JP2010093025A - Organic electric-field light-emitting element and manufacturing method for the same, and display - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機材料の電界発光（Electro Luminescence：ＥＬ）現象を利用した有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子という）およびその製造方法ならびにこれを用いた表示装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescent element (hereinafter referred to as an organic EL element) using an electroluminescence (EL) phenomenon of an organic material, a manufacturing method thereof, and a display device using the same.
近年、有機ＥＬ素子は、次世代の中大型ディスプレイに利用される発光素子として期待されている。１９８７年にＥａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ社のＴａｎｇらが、低電圧駆動、高輝度発光が可能なアモルファス発光層を有する積層構造の有機薄膜電界発光素子を発表して以来、車載オーディオ用途、モバイル機器用途のディスプレイが実用化され、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイに変わるホームユースのディスプレイとしての開発も進められている。 In recent years, organic EL elements are expected as light-emitting elements used in next-generation medium- and large-sized displays. Since 1987, Eastman Kodak's Tang et al. Announced an organic thin-film electroluminescent device with an amorphous light-emitting layer that has an amorphous light-emitting layer capable of low-voltage drive and high-luminance emission. It has been put into practical use and is being developed as a home use display that replaces CRT, plasma display, and liquid crystal display.
図１８は、従来の有機ＥＬ素子１００の概略構成を示す断面図である。有機ＥＬ素子１００は、例えばガラス等からなる透明な基板１０１上に、陽極１０２、有機層１０３および陰極１０４がこの順に積層されたものである。有機層１０３は、陽極１０２の側から順に、正孔注入層１０３１、正孔輸送層１０３２および電子輸送性の発光層１０３３を積層させた構成となっている。この有機ＥＬ素子１００では、陰極１０４から注入された電子と陽極１０２から注入された正孔とが発光層１０３３にて再結合し、この再結合の際に生じる光が陽極１０２または陰極１０４を介して取り出される。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a conventional
上記有機ＥＬ素子は、自発光であり、超薄型、高視野角、高コントラスト、高速応答等を実現することを特徴としているが、特に中大型パネルを考慮した場合、低コストで量産が可能な手法を見出していくことが求められている。このためには、有機層の成膜工程を簡素化することが重要である。一般に、有機層は真空蒸着法などの手法を用いて成膜され、量産では大掛かりな真空設備が必要となる。このような真空設備は高額の設備投資費用が必要なだけでなく、真空状態を維持するための費用が必要となり、低コスト化、量産化を阻害する要因となっている。従って、真空中ではなく、大気や窒素等の不活性な雰囲気中において、また常圧下で、有機層を成膜することが望まれている。 The organic EL element is self-luminous and features ultra-thinness, high viewing angle, high contrast, high-speed response, etc., but can be mass-produced at low cost, especially when considering medium- and large-sized panels. To find a new method. For this purpose, it is important to simplify the organic layer deposition process. In general, the organic layer is formed using a technique such as vacuum deposition, and large-scale vacuum equipment is required for mass production. Such a vacuum facility not only requires a high capital investment cost, but also requires a cost for maintaining a vacuum state, which is a factor that hinders cost reduction and mass production. Therefore, it is desired to form an organic layer not in a vacuum but in an inert atmosphere such as air or nitrogen and under normal pressure.
そこで、有機層のうち、例えば正孔注入層を、湿式型の正孔注入材料を用いて塗布法などにより成膜する手法が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。湿式型の正孔注入材料としては、一般に、ＰＥＤＯＴと称されるポリチオフェン誘導体あるいはポリアニリン誘導体が用いられている。 In view of this, a method has been proposed in which, for example, a hole injection layer of the organic layer is formed by a coating method using a wet type hole injection material (see, for example, Patent Documents 1 to 4). As a wet type hole injection material, a polythiophene derivative or a polyaniline derivative called PEDOT is generally used.
ここで、複数の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイでは、画素ごとに配設した陽極の上に、画素同士を絶縁するための絶縁膜がパターニング形成されている。この絶縁膜には、陽極を露出させるための開口が設けられ、この開口部分に有機層が成膜される。このため、上記正孔注入層は、絶縁膜の開口部分において、絶縁膜および陽極に接して形成されることとなる。ところが、これらの絶縁膜および陽極の材質や表面形状等によっては、正孔注入材料が弾かれてしまい、正孔注入層に膜厚むらや膜抜けが生じるという問題がある。 Here, in a display using a plurality of organic EL elements, an insulating film for insulating pixels is patterned on an anode provided for each pixel. The insulating film is provided with an opening for exposing the anode, and an organic layer is formed in the opening. For this reason, the hole injection layer is formed in contact with the insulating film and the anode in the opening of the insulating film. However, depending on the material and surface shape of these insulating films and anodes, there is a problem that the hole injection material is repelled, resulting in uneven film thickness and film loss in the hole injection layer.
なお、上記問題を解決すべく、正孔注入材料に添加材を加える手法や、正孔注入材料塗布前の絶縁膜に対して、フッ素系ガスのプラズマ処理を施して絶縁膜表面を疎液化する手法（特許文献３参照）、光触媒を利用した手法（特許文献４参照）等が提案されている。しかしながら、これらの手法では、十分な膜厚精度を確保することが難しく、改善の余地があった。 In addition, in order to solve the above problems, a method of adding an additive to the hole injection material or a plasma treatment of fluorine-based gas is performed on the insulating film before applying the hole injecting material to make the insulating film surface lyophobic. A technique (see Patent Document 3), a technique using a photocatalyst (see Patent Document 4), and the like have been proposed. However, with these methods, it is difficult to ensure sufficient film thickness accuracy, and there is room for improvement.
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、湿式型有機層における膜厚むらの発生を抑制することが可能な有機電界発光素子およびその製造方法ならびに表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an organic electroluminescent element capable of suppressing the occurrence of film thickness unevenness in a wet type organic layer, a manufacturing method thereof, and a display device. It is in.
本発明の有機電界発光素子は、基板上に設けられた第１電極と、第１電極上に形成されると共に開口部を有する絶縁膜と、絶縁膜の開口部に形成された無機酸化物膜と、無機酸化物膜に接して形成された湿式型有機層および発光層を有する有機層と、有機層上に形成された第２電極とを備えたものである。但し、本発明における「湿式型」とは、各種溶媒によって溶液化が可能であり、塗布形成することの可能なものをいう。 An organic electroluminescent element of the present invention includes a first electrode provided on a substrate, an insulating film formed on the first electrode and having an opening, and an inorganic oxide film formed in the opening of the insulating film And an organic layer having a wet type organic layer and a light emitting layer formed in contact with the inorganic oxide film, and a second electrode formed on the organic layer. However, the “wet type” in the present invention refers to those that can be made into a solution by various solvents and can be formed by coating.
本発明の有機電界発光素子の製造方法は、基板上に第１電極を形成する工程と、第１電極上に開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の開口部に無機酸化物膜を形成する工程と、無機酸化物膜上に湿式型有機層を形成したのち、その上層に発光層を成膜することにより有機層を形成する工程と、有機層上に第２電極を形成する工程とを含むものである。 The method of manufacturing an organic electroluminescent element of the present invention includes a step of forming a first electrode on a substrate, a step of forming an insulating film having an opening on the first electrode, and an inorganic oxide in the opening of the insulating film. A step of forming a film, a step of forming a wet type organic layer on the inorganic oxide film, and then forming an organic layer by forming a light emitting layer thereon; and forming a second electrode on the organic layer The process to perform is included.
本発明の表示装置は、基板上に上記本発明の有機電界発光素子を複数備えたものである。 The display device of the present invention comprises a plurality of the organic electroluminescent elements of the present invention on a substrate.
