ色光を発する3つの発光領域A1を囲んで配置されている。
FIG. 6A is a plan view schematically showing the configuration of a pixel in the
As shown in FIG. 6A, in the
図6(b)に示すように、発光領域A1ごとに独立した画素電極110が設けられており、画素電極110の間には絶縁膜130が設けられている。1つの発光周辺領域A2に囲まれる3つの画素電極110上には、共通の有機機能層140、共通電極150が設けられている。3つの画素電極110は、それぞれ独立したスイッチング素子と電気的に接続されている。各画素電極110上に位置する部分の有機機能層140に独立して電圧を印加することにより、発光領域A1ごとに、独立した階調の光を射出することが可能になっている。
As shown in FIG. 6B, an
変形例3の有機EL装置1にあっては、1つの発光周辺領域A2に囲まれる複数の発光領域A1において有機機能層140の膜厚が均一になる。これにより、これら複数の発光領域A1に対応した発光画素において発光特性や電気特性が均一になり、良好な有機EL装置となる。
なお、1つの発光周辺領域が2又は4以上の発光領域を囲んで配置されていてもよい。また、単色光を発する有機EL素子とカラーフィルタ等を用いてフルカラーの画像表示装置や画像形成装置を構成する場合等には、異なる色光を発する複数の発光画素を囲む領域を発光周辺領域としてもよい。例えば、図1(a)においてX方向に並ぶ赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ発するサブ画素Pr、Pg、Pbを囲んで、すなわちフルカラー表示の1画素を囲んで発光周辺領域を設定してもよい。
In the
One light emitting peripheral region may be arranged so as to surround two or four or more light emitting regions. When a full-color image display device or image forming apparatus is configured using an organic EL element that emits monochromatic light and a color filter, an area surrounding a plurality of light-emitting pixels that emit different color light may be used as a light-emitting peripheral area. Good. For example, in FIG. 1A, a light emitting peripheral region is set by surrounding subpixels Pr, Pg, and Pb that emit red light, green light, and blue light arranged in the X direction, that is, surrounding one pixel of full color display. Also good.
[電子機器]
次に、本発明の有機EL素子を有するラインヘッド(有機EL装置)を備えた画像形成装置(電子機器)について説明する。図7は、画像形成装置400を示す概略構成図である。
[Electronics]
Next, an image forming apparatus (electronic apparatus) provided with a line head (organic EL apparatus) having the organic EL element of the present invention will be described. FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating the
画像形成装置400は、転写媒体422の走行経路の近傍に、像担持体としての感光体ドラム416を備えている。感光体ドラム416の周囲には、感光体ドラム416の回転方向(図中に矢印で示す)に沿って、露光装置415、現像装置418及び転写ローラ421が順次配設されている。感光体ドラム416は、回転軸417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416Aが形成されている。露光装置415及び現像装置418は感光体ドラム416の回転軸417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416Aの幅と概ね一致している。
The
この画像形成装置400では、まず、感光体ドラム416が回転する過程において、露光装置415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416の表面(感光面416A)が例えば正に帯電され、次いで露光装置415により感光体ドラム416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418の現像ローラ419により、トナー(現像剤)430が感光体ドラム416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418によるトナー像の形成後は、感光体ドラム416の更なる回転によりトナー像が転写媒体422に接触し、転写ローラ421により転写媒体422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416の表面から転写媒体422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415は、複数の発光素子450を有するラインヘッド410と、ラインヘッド410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413を有する結像光学素子412とを備えている。ラインヘッド410と結像光学素子412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416上に固定されている。
The
ラインヘッド410は、複数の発光素子450を感光体ドラム416の回転軸417に沿って配列してなる発光素子列420と、発光素子450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411とを備えている。発光素子450、駆動素子群及び制御回路群411は長細い矩形の素子基板(基体)410A上に一体形成されている。
The
結像光学素子412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413を感光体ドラム416の回転軸417に沿って千鳥状に2列配列(配置)してなるレンズ素子列414を備えている。
この画像形成装置400は、ラインヘッド410が本発明の有機EL素子で構成されている。本発明の有機EL素子は、有機機能層の膜厚が均一になっておりその発光特性や電気特性が良好になっているので、感光体ドラムを良好に感光させることができ、高精細な画像を形成することが可能な画像形成装置となっている。
The imaging
In this
次に、本発明の有機EL素子を有する画像表示装置(有機EL装置)を表示部に用いた電子機器について説明する。 Next, an electronic apparatus using an image display device (organic EL device) having the organic EL element of the present invention for a display unit will be described.
図8(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。携帯電話500は表示部510を備えており、表示部510は本発明の有機EL装置により構成されている。
図8(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。情報処理装置600は、キーボードなどの入力部610、表示部620、筐体630等を備えている。また、表示部620は、本発明の有機EL装置により構成されている。
図8(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。時計700は表示部710を備えている。表示部710は、本発明の有機EL装置により構成されている。
FIG. 8A is a perspective view showing an example of a mobile phone. The
FIG. 8B is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. The
FIG. 8C is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. The
図8(a)〜(c)に示す電子機器はいずれも、その表示部が本発明の有機EL装置により構成されているので、良好な表示が可能なものとなっている。 In any of the electronic devices shown in FIGS. 8A to 8C, the display unit is configured by the organic EL device of the present invention, so that good display is possible.
