JPWO2005112517A1 - ORGANIC EL ELEMENT AND METHOD FOR PRODUCING ORGANIC EL ELEMENT - Google Patents
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Abstract
発光効率が良い有機EL素子を提供する。 本発明の有機EL素子1は透明電極膜12上に酸化チタンからなる無機材料膜14を有しており、無機材料膜14は水のような溶媒に対する親和性が透明電極膜12よりも高いので、正孔輸送材料のような第一の有機材料が、溶媒に分散された第一の有機材料を無機材料膜14表面に配置すると、第一の有機材料は無機材料膜14の表面に広がり、膜厚均一な第一の有機層21が形成される。第一の有機層21の表面は平坦なので、第一の有機層21の上に第二の有機材料を配置すると、膜厚均一な第二の有機層22が形成される。このように、本発明の有機EL素子1は有機膜20を構成する第一〜第三の有機層21〜23の膜厚が均一になるので、発光物質を有する有機層22を発光させたときに、その発光量が均一になり、発光効率が高い。Provided is an organic EL element having high luminous efficiency. The organic EL element 1 of the present invention has an inorganic material film 14 made of titanium oxide on a transparent electrode film 12, and the inorganic material film 14 has a higher affinity for a solvent such as water than the transparent electrode film 12. When the first organic material, such as a hole transport material, is disposed on the surface of the inorganic material film 14, the first organic material spreads on the surface of the inorganic material film 14, A first organic layer 21 having a uniform thickness is formed. Since the surface of the first organic layer 21 is flat, when the second organic material is disposed on the first organic layer 21, the second organic layer 22 having a uniform film thickness is formed. As described above, in the organic EL element 1 of the present invention, since the film thicknesses of the first to third organic layers 21 to 23 constituting the organic film 20 are uniform, when the organic layer 22 having a luminescent material is caused to emit light. Moreover, the light emission amount becomes uniform and the light emission efficiency is high.
Description
本発明は有機EL素子の技術に関し、特に表示装置に用いられる有機EL素子と、その製造技術に関する。 The present invention relates to an organic EL element technology, and more particularly to an organic EL element used in a display device and a manufacturing technique thereof.
従来より、有機EL(Electro−Luminescence)素子を用いた表示装置が用いられている。有機EL素子の製造工程の一例について説明すると、図4(a)の符号110は有機EL素子の製造に用いる処理対象基板を示している。 Conventionally, a display device using an organic EL (Electro-Luminescence) element has been used. An example of the manufacturing process of the organic EL element will be described. A
処理対象基板110は透明基板111と、透明基板111の表面に形成された透明電極膜112と、透明基板111の透明電極膜112が形成された側の面に配置された隔壁膜115とを有しており、隔壁膜115には孔116が形成され、孔116の底面には透明電極膜112が露出している。 The
この処理対象基板110を用いて有機EL素子を製造するには、正孔輸送物質が分散された液状の第一の有機材料をインクジェットプリンタのタンクに充填し、該インクジェットプリンタのノズルを孔116に向けた状態で、第一の有機材料を噴出し、孔116底面の透明電極膜112の表面に第一の有機材料の塗布層を形成した後、該塗布層を乾燥して溶媒を蒸発させ、正孔輸送物質を主成分とする第一の有機層121を形成する(図4(b))。 In order to manufacture an organic EL element using the
発光物質が分散された第二の有機材料と、電子輸送物質が分散された第三の有機材料を用意し、上述した第一の有機層121と同様にインクジェットプリンタを用いて、発光物質を主成分とする第二の有機層122と、電子輸送物質を主成分とする第三の有機層123とを形成し、更に、第三の有機層123上に上部電極膜125を形成すると有機EL素子101が得られる(図4(c))。 A second organic material in which a luminescent material is dispersed and a third organic material in which an electron transport material is dispersed are prepared, and the luminescent material is mainly used by using an ink jet printer in the same manner as the first
第一〜第三の有機層121〜123からなる有機膜120は透明電極膜112と上部電極膜125とで挟まれた状態になっており、透明電極膜112と上部電極膜125にそれぞれ正電圧と負電圧を印加すると、第一の有機層121に正孔が注入され、第三の有機層123に電子が注入される。 The
第一〜第三の有機層121〜123は正孔輸送物質と、発光物質と、電子輸送物質とをそれぞれ主成分とするので、正孔は第一の有機層121から第二の有機層122に運ばれ、電子は第三の有機層123から第二の有機層122へ運ばれ、第二の有機層122で成功と電子が結合すると、第二の有機層122が発光する。 Since the first to third
第二の有機層122から放出される光のうち、透明電極膜112側へ放出される光は透明電極膜112と透明基板111とを透過して有機EL素子101の外部に放出される。 Of the light emitted from the second
上述したように、インクジェットプリンタを用いれば、所望の位置にだけ第一〜第三の有機材料を塗布できるので、第一〜第三の有機材料が無駄にすることなく、効率良く第一〜第三の有機層121〜123を形成することができる。 As described above, if the ink jet printer is used, the first to third organic materials can be applied only at a desired position, so that the first to third organic materials can be efficiently and efficiently used without wasting them. Three organic layers 121-123 can be formed.