本発明の有機電界発光素子および有機電界発光素子の製造方法ならびに表示装置では、第１電極上における絶縁膜の開口部において、絶縁膜および第１電極と湿式型有機層との間に、無機酸化物膜が設けられている。ここで、仮に絶縁膜および第１電極の各表面に直に湿式型有機層を形成した場合には、湿式型有機層の上記各表面に対する濡れ性の差に起因して、局所的に膜抜け（膜欠陥）等が発生する。上記のような無機酸化物膜が設けられていることにより、このような濡れ性の差に起因した膜抜け等の発生が抑制される。 In the organic electroluminescent element, the method for manufacturing the organic electroluminescent element, and the display device of the present invention, an inorganic oxide is formed between the insulating film and the first electrode and the wet type organic layer in the opening of the insulating film on the first electrode. A material film is provided. Here, if the wet type organic layer is formed directly on each surface of the insulating film and the first electrode, the film is locally removed due to the difference in wettability of the wet type organic layer with respect to each surface. (Film defect) and the like occur. By providing the inorganic oxide film as described above, the occurrence of film loss due to such a difference in wettability is suppressed.
本発明の有機電界発光素子および有機電界発光素子の製造方法ならびに表示装置によれば、第１電極上に設けられた絶縁膜の開口部に無機酸化物膜を形成し、この無機酸化物膜上に湿式型有機層を設けるようにしたので、湿式型有機層における膜厚むらの発生を抑制することが可能となる。これは、有機層成膜時における真空工程の削減につながり、中大型ディスプレイの低コスト化および量産化に有利となる。 According to the organic electroluminescent element, the organic electroluminescent element manufacturing method and the display device of the present invention, an inorganic oxide film is formed in the opening of the insulating film provided on the first electrode, and the inorganic oxide film is formed on the inorganic oxide film. Since the wet type organic layer is provided in the film, it is possible to suppress the occurrence of film thickness unevenness in the wet type organic layer. This leads to a reduction in the vacuum process at the time of forming the organic layer, which is advantageous for cost reduction and mass production of a medium-sized display.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の一実施の形態に係る表示装置１の断面構造を表すものである。表示装置１は、薄型の有機ＥＬディスプレイとして好適に用いられ、マトリクス状に配設された複数の画素を個別に駆動して表示を行うアクティブマトリクス方式の表示装置である。この表示装置１では、駆動パネル１０上に、Ｒ（Red：赤）画素としての有機ＥＬ素子１０Ｒ、Ｇ（Green：緑）画素としての有機ＥＬ素子１０Ｇ、およびＢ（Blue：青）画素としての有機ＥＬ素子１０Ｂが、順に全体としてマトリクス状に設けられている。駆動パネル１０は、例えばガラスなどよりなる基板上に、上記有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれを駆動するためのＴＦＴ（Thin Film Transistor；薄膜トランジスタ）を含む画素駆動回路（後述）が形成されたものである。駆動パネル１０に使用される基板は、ガラス基板に限らず、シリコン基板などであってもよく、また、フィルム状のフレキシブル基板を用いるようにしてもよい。駆動パネル１０上の有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂは、接着層３１を介して封止パネル２０によって封止されている。また、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ上には、必要に応じて保護膜３０が形成されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a display device 1 according to an embodiment of the present invention. The display device 1 is preferably used as a thin organic EL display, and is an active matrix display device that performs display by individually driving a plurality of pixels arranged in a matrix. In the display device 1, an
このような表示装置１は、例えば駆動パネル１０と反対側の面から発光光が取り出されるトップエミッション（上面発光）構造を有している。このトップエミッション構造により、発光部の開口率を向上させることができる。これにより、必要輝度を得るために各素子に印加する電流密度を小さくすることができるため、素子の長寿命化を図ることが可能となる。なお、この場合、駆動パネル１０側に設けられる第１電極１１（後述）は反射電極として機能する一方、封止パネル２０側に設けられる第２電極１９（後述）は透明あるいは半透明電極により構成される。以下、表示装置１における各要素の具体的な構成について説明する。
Such a display device 1 has, for example, a top emission (upper surface light emission) structure in which emitted light is extracted from a surface opposite to the
有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂはそれぞれ、駆動パネル１０上に、陽極としての第１電極１１を有している。第１電極１１上には、開口部１２ａを有する絶縁膜１２が形成されており、この開口部１２ａの上方に、各色の発光層（赤色発光層１６Ｒ，緑色発光層１６Ｇ，青色発光層１６Ｂ）をそれぞれ含む有機層が形成されている。具体的には、有機層は、正孔注入層１４（湿式型有機層）、正孔輸送層１５、発光層（赤色発光層１６Ｒ，緑色発光層１６Ｇまたは青色発光層１６Ｂ）、および電子輸送層１７がこの順に積層したものである。このような積層構造を有する各有機層を覆うように、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂに共通の陰極としての第２電極１９が、電子注入層１８を介して設けられている。なお、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂでは、各発光層以外の構成は同様となっている。
Each of the
第１電極１１は、駆動パネル１０上に、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂごとに配設され、上記有機層における正孔注入層１４に正孔を注入する電極として機能するものである。また、本実施の形態のように、トップエミッション構造の場合には、反射金属としても機能するため、できるだけ高い反射率を有する金属により構成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１１の構成材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属元素の単体または合金が挙げられる。第１電極１１は単層構造でもよいし複数の層の積層構造でもよい。
The
但し、好ましくは、第１電極１１は、アルミニウムを主成分としたアルミニウム合金を含んで構成される。これは、ショートやマイグレーションによる断線の発生を抑制することができるためである。また、この場合、アルミニウムの仕事関数が比較的小さいことを補うために、副成分金属として、銅、パラジウム、金、ニッケルまたは白金等の仕事関数が高い金属元素を２０〜３０％程度含むようにするとよい。
However, preferably, the
より好ましくは、アルミニウム合金の副成分として、主成分のアルミニウムよりも仕事関数が小さい金属元素、例えばランタノイド系列元素、具体的にはネオジム等を含んで構成される。このように、アルミニウムを主成分とする合金に、アルミニウムよりも仕事関数の低い金属元素を加えることで、アルミニウム合金の安定性を向上させると共に、上記のような仕事関数の高い金属元素を用いる場合に比べ、安価な第１電極１１を形成可能となる。特に、正孔注入層１４にアザトリフェニレンまたはトリフェニレンの誘導体を用いた場合には、良好な導通及び発光効率を得ることが可能となる。また、上記アルミニウム合金層における副成分元素の含有量は、約１０重量％以下であることが好ましい。これにより、アルミニウム合金の反射率を維持しつつ、製造プロセスにおける安定性を保持すると共に、加工精度や化学的安定性、更には導電性や基板との密着性も向上する。なお、副成分として、上記ランタノイド系列元素の他に、シリコン（Ｓｉ）や銅（Ｃｕ）などの元素を含んでも良い。
More preferably, as a subcomponent of the aluminum alloy, a metal element having a work function smaller than that of the main component aluminum, for example, a lanthanoid series element, specifically, neodymium or the like is included. As described above, when a metal element having a work function lower than that of aluminum is added to an alloy containing aluminum as a main component, the stability of the aluminum alloy is improved and the metal element having a high work function as described above is used. Compared to the above, the inexpensive
なお、上記のような構成材料よりなる第１電極１１と駆動パネル１０との間には、第１電極１１の駆動パネル１０への密着性を高めるための他の導電層、例えばＩＴＯ（インジウム・錫酸化物）やＩＺＯ（インジウム・亜鉛酸化物）などの透明導電層が設けられていてもよい。