なお、電子機器としては、前記電子機器に限られることなく、種々の電子機器に適用することができる。例えば、ディスクトップ型コンピュータ、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)及びエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置等の電子機器に適用することができる。 The electronic device is not limited to the electronic device, and can be applied to various electronic devices. For example, a desktop computer, a liquid crystal projector, a multimedia personal computer (PC) and an engineering workstation (EWS), a pager, a word processor, a television, a viewfinder type or a monitor direct view type video tape recorder, an electronic notebook, an electronic The present invention can be applied to electronic devices such as a desktop computer, a car navigation device, a POS terminal, and a device having a touch panel.
1・・・有機EL装置、100・・・有機EL素子、110・・・画素電極(第1電極)
120・・・隔壁膜、121・・・開口部、122・・・開口部内壁、123・・・開口部周辺、124・・・絶縁膜の非形成領域、130・・・絶縁膜、140・・・有機機能層、141・・・正孔注入層、142・・・正孔輸送層、143・・・有機発光層、150・・・共通電極(第2電極)、A1・・・発光領域、A2・・・発光周辺領域
DESCRIPTION OF
120 ... partition wall film, 121 ... opening, 122 ... inner wall of opening, 123 ... periphery of opening, 124 ... non-formation region of insulating film, 130 ... insulating film, 140. .... Organic functional layer, 141 ... Hole injection layer, 142 ... Hole transport layer, 143 ... Organic light emitting layer, 150 ... Common electrode (second electrode), A1 ... Light emitting region , A2 ... Light emitting peripheral area
Claims (9)
基板上に第1電極を形成する工程と、
前記基板上に前記第1電極の少なくとも一部を露出する開口部を備えた隔壁膜を形成する工程と、
前記開口部の内壁と前記隔壁膜の前記開口部の周辺とを連続的に覆う絶縁膜を形成する工程と、
前記隔壁膜の上面であって、平面視において前記絶縁膜と重ならない領域を前記液状の有機機能層形成材料に対して前記絶縁膜よりも撥液性にする工程と、
少なくとも前記開口部の内側に有機発光層を含んだ有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に第2電極を形成する工程と、
をこの順番で有し、
前記有機機能層を形成する工程では、前記絶縁膜上にわたって液状の有機機能層形成材料を配置しこれを固化して前記有機機能層を形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。 A method for producing an organic electroluminescence device having a predetermined light emitting region,
Forming a first electrode on a substrate;
Forming a partition film having an opening exposing at least a part of the first electrode on the substrate;
Forming an insulating film continuously covering the inner wall of the opening and the periphery of the opening of the partition film;
A step of making the region on the upper surface of the partition film that does not overlap the insulating film in plan view more repellent than the insulating film with respect to the liquid organic functional layer forming material;
Forming an organic functional layer including an organic light emitting layer at least inside the opening; and
Forming a second electrode on the organic functional layer;
In this order,
In the step of forming the organic functional layer, a liquid organic functional layer forming material is disposed on the insulating film and solidified to form the organic functional layer.
基板上に設けられた第1電極と、
基板上に設けられ、前記第1電極の少なくとも一部を露出する開口部を有する隔壁膜と、
前記開口部の内壁と前記隔壁膜の前記開口部の周辺とを連続的に覆って設けられた絶縁膜と、
前記開口部の内側における前記絶縁膜上と前記第1電極上とに少なくとも設けられ、有機発光層を含んだ有機機能層と、
前記有機機能層上に設けられた第2電極と、を有し、
前記隔壁膜の上面であって、平面視において前記絶縁膜と重ならない領域が前記有機機能層の形成材料に対して前記絶縁膜よりも撥液性を有していることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescence device having a predetermined light emitting region,
A first electrode provided on a substrate;
A partition wall film provided on a substrate and having an opening exposing at least a part of the first electrode;
An insulating film provided continuously covering the inner wall of the opening and the periphery of the opening of the partition film;
An organic functional layer including at least an organic light emitting layer provided at least on the insulating film and on the first electrode inside the opening;
A second electrode provided on the organic functional layer,
An area of the upper surface of the partition film, which does not overlap with the insulating film in plan view, is more lyophobic than the insulating film with respect to the material for forming the organic functional layer. Luminescence element.
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々を、請求項1〜3のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法で製造するとともに、前記絶縁膜は、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々において、互いに独立するように形成す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の製造方法。 A method for producing an organic electroluminescence device comprising a plurality of organic electroluminescence elements having a predetermined light emitting region,
While manufacturing each of these organic electroluminescent elements by the manufacturing method of the organic electroluminescent element as described in any one of Claims 1-3, the said insulating film is each of these organic electroluminescent elements. The method for producing an organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the organic electroluminescence device is formed independently of each other.
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々が、請求項4に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子で構成されており、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々において、前記絶縁膜は隣り合う有機エレクトロルミネッセンス素子の絶縁膜と分離して形成されてい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 comprising a plurality of organic electroluminescence elements having a predetermined light emitting region,
Each of the plurality of organic electroluminescence elements is configured by the organic electroluminescence element according to claim 4, and in each of the plurality of organic electroluminescence elements, the insulating film is an insulation of an adjacent organic electroluminescence element. An organic electroluminescence device formed separately from a film.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110802 |