しかしながら、一般に第一の有機材料に用いられる溶媒と、透明電極膜112との親和性は低く、第一の有機材料を孔116内部に配置した時には第一の有機材料が透明電極膜112表面で広がらず、滴状になってしまい、図4(b)に示すように、孔116底面の中央部分では第一の有機層121の膜厚が厚くなり、孔116の側面近傍では膜厚が薄くなり、第一の有機層121の膜厚が不均一になってしまう。 However, the affinity between the solvent used for the first organic material and the
その状態で、第二の有機材料を第一の有機層121表面に塗布し、第二の有機層122を形成すると、第二の有機層122の膜厚も不均一になってしまう。第二の有機層122のように、発光物質を含有する層の膜厚が不均一になると、有機膜120内での発光量や発光色が安定せず、不均一になり、発光効率が低下することになる。 In this state, when the second organic material is applied to the surface of the first
このような問題を解決するために、透明電極膜112の表面に予め親水性有機薄膜を形成した後、第一の有機材料を塗布する方法が公知である(例えば特許文献1を参照)。しかしながら、この方法では有機ガスの雰囲気にガラス基板を長時間置くことで親水性有機薄膜を形成するため、製造時間が長くなってしまう。また、親水性有機薄膜の第一の有機材料に対する親和性も十分ではなかった。
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、発光効率の高い有機EL素子を提供することにある。 The present invention was created to solve the above-described disadvantages of the prior art, and an object of the present invention is to provide an organic EL element with high luminous efficiency.
上記課題を解決するために本発明は、透明基板上に配置され、所定形状にパターニングされた透明電極膜と、少なくとも前記透明電極膜上に位置する隔壁膜と、前記隔壁膜に形成され、底面に前記透明電極膜が位置する複数の孔と、前記各孔内にそれぞれ配置された有機膜と、少なくとも前記有機膜上に配置された上部電極膜とを有し、前記透明電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加すると、前記有機膜が発光する有機EL素子を製造する有機EL素子の製造方法であって、前記透明電極膜上に前記隔壁膜を配置し、前記隔壁膜が有する前記孔底面に露出する前記透明電極膜上に無機材料膜を形成した後、含有する溶媒の前記無機材料膜に対する親和性が、前記透明電極膜に対する親和性よりも高い液状の有機材料を、前記無機材料膜の表面に配置して前記有機膜を形成する有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子の製造方法であって、前記有機材料の液滴を前記孔に向けて噴出して前記無機膜表面へ前記組成物を配置する有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子の製造方法であって、前記有機材料は、ポリエチレンジオキシチオフェンと、ポリアニリンのいずれか一方又は両方を含有する有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子の製造方法であって、前記有機材料に含有される前記溶媒は親水性溶媒である有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子の製造方法であって、前記親水性溶媒は水とアルコールのいずれか一方又は両方を含有する有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子の製造方法であって、前記無機材料膜は、酸化チタンを主成分とする有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子の製造方法であって、前記無機材料膜の構成物質を含むターゲットをスパッタリングしてスパッタ粒子を放出させ、前記孔底面に位置する前記透明電極膜の表面に前記スパッタ粒子を付着させて前記無機材料膜を形成する有機EL素子の製造方法である。
本発明は有機EL素子であって、透明基板上に配置され、所定形状にパターニングされた透明電極膜と、少なくとも前記透明電極膜上に位置する隔壁膜と、前記隔壁膜に形成され、底面に前記透明電極膜が位置する複数の孔と、前記各孔内にそれぞれ配置された有機膜と、少なくとも前記有機膜上に配置された上部電極膜とを有し、前記透明電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加すると、前記有機膜が発光する有機EL素子であって、前記各孔内に位置する前記透明電極膜上には酸化チタンを主成分とする無機材料膜が形成され、前記有機膜は前記無機材料膜の表面に形成された有機EL素子である。
本発明は有機EL素子であって、前記有機膜はポリエチレンジオキシチオフェンと、ポリアニリンのいずれか一方又は両方を含有する有機EL素子である。
本発明は有機EL素子であって、前記無機材料膜は親水性である有機EL素子である。
本発明は有機EL素子であって、前記透明電極膜は疎水性の導電材料を主成分とする有機EL素子である。
本発明は有機EL素子であって、前記疎水性の導電材料はインジウム錫酸化物と、酸化亜鉛と、酸化錫とからなる群より選択されるいずれか1種類の導電材料を含有する有機EL素子である。In order to solve the above problems, the present invention provides a transparent electrode film disposed on a transparent substrate and patterned into a predetermined shape, a partition film positioned on at least the transparent electrode film, and formed on the partition film, A plurality of holes in which the transparent electrode film is located, an organic film disposed in each of the holes, and an upper electrode film disposed on at least the organic film, the transparent electrode film and the upper part An organic EL element manufacturing method for manufacturing an organic EL element that emits light when an electric voltage is applied to an electrode film, wherein the partition film is disposed on the transparent electrode film, After forming the inorganic material film on the transparent electrode film exposed at the bottom of the hole, a liquid organic material having a higher affinity for the inorganic material film of the solvent contained than the affinity for the transparent electrode film, The inorganic material film Arranged on the surface is a manufacturing method of the organic EL device forming the organic film.