It should be noted that another conductive layer, for example, ITO (indium / indium) is provided between the
絶縁膜１２は、各画素間の絶縁性を確保するものであり、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂにおける各発光領域に対応して、開口部１２ａを有している。この開口部１２ａによって、第１電極１１の上面の一部が絶縁膜１２から露出するようになっている。絶縁膜１２は、有機材料、例えばポリフェノール樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂等の感光性樹脂により構成されている。このような有機材料を用いることにより、例えばフォトリソグラフィ法を用いたパターニングが可能となり、無機材料を用いる場合に比べて加工性が向上する。開口部１２ａでは、その中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけてテーパが形成されており、この開口部１２ａのテーパ形状に沿って有機層が形成される。なお、開口部１２ａの中央領域Ｄ１が各画素の主発光領域に対応する。
The insulating
このような絶縁膜１２の開口部１２ａには、無機酸化物膜１３が形成されており、この無機酸化物膜１３を介して上記有機層における正孔注入層１４が設けられている。具体的には、無機酸化物膜１３が、開口部１２ａによって絶縁膜１２から露出した第１電極１１の上面と絶縁膜１２のテーパ面とを覆うように、開口部１２ａの中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけて連続的に形成されている。このような無機酸化物膜１３に接するように、正孔注入層１４が形成されている。
An
無機酸化物膜１３は、絶縁膜１１および第１電極１１の各表面と正孔注入層１４との密着性を向上させるために設けられるものである。この無機酸化物膜１３は、基板面内において正孔注入層１４が形成される領域と同一の領域内（同一の幅、面積）に設けられていることが好ましい。これは、無機酸化物膜１３が、第１電極１１の端子部や第２電極１９の端子部にまではみ出して形成されてしまうと、接触抵抗の増加や接触不良の原因となるからである。
The
この無機酸化物膜１３は、半導体や絶縁体により構成されることが好ましく、この場合、例えば次に挙げる元素の酸化物を含んで構成されている。元素としては、例えばケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム、亜鉛（Ｚｎ）、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、バリウム（Ｂａ）、バナジウム（Ｖ）、銀、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、セリウム（Ｃｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅、カルシウム（Ｃａ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、イリジウム（Ｉｒ）、ランタン（Ｌａ）、ルテチウム（Ｌｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ネオジム、ニッケル、ニオブ（Ｎｂ）、パラジウム、白金、レニウム（Ｒｅ）、ルテニウム（Ｒｕ）、スカンジウム（Ｓｃ）、サマリウム（Ｓｍ）、スズ（Ｓｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、タリウム（Ｔｌ）、イットリウム（Ｙ）が挙げられる。
The
なお、上記無機酸化物膜１３は、半導体や絶縁体に限られず、導電性を有する無機複合酸化物、例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＣｄＩｎ2Ｏ4、ＭｇＩｎ2Ｏ4、ＩｎＧａＭｇＯ4、ＺｎＳｎＯ3、ＡｇＳｂＯ3等により構成されていてもよい。
The
但し、無機酸化物膜１３が半導体、絶縁体および導電体のうちいずれの材料で構成されているかによって、すなわち導電性の大きさに応じて、無機酸化物膜１３の膜厚を設定することが必要である。例えば、導電性の小さな材料で構成する場合には、膜厚が大きすぎると素子の高電圧化につながるため、無機酸化物膜１３の膜厚は好ましくは５ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以下とする。逆に、導電性の大きな材料で構成する場合には、膜厚が大きすぎると、絶縁膜１２の周縁領域Ｄ２付近において発光リークが発生する虞があるため、無機酸化物膜１３の膜厚は好ましくは５ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以下とする。
However, the film thickness of the
このような無機酸化物膜１３は、また、開口部１２ａの中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけて均一な膜厚で形成されていることが好ましい。
Such an
続いて、上記無機酸化物膜１３上に形成された有機層の具体的な構成について説明する。
Next, a specific configuration of the organic layer formed on the
正孔注入層１４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として機能するものである。本実施の形態では、この正孔注入層１４が、湿式型の正孔注入材料を含んで構成され、厚みが例えば５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。なお、「湿式型」とは、詳細は後述するが、各種溶媒によって溶液化が可能であり、塗布形成することの可能なものである。このような湿式型の正孔注入材料としては、例えば、有機酸を含むアニリン誘導体、および有機酸を含むチオフェン誘導体が挙げられる。正孔注入層１４は、これらの正孔注入材料により構成される層の単層あるいは積層したものにより構成される。
The
具体的には、アニリン誘導体としては、例えば以下の化１によって表されるもの、チオフェン誘導体としては、例えば以下の化２によって表されるものがそれぞれ用いられる。また、有機酸としては、例えば以下の化３〜５によって表されるものが挙げられる。 Specifically, for example, those represented by the following chemical formula 1 are used as aniline derivatives, and those represented by the following chemical formula 2 are used as thiophene derivatives, respectively. Examples of the organic acid include those represented by the following chemical formulas 3 to 5.
但し、化１に示した構造式中のＡ，Ｂ，Ｃにはそれぞれ、例えば以下の化６〜１０によって表されるもののうちいずれか１種が用いられる。また、α1〜α5はそれぞれ、水素、炭化水素基（飽和または不飽和）、炭化水素オキシ基（飽和または不飽和）、アリール基（置換または未置換）、アリールオキシ基（置換または未置換）もしくは複素環基（置換または未置換）を表す。またｌ、ｍ、ｎはそれぞれ、０または正の整数を示す。また、化２に示した構造式中の、Ｅは、置換または未置換のアルキレン基（−ＣnＨ2n、但しｎ＝１ 〜５）であり、好ましくはエチレン基またはプロピレン基である。Ｇは、酸素（Ｏ）または硫黄（Ｓ）を表す。また、ｑは、１以上の整数を示す。更に、化３に示した構造式中のＤはベンゼン、ナフタレン、アントラセンおよびフェナントレン等の芳香族炭化水素化合物、ピリジン、キノリン誘導体、チオフェンおよびフラン等の複素環化合物である。α32，α33はそれぞれ、カルボキシル基もしくは水酸基を表す。また、化６〜１０に示した構造式中のα6〜α31はそれぞれ、水素、炭化水素基（飽和または不飽和）、炭化水素オキシ基（飽和または不飽和）、アリール基（置換または未置換）、アリールオキシ基（置換または未置換）、複素環基（置換または未置換）、アミノ基（置換または未置換）、アリールアミノ基（置換または未置換）、シアノ基、ニトロ基、水酸基、ハロゲン基、シラノール基、チオール基、スルホン酸基、リン酸基、リン酸エステル基、カルボキシル基を表す。 However, for each of A, B, and C in the structural formula shown in Chemical Formula 1, for example, any one of those represented by Chemical Formulas 6 to 10 below is used. Α 1 to α 5 are each hydrogen, hydrocarbon group (saturated or unsaturated), hydrocarbon oxy group (saturated or unsaturated), aryl group (substituted or unsubstituted), aryloxy group (substituted or unsubstituted) ) Or a heterocyclic group (substituted or unsubstituted). L, m, and n each represent 0 or a positive integer. In the structural formula shown in Chemical Formula 2, E is a substituted or unsubstituted alkylene group (—C n H 2n , where n = 1 to 5), preferably an ethylene group or a propylene group. G represents oxygen (O) or sulfur (S). Q represents an integer of 1 or more. Further, D in the structural formula shown in Chemical Formula 3 is an aromatic hydrocarbon compound such as benzene, naphthalene, anthracene and phenanthrene, a heterocyclic compound such as pyridine, quinoline derivative, thiophene and furan. α 32 and α 33 each represent a carboxyl group or a hydroxyl group. In addition, α 6 to α 31 in the structural formulas shown in Chemical Formulas 6 to 10 are each hydrogen, hydrocarbon group (saturated or unsaturated), hydrocarbon oxy group (saturated or unsaturated), aryl group (substituted or unsubstituted). Substituted), aryloxy group (substituted or unsubstituted), heterocyclic group (substituted or unsubstituted), amino group (substituted or unsubstituted), arylamino group (substituted or unsubstituted), cyano group, nitro group, hydroxyl group, A halogen group, a silanol group, a thiol group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, a phosphoric ester group, or a carboxyl group is represented.
正孔輸送層１５は、各色発光層への正孔注入効率を高めるためのものである。この正孔輸送層１５は、例えば、厚みが５ｎｍ以上３００ｎｍ以下であり、例えば、ベンジジン誘導体、スチリルアミン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体などの正孔輸送材料、具体的にはビス[Ｎ−(１−ナフチル)−Ｎ−フェニル] ベンジジン（α−ＮＰＤ）等を含んで構成されている。
The
赤色発光層１６Ｒ、緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂはそれぞれ、電界をかけることにより、第１電極１１側から注入された正孔の一部と、第２電極１９側から注入された電子の一部とが再結合して、赤色、緑色および青色の光を発生するものである。これらの赤色発光層１６Ｒ、緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂはそれぞれ、スチリルアミン誘導体、芳香族アミン誘導体、ぺリレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン系色素、トリフェニルアミン誘導体等の有機材料を含んで構成されている。また、赤色発光層１６Ｒ、緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂが、正孔輸送性や電子輸送性を有していてもよい。
Each of the red
電子輸送層１７は、各色発光層への電子注入効率を高めるためのものである。電子輸送層１７は、例えば、厚みが２０ｎｍ程度であり、トリス（８−ヒドロキシキノリナト)アルミニウム（Ａｌｑ3)により構成されている。
The
電子注入層１８は、電子注入効率を高めるためのものであり、仕事関数が小さく、かつ光透過性の良好な電子注入材料を用いて構成されている。このような電子注入材料としては、例えばＬｉ2Ｏ、Ｃｓ2Ｏ、ＬｉＦやＣａＦ2等のアルカリ金属酸化物、アルカリ金属フッ化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類フッ化物が挙げられる。
The
第２電極１９は、電子注入層１８に電子を注入する電極として機能するものである。第２電極１９の構成材料としては、トップエミッション構造の場合、光透過性および導電性を有する材料、例えばＭｇ−Ａｇ電極、Ｃａ電極などにより構成されている。特に、第１電極１１と第２電極１９との間で発光光を共振させるキャビティ構造を形成する場合には、例えばＭｇ−Ａｇ電極のような半透過性反射材料を用いることが好ましい。なお、この第２電極１９上には更に、必要に応じて、電極の劣化抑制のための封止電極（図示せず）が形成されていてもよい。
The
保護膜３０は、例えば、厚みが５００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の透明誘電体からなり、例えば酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）や窒化シリコン（ＳｉＮ）などにより構成されている。
The
封止パネル２０は、接着層３１と共に有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止するためのものである。封止パネル２０は、ガラスなどよりなる基板により構成されている。
The sealing
上記表示装置１は、例えば、次のようにして製造することができる。 The display device 1 can be manufactured, for example, as follows.
図２〜図６は表示装置１の製造方法を工程順に表すものである。まず、駆動パネル１０を、基板上に、例えばＴＦＴや各種配線層を公知の薄膜プロセスを用いてパターニングすることにより、画素駆動回路を形成したのち、基板全面に平坦化層を成膜することにより作製する。続いて、図２（Ａ）に示したように、作製した駆動パネル１０上に、上述した材料よりなる第１電極１１を形成する。このとき、例えば、駆動パネル１０の全面に、上述した材料よりなる電極材料を例えばスパッタ法により成膜したのち、フォトリソグラフィ法を用いて、画素ごとにパターニング形成する。
2-6 represents the manufacturing method of the display apparatus 1 in order of a process. First, the
続いて、図２（Ｂ）に示したように、駆動パネル１０の全面に、上述した感光性樹脂よりなる絶縁膜１２を成膜したのち、例えばフォトリソグラフィ法を用いて、第１電極１１に対応する領域のみを選択的に除去する。これにより、絶縁膜１２に開口部１２ａを形成し、第１電極１１の上面の一部を露出させる。
Subsequently, as shown in FIG. 2B, after the insulating
次いで、図３（Ａ）に示したように、形成した絶縁膜１２の開口部１２ａごとに、上述した材料よりなる無機酸化物膜１３を、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法、湿式製膜法などにより形成する。
このとき、無機酸化物膜１３を、開口部１２ａの中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけての選択的な領域にのみ形成する。このため、乾式の成膜法では、シャドーマスクと組み合わせることのが好ましい。また、湿式の成膜法では、インクジェット法やフレキソ印刷法、あるいはシャドーマスクと組み合わせたスプレーコート法等が好ましい。なお、無機酸化物膜１３の形成方法は上述の手法に限定されるものではなく、材料の安定性、膜質等により、適切な方法を選択すればよい。
Next, as shown in FIG. 3A, for each
At this time, the
続いて、図３（Ｂ）に示したように、形成した無機酸化物膜１３上に、上述した正孔注入材料よりなる正孔注入層１４を形成する。このとき、無機酸化物膜１３と同一の領域、すなわち中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけて、例えばインクジェット法やシャドーマスクと組み合わせたスプレーコート法などの湿式の手法を用いて成膜する。
Subsequently, as shown in FIG. 3B, the
具体的には、まず、上述した正孔注入材料を、例えば次に挙げるような溶媒を用いて溶液化し、無機酸化物膜１３の表面に塗布する。溶媒としては、例えば、フェノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、エチレングリコールジクリシジルエーテル、１，３−オクチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ヘキシレングリコール、水、メタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−メチルホルムアニリド、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、クロロホルム、トルエン、メタノール、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルカルビトール、ジアセトンアルコール、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル、メチルエチルケトン等のうち少なくとも１種を混合したものを用いることができる。
Specifically, first, the hole injection material described above is made into a solution using, for example, the following solvent and applied to the surface of the
ここで、上記のような溶媒は、無機酸化物膜１３に対して以下のような所定の接触角となっていることが好ましい。すなわち、溶媒の無機酸化物膜１３に対する各領域間の接触角差が５°以下となっていることが好ましい。例えば、開口部１２ａの中央領域Ｄ１における接触角と、周縁領域Ｄ２における接触角との差が５°以下となるようにする。これにより、開口部１２ａの中央領域Ｄ１と周縁領域Ｄ２との間で膜厚変化の小さい正孔注入層１４を形成することができる。
Here, the solvent as described above preferably has the following predetermined contact angle with respect to the
但し、接触角の測定法としては、例えばθ／２法を用いる。このθ／２法は、図４に示すように、液滴１４Ａにおける端点Ａおよび頂点Ｂを結ぶ直線と、無機酸化物膜１３のとのなす角αから接触角θを求める手法である。これによると、重力の影響を無視できる程の微小液滴形状は円の一部と仮定することができ、幾何の定理よりθ＝２αが成り立ち、αを直読することで、接触角θを測定することが可能である。
However, as a method for measuring the contact angle, for example, the θ / 2 method is used. This θ / 2 method is a method for obtaining the contact angle θ from the angle α formed by the straight line connecting the end point A and the apex B in the
また、無機酸化物膜１３の表面に対し、正孔注入層１４を形成する前に、所定の表面処理を施すことが好ましい。表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶオゾン処理等が挙げられ、このような処理を施すことにより、上記中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけての接触角差を小さくし易くなる。
Further, it is preferable to perform a predetermined surface treatment on the surface of the
こののち、無機酸化物膜１３上に塗布した正孔注入材料を含む溶液を焼成する。これにより、無機酸化物膜１３の表面に正孔注入層１４を形成する。
After that, the solution containing the hole injection material applied on the
次いで、図５（Ａ）に示したように、正孔注入層１４上に、上述した材料よりなる正孔輸送層１５を形成する。このとき、正孔輸送層１５として、湿式型の正孔輸送材料を用いる場合には、インクジェット法やスプレーコート法などにより成膜することができる。あるいは、真空中で気化できる正孔輸送材料であれば、真空蒸着法を用いて成膜可能である。
Next, as illustrated in FIG. 5A, the
続いて、図５（Ｂ）に示したように、正孔輸送層１５上に、赤色発光層１６Ｒ、緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂを形成する。これら赤色発光層１６Ｒ、緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂについても、上記正孔輸送層１５と同様に、湿式型の成膜手法あるいは真空蒸着法により形成することができる。
Subsequently, as illustrated in FIG. 5B, the red light emitting layer 16 </ b> R, the green light emitting layer 16 </ b> G, and the blue light emitting layer 16 </ b> B are formed on the
次いで、図６（Ａ）に示したように、形成した赤色発光層１６Ｒ、緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂのそれぞれの上に、上述した材料よりなる電子輸送層１７および電子注入層１８をこの順に形成する。このうち、電子輸送層１７については、上記正孔輸送層１５と同様に、湿式型の成膜手法あるいは真空蒸着法より形成することができる。一方、電子注入層１８については、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマＣＶＤ法などにより形成することができる。
Next, as shown in FIG. 6A, the
続いて、図６（Ｂ）に示したように、第２電極１９を、例えばスパッタリング法などにより、駆動パネル１０の全面にわたって形成することにより、駆動パネル１０上に有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを形成する。こののち、駆動パネル１０の全面にわたって、上述した材料よりなる保護膜３０を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
最後に、保護膜３０上に例えば熱硬化型樹脂よりなる接着層３１を塗布形成したのち、この接着層３１の上から封止パネル２０を貼り合わせ、所定の加熱処理を行い、接着層３１の熱硬化性樹脂を硬化させる。以上により、図１に示した表示装置１が完成する。
Finally, after an adhesive layer 31 made of, for example, a thermosetting resin is applied and formed on the
次に、上記表示装置１の作用、効果について説明する。 Next, the operation and effect of the display device 1 will be described.