The present invention is a method for manufacturing an organic EL element, wherein the organic material element is ejected toward the hole to dispose the composition on the surface of the inorganic film.
This invention is a manufacturing method of an organic EL element, Comprising: The said organic material is a manufacturing method of the organic EL element containing either one or both of polyethylenedioxythiophene and polyaniline.
The present invention is a method for producing an organic EL element, wherein the solvent contained in the organic material is a hydrophilic solvent.
This invention is a manufacturing method of an organic EL element, Comprising: The said hydrophilic solvent is a manufacturing method of the organic EL element containing either one or both of water and alcohol.
This invention is a manufacturing method of an organic EL element, Comprising: The said inorganic material film | membrane is a manufacturing method of the organic EL element which has a titanium oxide as a main component.
The present invention is a method for manufacturing an organic EL device, wherein a sputtering target is sputtered from a target containing the constituent material of the inorganic material film, and the sputtered particle is applied to the surface of the transparent electrode film located at the bottom of the hole. It is a manufacturing method of the organic EL element which makes it adhere and forms the said inorganic material film | membrane.
The present invention is an organic EL element, which is formed on a transparent electrode film disposed on a transparent substrate and patterned into a predetermined shape, a barrier film positioned on at least the transparent electrode film, and the barrier film, A plurality of holes in which the transparent electrode film is located; an organic film disposed in each of the holes; and an upper electrode film disposed on at least the organic film; and the transparent electrode film and the upper electrode The organic film emits light when a voltage is applied to the film, and an inorganic material film mainly composed of titanium oxide is formed on the transparent electrode film positioned in each hole. The organic film is an organic EL element formed on the surface of the inorganic material film.
This invention is an organic EL element, Comprising: The said organic film | membrane is an organic EL element containing either or both of polyethylenedioxythiophene and polyaniline.
The present invention is an organic EL device, wherein the inorganic material film is hydrophilic.
This invention is an organic EL element, Comprising: The said transparent electrode film is an organic EL element which has a hydrophobic conductive material as a main component.
The present invention is an organic EL device, wherein the hydrophobic conductive material contains any one type of conductive material selected from the group consisting of indium tin oxide, zinc oxide, and tin oxide. It is.