本実施の形態では、第１電極１１と第２電極１９との間に所定の電圧が印加されると、有機層における赤色発光層１６Ｒ，緑色発光層１６Ｇおよび青色発光層１６Ｂに電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、赤色発光層１６Ｒでは赤色の光、緑色発光層１６Ｇでは緑色の光、青色発光層１６Ｂでは青色の光がそれぞれ発生する。これらの赤色，緑色および青色の光は、封止パネル２０の上面から３原色の光として取り出される。
In the present embodiment, when a predetermined voltage is applied between the
このような表示装置１では、駆動パネル１１上に第１電極１１が画素ごとに形成され、この第１電極１１上に開口部１２ａを有する絶縁膜１２が設けられている。この開口部１２ａにより、第１電極１１の上面が絶縁膜１２より露出され、この上方に湿式型の正孔注入層１４が形成されている。
In such a display device 1, the
ここで、絶縁膜１２と第１電極１１は互いに異なる材料から形成されることが多いため、両者の表面エネルギーの差は大きくなっている。従って、仮に、湿式型の正孔注入層が、絶縁膜１２および第１電極１１の表面に直に成膜された場合、これらの材質の違いや、絶縁膜１２の表面形状等により、正孔注入材料を含む溶液の絶縁膜１２および第１電極１１に対するそれぞれの濡れ性に差が生じる。また、塗布時の正孔注入材料を含む溶液の接触角は、開口部１２ａの各領域、例えば中央領域Ｄ１と周縁領域Ｄ２とにおいて大きく異なってしまう。このような理由により、開口部１２ａにおける中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけて、形成される正孔注入層に膜厚むらや膜抜けが生じてしまう。
Here, since the insulating
これに対し、本実施の形態では、絶縁膜１２および第１電極１１と正孔注入層１４との間に、中間層として無機酸化物膜１３が中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけて連続的に形成されている。これにより、正孔注入層１４の成膜時において、絶縁膜１２および第１電極１１の各表面エネルギーの差が縮小される。よって、上記のような濡れ性の差に起因した局所的な膜抜け（膜欠陥）等の発生が抑制される。
In contrast, in the present embodiment, the
以上のように、本実施の形態では、第１電極１１上に設けられた絶縁膜１２の開口部１２ａの無機酸化物膜１３を中央領域Ｄ１から周縁領域Ｄ２にかけて連続的に形成し、この無機酸化物膜１３上に湿式型の正孔注入層１４を設けたので、正孔注入層１４における膜厚むらの発生を抑制することが可能となる。これにより、発光画素における輝度むらが発生することを抑制できる。また、有機層成膜時における真空工程の削減につながり、中大型ディスプレイの低コスト化および量産化に有利となる。
As described above, in this embodiment, the
また、絶縁膜１２を例えば加工性に優れた感光性樹脂などにより構成した場合には、このような無機酸化物膜１３を用いることにより、絶縁膜１２上に正孔注入層１４を直に成膜する場合に比べ、正孔注入層１４に対する濡れ性そのものを向上させることができる。よって、例えば開口部１２ａの周縁領域Ｄ２において、テーパなどの表面形状等に起因して膜厚むらが生じることを抑制することができる。
Further, when the insulating
さらに、無機酸化物膜１３の厚みを５ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以下とすれば、無機酸化物膜１３として、半導体や絶縁体などの導電性の比較的小さな材料を用いた場合にも、駆動電圧の増大を抑制することができる。また、逆に、導電体などの導電性の大きな材料を用いた場合には、開口部１２ａの周縁領域Ｄ２付近での発光リークの発生を抑制することができる。従って、上記のような膜厚条件とすることで、素子特性を大きく阻害することなく、正孔注入層１４の成膜精度を高めることができる。
Further, if the thickness of the
（実施例）
ここで、実際に、上記無機酸化物膜１３を用いた有機ＥＬ素子を次のようにして作製し、素子特性についての評価を行った。まず、実施例１として、平面寸法が３０ｍｍ×３０ｍｍのガラス板からなる基板上に、第１電極１１を画素ごとにパターニング形成した。なお、第１電極１１は、主成分をアルミニウムとし、副成分をネオジム（１０重量％）とする合金層とし、膜厚は１５０ｎｍとした。
(Example)
Here, actually, an organic EL element using the
続いて、フェノール樹脂よりなる絶縁膜１２を、第１電極１１を覆うように基板全面に成膜したのち、フォトリソグラフィ法を用いて開口部１２ａをパターニング形成した。このとき、開口部１２ａの中央領域Ｄ１の平面寸法を、２ｍｍ×２ｍｍとした。この絶縁膜１２上に、スパッタリング法を用いて、無機酸化物膜１３として、酸化ニオブを３ｎｍ形成した。
Subsequently, an insulating
その後、大気に暴露し、無機酸化物膜１３の表面に窒素プラズマ処理を施したのち、この上に、正孔注入層１４を塗布形成した。このとき、正孔注入材料としては、上記化１に示したアニリン誘導体と、上記化３に示した有機酸とを、８：２の重量比で混合したものを用いた。但し、化１において、ＡおよびＢを化６に示した構造物、Ｃを化８に示した構造物とし、α1〜α19を水素、ｌ＋ｍ＋ｎを２０以下となるようにした。また、化３において、Ｄをベンゼン環、α32をカルボキシル基、α33をヒドロキシル基とした。このような正孔注入材料を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下、単にＮＭＰという）とフェノールとを５：２の重量比で混合した溶媒に、固形分濃度３重量％で溶解させ、塗布溶液とした。この溶液を、スピンコート法により３０００ｒｐｍ、１２秒間の条件で無機酸化物膜１３上に塗布した後、加熱炉にて２００℃、３０分の条件で乾燥させ、膜厚が２０ｎｍとなるように、正孔注入層１４を形成した。
Then, after exposing to the atmosphere and performing nitrogen plasma treatment on the surface of the
この際、上記溶媒を用いて、無機酸化物膜１３に対する中央領域Ｄ１と周縁領域Ｄ２との間の接触角差を測定した（詳細は後述）。また、形成した正孔注入層１４について、膜厚を測定した（詳細は後述）。これらの結果を、後述の実施例２〜１８および比較例１，２の結果と共に、図７および図８にそれぞれ示す。
Under the present circumstances, the contact angle difference between the center area | region D1 with respect to the
次いで、正孔注入層１４上に、ビス［Ｎ−(１−ナフチル)−Ｎ−フェニル］ベンジジン（α−ＮＰＤ）よりなる正孔輸送層１５を、真空蒸着法により膜厚１４０ｎｍ（蒸着速度０．２〜０．４ｎｍ／秒）で成膜した。続いて、この正孔輸送層１５上に、膜厚２５ｎｍの発光層を真空蒸着法により成膜した。このとき、発光層は、出光興産社製ＢＨ２１５ｘ（商品名）よりなるホストに、ドーパントとして出光興産社製ＢＤ−１４２（商品名）を膜厚比で５％の濃度で含んだものを用いた。続いて、形成した発光層上に、トリケミカル社製の８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ３）よりなる電子輸送層１７を、真空蒸着法により膜厚２０ｎｍで成膜した。
Next, a
続いて、上記のようにして形成した有機層上に、ＬｉＦよりなる電子注入層１８を、真空蒸着法により約０．３ｎｍ（蒸着速度〜０．０１ｎｍ／ｓｅｃ）の膜厚で形成し、更にこの電子注入層１８上に、ＭｇＡｇよりなる第２電極１９を真空蒸着法により膜厚１０ｎｍで形成した。
Subsequently, on the organic layer formed as described above, an
また、無機酸化物膜１３の構成材料および膜厚を変化させたこと以外は、上記実施例１と同様にして、実施例２〜１８の有機ＥＬ素子を作製した。具体的には、実施例２〜６では、酸化ニオブより構成した無機酸化物膜１３の膜厚をそれぞれ５ｎｍ，６ｎｍ，７．５ｎｍ，１０ｎｍおよび２０ｎｍと段階的に変化させた。また、実施例７〜１２では、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）より構成した無機酸化物膜１３の膜厚をそれぞれ３ｎｍ，５ｎｍ，６ｎｍ，７．５ｎｍ，１０ｎｍおよび２０ｎｍと段階的に変化させた。更に、実施例１３〜１８では、酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3）より構成した無機酸化物膜１３の膜厚をそれぞれ３ｎｍ，５ｎｍ，６ｎｍ，７．５ｎｍ，１０ｎｍおよび２０ｎｍと段階的に変化させた。
Moreover, the organic EL element of Examples 2-18 was produced like the said Example 1 except having changed the constituent material and film thickness of the
更に、上記実施例１〜１８の比較例１，２として、上記のような無機酸化物膜１３を用いずに、絶縁膜１２および第１電極１１上に直に正孔注入層１４を形成した有機ＥＬ素子を作製した。但し、正孔注入層１４を形成する前の絶縁膜１２の表面に、比較例１では窒素プラズマ処理、比較例２ではフッ素プラズマ処理をそれぞれ施した。
Further, as Comparative Examples 1 and 2 of Examples 1 to 18, the
＜正孔注入層１４の接触角差＞
上記のように、正孔注入層１４を成膜する際に、正孔注入層１４の無機酸化物膜１３に対する中央領域Ｄ１と周縁領域Ｄ２との間の接触角差を測定した（図７）。このとき、中央領域Ｄ１の接触角は中心付近、周縁領域Ｄ２の接触角は絶縁膜１２の水平な領域において、それぞれ主溶媒となるＮＭＰを用いて、上述したθ／２法により測定した。
<Contact angle difference of
As described above, when forming the
図７に示したように、無機酸化物膜１３を形成しなかった比較例１、２では、中央領域Ｄ１と周縁領域Ｄ２との接触角差が５°以上となった。これに対し、無機酸化物膜１３を用いた実施例１〜１８（実施例３，９，１５を除く）では、ＮＭＰが濡れ広がり、上記接触角差は５度以下に抑えられていた。
As shown in FIG. 7, in Comparative Examples 1 and 2 in which the
＜正孔注入層１４の膜厚評価＞
また、上記のように、正孔注入層１４を成膜した後に、実施例１〜１８（実施例３，９，１５を除く）および比較例１，２について、正孔注入層１４の膜厚を光学式膜厚計により測定した（図８）。このとき、第一電極１１上の中央領域Ｄ１における、ある一辺の中点から画素の中心（中央領域Ｄ１の中心）に向かって、１０μｍ，４０μｍ，２５０μｍ，５００μｍ，７５０μｍ，１０００μｍの各位置で測定を行った。
<Evaluation of film thickness of
In addition, after forming the
図８に示したように、無機酸化物膜１３を形成しなかった比較例１，２では、正孔注入層１４の膜厚が、特に１０μｍ位置で非常に小さくなり、４０μｍ位置で急激に大きくなる傾向を示した。また、作製した有機ＥＬ素子の発光面では、このような膜厚むらに起因する輝度むらが生じていた。これに対し、実施例１〜１８（実施例３，９，１５を除く）では、測定位置による顕著な膜厚変化や塗布欠陥は観察されなかった。また、発光面における輝度むらも見られなかった。
As shown in FIG. 8, in Comparative Examples 1 and 2 in which the
＜素子特性の評価＞
更に、作製した実施例１〜１８および比較例１，２の有機ＥＬ素子について、駆動電圧（Ｖ）、発光効率（ｃｄ／Ａ）および輝度半減寿命（ｈ）について測定した。なお、これらの評価は全て、露点８０℃、酸素濃度０．５ｐｐｍ以下の窒素ガス雰囲気中において、室温２５℃にて行った。また、駆動電圧は、１０ｍＡ／ｃｍ2の電流を流したときの電圧とする。その結果を、表１に示す。また、無機酸化物膜１３として酸化インジウムを膜厚２０ｎｍで形成した実施例１８については、絶縁膜１２の周縁領域Ｄ２において大きな発光リークが生じたため、上記各特性の測定を見合わせた。更に、実施例１〜１８および比較例１，２について、無機酸化物膜１３の膜厚に対する駆動電圧特性を図９に示す。但し、実施例３，９，１５については、図９にのみ示している。
<Evaluation of device characteristics>
Furthermore, the driving voltage (V), the luminous efficiency (cd / A), and the luminance half life (h) were measured for the organic EL elements of Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 and 2 that were produced. All of these evaluations were performed at a room temperature of 25 ° C. in a nitrogen gas atmosphere having a dew point of 80 ° C. and an oxygen concentration of 0.5 ppm or less. The driving voltage is a voltage when a current of 10 mA / cm 2 is passed. The results are shown in Table 1. In Example 18 in which indium oxide was formed to a thickness of 20 nm as the
表１および図９に示したように、酸化ニオブや二酸化ケイ素を用いた実施例１〜１２では、導電性が比較的小さいため、例えば膜厚２０ｎｍの実施例６，１２では高電圧化が顕著となるが、特に膜厚５ｎｍ以下の実施例１，２，７，８では、比較例１，２よりも駆動電圧が低くなる。一方、酸化インジウムを用いた実施例１３〜１８では、導電性が比較的大きいため、例えば膜厚２０ｎｍの実施例１８では大きな発光リークが発生するが、膜厚５ｎｍ以下の実施例１３，１４では、十分な発光効率が得られ、発光リークが抑制されることがわかる。従って、無機酸化物膜１３に酸化ニオブ、二酸化ケイ素または酸化インジウムを用いた全ての場合において、膜厚が特に５ｎｍ以下の実施例１，２，７，８，１３，１４では、比較例１，２よりも低駆動電圧化することがわかった。
As shown in Table 1 and FIG. 9, in Examples 1 to 12 using niobium oxide or silicon dioxide, since the conductivity is relatively small, for example, in Examples 6 and 12 having a film thickness of 20 nm, a high voltage is remarkable. However, in Examples 1, 2, 7, and 8 having a film thickness of 5 nm or less, the driving voltage is lower than that in Comparative Examples 1 and 2. On the other hand, in Examples 13 to 18 using indium oxide, since the conductivity is relatively large, for example, in Example 18 with a film thickness of 20 nm, a large light emission leak occurs, but in Examples 13 and 14 with a film thickness of 5 nm or less. It can be seen that sufficient luminous efficiency is obtained and light emission leakage is suppressed. Therefore, in all cases in which niobium oxide, silicon dioxide or indium oxide is used for the
また、膜厚５ｎｍ以下では、発光効率および輝度半減寿命についても、比較例１，２と同等もしくはそれ以上の良好な結果が得られた。よって、無機酸化物膜１３の膜厚を５ｎｍ以下、より好ましくは３ｎｍ以下に設定すれば、正孔注入層１４の膜厚むらを効果的に抑制すると共に、駆動電圧、発光効率および寿命などの素子特性についても良好な有機ＥＬ素子を実現可能であることが示された。
When the film thickness was 5 nm or less, good results equivalent to or higher than those of Comparative Examples 1 and 2 were obtained with respect to luminous efficiency and luminance half life. Therefore, if the film thickness of the
（適用例およびモジュール）
以下、上述した実施の形態で説明した表示装置１のモジュールおよび適用例について説明する。表示装置１は、テレビジョン装置，デジタルスチルカメラ，ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなど、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
(Application examples and modules)
Hereinafter, a module and an application example of the display device 1 described in the above-described embodiment will be described. The display device 1 is a television device, a digital still camera, a notebook personal computer, a mobile terminal device such as a mobile phone, or a video camera. The display device 1 uses an externally input video signal or an internally generated video signal as an image or video. The present invention can be applied to electronic devices in all fields for display.
（モジュール）
表示装置は、例えば図１０に示したようなモジュールとして、後述する適用例１〜５などの種々の電子機器に組み込まれる。このモジュールは、駆動用基板１０の一辺に、封止パネル２０から露出した領域２１０を設け、この領域２１０に後述する信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０の配線を延長して外部接続端子（図示せず）を形成したものである。外部接続端子には、信号の入出力のためのフレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ；Flexible Printed Circuit）２２０が設けられていてもよい。
(module)
The display device is incorporated into various electronic devices such as application examples 1 to 5 described later, for example, as a module shown in FIG. In this module, a
駆動パネル１０には、例えば、図１１に示したように、表示領域１１０と、映像表示用のドライバである信号線駆動回路１２０および走査線駆動回路１３０が形成されている。表示領域１１０内には画素駆動回路１４０が形成されている。表示領域１１０は、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを全体としてマトリクス状に配置したものである。
For example, as shown in FIG. 11, the
画素駆動回路１４０は、図１２に示したように、第１電極１１の下層に形成され、駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２と、その間のキャパシタ（保持容量）Ｃｓと、第１の電源ライン（Ｖｃｃ）および第２の電源ライン（ＧＮＤ）の間において駆動トランジスタＴｒ１に直列に接続された有機ＥＬ素子１０Ｒ（または１０Ｇ，１０Ｂ）とを有するアクティブ型の駆動回路である。駆動トランジスタＴｒ１および書き込みトランジスタＴｒ２は、一般的な薄膜トランジスタＴＦＴにより構成され、その構成は例えば逆スタガー構造（いわゆるボトムゲート型）でもよいしスタガー構造（トップゲート型）でもよく特に限定されない。
As shown in FIG. 12, the
画素駆動回路１４０では、列方向に信号線１２０Ａが複数配置され、行方向に走査線１３０Ａが複数配置されている。各信号線１２０Ａと各走査線１３０Ａとの交差点が、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのいずれか一つに対応している。各信号線１２０Ａは、信号線駆動回路１２０に接続され、この信号線駆動回路１２０から信号線１２０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のソース電極に画像信号が供給されるようになっている。各走査線１３０Ａは走査線駆動回路１３０に接続され、この走査線駆動回路１３０から走査線１３０Ａを介して書き込みトランジスタＴｒ２のゲート電極に走査信号が順次供給されるようになっている。
In the
（適用例１）
図１３は、上記実施の形態の表示装置１が適用されるテレビジョン装置の外観を表したものである。このテレビジョン装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有している。
(Application example 1)
FIG. 13 illustrates an appearance of a television device to which the display device 1 of the above embodiment is applied. The television apparatus includes a video display screen unit 300 including a front panel 310 and a filter glass 320, for example.
（適用例２）
図１４は、上記実施の形態の表示装置１が適用されるデジタルスチルカメラの外観を表したものである。このデジタルスチルカメラは、例えば、フラッシュ用の発光部４１０、表示部４２０、メニュースイッチ４３０およびシャッターボタン４４０を有している。
(Application example 2)
FIG. 14 shows the appearance of a digital still camera to which the display device 1 of the above embodiment is applied. The digital still camera has, for example, a flash light emitting unit 410, a display unit 420, a menu switch 430, and a
（適用例３）
図１５は、上記実施の形態の表示装置１が適用されるノート型パーソナルコンピュータの外観を表したものである。このノート型パーソナルコンピュータは、例えば、本体５１０，文字等の入力操作のためのキーボード５２０および画像を表示する表示部５３０を有している。
(Application example 3)
FIG. 15 shows the appearance of a notebook personal computer to which the display device 1 of the above embodiment is applied. This notebook personal computer has, for example, a main body 510, a
（適用例４）
図１６は、上記実施の形態の表示装置１が適用されるビデオカメラの外観を表したものである。このビデオカメラは、例えば、本体部６１０，この本体部６１０の前方側面に設けられた被写体撮影用のレンズ６２０，撮影時のスタート／ストップスイッチ６３０および表示部６４０を有している。
(Application example 4)
FIG. 16 shows the appearance of a video camera to which the display device 1 of the above embodiment is applied. This video camera includes, for example, a main body 610, a subject photographing lens 620 provided on the front side surface of the main body 610, a start /
（適用例５）
図１７は、上記実施の形態の表示装置１が適用される携帯電話機の外観を表したものである。この携帯電話機は、例えば、上側筐体７１０と下側筐体７２０とを連結部（ヒンジ部）７３０で連結したものであり、ディスプレイ７４０，サブディスプレイ７５０，ピクチャーライト７６０およびカメラ７７０を有している。
(Application example 5)
FIG. 17 shows the appearance of a mobile phone to which the display device 1 of the above embodiment is applied. For example, the mobile phone is obtained by connecting an
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、湿式型有機層として正孔注入層１４を例に挙げて説明したが、本発明は、他の有機層、例えば正孔輸送層１５、各色発光層および電子輸送層１７のうち少なくとも１層を、湿式型とした場合にも適用可能である。
While the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施の形態では、絶縁膜１２が感光性樹脂などの有機材料により構成された場合を例に挙げて説明したが、この絶縁膜１２は例えば酸化シリコンなどの無機材料により構成されていてもよい。このような場合であっても、絶縁膜１２および第１電極１１は互いに異なる材料で構成されることとなるため、各表面に対する正孔注入層１４の濡れ性に差が生じる。従って、絶縁膜１２が無機材料により構成された場合であっても、絶縁膜１２および第１電極１１の上に無機酸化物膜１３を連続的に形成することにより、本発明と同等の効果を得ることができる。但し、絶縁膜１２の加工性の観点から上述したような有機材料を用いることが望ましい。
In the above embodiment, the case where the insulating
更に、上記実施の形態では、発光層として赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ発生する発光層を画素ごとに分離形成した構成を例に挙げて説明したが、発光層の構成はこれに限定されない。例えば、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ発生させる発光層を厚み方向に基板全面にわたって積層することにより、全体として白色光を発生させるようにしてもよい。あるいは、橙色発光層と青色発光層、青緑色発光層と赤色発光層など、互いに補色関係にある２色の発光層を積層した構造としてもよい。このような場合には、例えば封止パネル２０の一面にＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタを配設することにより、３原色光として取り出すことができる。
Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration in which the light emitting layer that generates red light, green light, and blue light is separately formed for each pixel has been described as an example of the light emitting layer. However, the configuration of the light emitting layer is limited to this. Not. For example, white light may be generated as a whole by laminating light emitting layers that respectively generate red light, green light, and blue light in the thickness direction over the entire surface of the substrate. Or it is good also as a structure which laminated | stacked the light emitting layer of two colors which are mutually complementary colors, such as an orange light emitting layer and a blue light emitting layer, a blue green light emitting layer, and a red light emitting layer. In such a case, for example, by arranging R, G, and B color filters on one surface of the sealing
また、上記実施の形態では、各色有機ＥＬ素子における正孔注入層１４、正孔輸送層１５、電子輸送層１７および電子注入層１８を素子ごとに分離形成した構成を例に挙げて説明したが、これらの層を各素子に共通の層として基板全面にわたって一括形成してもよい。
In the above embodiment, the structure in which the
更に、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、または成膜方法および成膜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および成膜条件としてもよい。 Furthermore, the material and thickness of each layer described in the above embodiment, the film formation method and the film formation conditions are not limited, and other materials and thicknesses may be used, or other film formation methods and film formation. It is good also as conditions.
加えて、上記実施の形態では、有機ＥＬ素子および表示装置の構成を具体的に挙げて説明したが、必ずしも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。 In addition, in the said embodiment, although the structure of the organic EL element and the display apparatus was mentioned concretely and demonstrated, it does not necessarily need to provide all the layers and may further be provided with the other layer.
また、上記実施の形態においては、駆動パネル１０と封止パネル２０とを接着層３１を介して貼り合わせることにより有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂを封止する場合について説明したが、封止方法は特に限定されるものではなく、例えば駆動パネル１０の背面に封止缶を配設することにより封止するようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the case where
更に、上記実施の形態において、封止パネル２０を構成する基板の一面に、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂの配置に対応して、赤色、緑色および青色の各色カラーフィルタを設けるようにしてもよい。これにより、有機ＥＬ素子１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂのそれぞれで発生した光が３原色の光として取り出されると共に、各層において反射された外光等が吸収され、コントラストが改善される。なお、このようなカラーフィルタは、駆動パネル１０の側に設けられていてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, red, green, and blue color filters may be provided on one surface of the substrate constituting the sealing
加えて、例えば、上記実施の形態では、第１電極１１を陽極、第２電極１９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１１を陰極、第２電極１９を陽極としてもよい。この場合、第２電極１９の材料としては、金，銀，白金，銅などの単体または合金が好適である。
In addition, for example, in the above embodiment, the case where the
また、上記実施の形態では、有機ＥＬ素子が適用される表示装置として、ＴＦＴを用いたアクティブマトリックス方式の表示装置を例に挙げて説明したが、これに限定されず、パッシブ方式の表示装置にも適用可能である。 In the above-described embodiment, an active matrix display device using TFTs has been described as an example of a display device to which an organic EL element is applied. However, the present invention is not limited to this, and a passive display device is used. Is also applicable.
更に、上記実施の形態では、第２電極１９の側から発光光を取り出す「上面発光型」の有機ＥＬ素子を例に挙げて説明したが、これに限定されず、透過型の有機ＥＬ素子としてもよい。この場合には、駆動パネル１０を透明材料で構成し、第１電極１１から第２電極１９までの積層構造を逆に積層した構造とすればよい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the description has been given by taking the “top-emitting type” organic EL element that extracts emitted light from the
加えて、上記実施の形態で説明した発光層を有する有機層のユニット（発光ユニット）を厚み方向に積層してなるスタック型の有機ＥＬ素子としてもよい。ここで、スタック型とは、マルチフォトンエミッション素子（ＭＰＥ素子）とも呼ばれる構成であり、各発光ユニットが絶縁性の電荷発生層で仕切られている構造である。 In addition, a stack type organic EL element in which the organic layer units (light emitting units) having the light emitting layer described in the above embodiment are stacked in the thickness direction may be used. Here, the stack type is a structure called a multi-photon emission element (MPE element) and has a structure in which each light emitting unit is partitioned by an insulating charge generation layer.
１…表示装置、１０…駆動パネル、１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂ…有機ＥＬ素子、１１…第１電極、１２…絶縁膜、１２ａ…開口部、１３…無機酸化物膜、１４…正孔注入層、１５…正孔輸送層、１６Ｒ…赤色発光層、１６Ｇ…緑色発光層、１６Ｂ…青色発光層、１７…電子輸送層、１８…電子注入層、１９…第２電極、２０…封止パネル、３０…保護膜、３１…接着層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Display apparatus, 10 ... Drive panel, 10R, 10G, 10B ... Organic EL element, 11 ... 1st electrode, 12 ... Insulating film, 12a ... Opening part, 13 ... Inorganic oxide film, 14 ... Hole injection layer, DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記第１電極上に形成されると共に開口部を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜の開口部に形成された無機酸化物膜と、
前記無機酸化物膜に接して形成された湿式型有機層と発光層とを有する有機層と、
前記有機層上に形成された第２電極と
を備えた有機電界発光素子。 A first electrode provided on a substrate;
An insulating film formed on the first electrode and having an opening;
An inorganic oxide film formed in the opening of the insulating film;
An organic layer having a wet type organic layer formed in contact with the inorganic oxide film and a light emitting layer;
An organic electroluminescence device comprising: a second electrode formed on the organic layer.
請求項１に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the inorganic oxide film is composed of at least one of niobium oxide, silicon oxide, and indium oxide.
請求項１に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the inorganic oxide film has a thickness of 5 nm or less.
請求項１に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the wet type organic layer is a hole injection layer.
請求項６に記載の有機電界発光素子。 The organic material according to claim 6, wherein the hole injection layer is configured by any one of a layer containing an aniline derivative and an organic acid, a layer containing a thiophene derivative and an organic acid, or a laminate thereof. Electroluminescent device.
請求項１に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the insulating film is made of an organic material.
請求項１に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the first electrode has an alloy layer containing aluminum (Al) as a main component and an element having a work function smaller than that of aluminum as a subcomponent.
請求項１に記載の有機電界発光素子。 The organic electroluminescent element according to claim 1, wherein the light emitted from the light emitting layer is emitted from the second electrode side.
前記第１電極上に、開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の開口部に無機酸化物膜を形成する工程と、
前記無機酸化物膜上に、湿式型有機層を形成したのち、その上方に発光層を成膜することにより有機層を形成する工程と、
前記有機層上に第２電極を形成する工程と
を含む有機電界発光素子の製造方法。 Forming a first electrode on a substrate;
Forming an insulating film having an opening on the first electrode;
Forming an inorganic oxide film in the opening of the insulating film;
Forming a wet type organic layer on the inorganic oxide film, and then forming an organic layer by forming a light emitting layer thereon; and
Forming a second electrode on the organic layer. A method for manufacturing an organic electroluminescent element.
請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法。 The contact angle of the solvent used for the wet type organic layer with respect to the inorganic oxide film is set such that the difference in contact angle is 5 ° or less between the central region and the peripheral region of the opening. The manufacturing method of the organic electroluminescent element of description.
請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法。 The method for manufacturing an organic electroluminescent element according to claim 9, wherein the insulating film is made of a photosensitive resin.
請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法。 The organic electroluminescence device according to claim 9, wherein after the formation of the inorganic oxide film, the surface of the inorganic oxide film is subjected to plasma treatment or UV ozone treatment before forming the wet type organic layer. Method.
請求項９に記載の有機電界発光素子の製造方法。 The method for manufacturing an organic electroluminescent element according to claim 9, wherein the wet type organic layer is formed using a wet type hole injection material.
前記有機電界発光素子は、
基板上に設けられた第１電極と、
前記第１電極上に形成されると共に開口部を有する絶縁膜と、
前記絶縁膜の開口部に形成された無機酸化物膜と、
前記無機酸化物膜に接して形成された湿式型有機層と発光層とを有する有機層と、
前記有機層上に形成された第２電極と
を有する表示装置。 Provided with a plurality of organic electroluminescent elements on the substrate,
The organic electroluminescent element is:
A first electrode provided on a substrate;
An insulating film formed on the first electrode and having an opening;
An inorganic oxide film formed in the opening of the insulating film;
An organic layer having a wet type organic layer formed in contact with the inorganic oxide film and a light emitting layer;
And a second electrode formed on the organic layer.
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| JP2008260669A JP2010093025A (en) | 2008-10-07 | 2008-10-07 | Organic electric-field light-emitting element and manufacturing method for the same, and display |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010093025A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011043210A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | 昭和電工株式会社 | Electroluminescent element, method for manufacturing electroluminescent element, display device and illumination device |
-
2008
- 2008-10-07 JP JP2008260669A patent/JP2010093025A/en active Pending
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| WO2011043210A1 (en) * | 2009-10-05 | 2011-04-14 | 昭和電工株式会社 | Electroluminescent element, method for manufacturing electroluminescent element, display device and illumination device |
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