本発明によれば、孔の底面に位置する透明電極膜の表面には、有機材料の溶媒に対する親和性の高い無機材料膜が形成されているので、孔内部に有機材料を配置した場合に、有機材料が無機材料膜の表面に広がり、膜厚均一な有機層が形成される。この有機層表面に新たな有機材料を配置する場合にも、新たな有機材料は膜厚均一な有機層の表面に配置されるため、その塗布層の膜厚も均一になる。従って、透明電極膜上には膜厚均一な有機層が積層され、複数の有機層を有する有機膜が形成される。発光物質が含有された有機層の膜厚が均一な場合には、有機膜に電圧を印加すると、発光量や発光色は安定し、発光効率が高くなる。無機材料膜をスパッタリングにより形成すれば、成膜時間が短いだけではなく、膜厚のコントロールも容易であり、また、成膜された無機材料膜と透明電極膜との密着性も高い。 According to the present invention, since the inorganic material film having high affinity for the solvent of the organic material is formed on the surface of the transparent electrode film located on the bottom surface of the hole, when the organic material is arranged inside the hole, The organic material spreads on the surface of the inorganic material film, and an organic layer having a uniform film thickness is formed. Even when a new organic material is disposed on the surface of the organic layer, the new organic material is disposed on the surface of the organic layer having a uniform film thickness, so that the film thickness of the coating layer is also uniform. Accordingly, an organic layer having a uniform film thickness is laminated on the transparent electrode film to form an organic film having a plurality of organic layers. When the film thickness of the organic layer containing the light emitting substance is uniform, when a voltage is applied to the organic film, the light emission amount and the light emission color are stabilized, and the light emission efficiency is increased. When the inorganic material film is formed by sputtering, not only the film formation time is short, but also the film thickness can be easily controlled, and the adhesion between the formed inorganic material film and the transparent electrode film is high.
[図1](a)〜(d):本発明の有機EL素子の製造工程の前半を説明する断面図
[図2](a)〜(d):本発明の有機EL素子の製造工程の後半を説明する断面図
[図3]本発明の有機EL素子の製造工程の他の例を説明する断面図
[図4](a)〜(c):従来技術の有機EL素子の製造工程を説明する断面図[FIG. 1] (a)-(d): Sectional drawing explaining the first half of the manufacturing process of the organic EL element of this invention [FIG. 2] (a)-(d): The manufacturing process of the organic EL element of this invention Cross-sectional view explaining the latter half [FIG. 3] Cross-sectional views explaining another example of the manufacturing process of the organic EL element of the present invention [FIG. 4] (a) to (c): The manufacturing process of the organic EL element of the prior art Cross section to explain
1、3……有機EL素子 11……基板 12……透明電極膜 14、34……無機材料膜 15……隔壁膜 16……孔 20……有機膜 21…第一の有機層 22……第二の有機層 23……第三の有機層 DESCRIPTION OF
本発明の有機EL素子の製造工程の一例について説明する。図1(a)の符号10は有機EL素子の製造に用いられる処理対象基板を示しており、この処理対象基板10は透明基板11を有している。 An example of the manufacturing process of the organic EL element of the present invention will be described.
透明基板11の表面には互いに絶縁された細長の透明電極膜12が複数本延設されており、透明基板11の透明電極膜12が配置された側の面には隔壁膜15が形成されている。 A plurality of elongated
隔壁膜15は複数の孔16を有しており、各透明電極膜12上には孔16が複数個ずつ配置されている。各孔16は絶縁性樹脂膜である絶縁膜がエッチングされて形成されており、各孔16の底面には透明電極膜12が露出している。 The
この処理対象基板10を用いて有機EL素子を製造するには、チタンからなるターゲットが配置され、予め真空雰囲気が形成されたスパッタ装置の真空槽内部に処理対象基板10を搬入し、処理対象基板10の隔壁膜15が形成された側の面をターゲットに向けて配置する。 In order to manufacture an organic EL element using this
図1(b)は処理対象基板10がターゲット5に向けて配置された状態を示しており、その状態では隔壁膜15上にはマスク18が配置されている。マスク18は孔16上の位置に開口を有しており、開口の内部には孔16底面に位置する透明電極膜12が露出しているが、隔壁膜15の表面はマスク18で覆われている。 FIG. 1B shows a state in which the
従って、真空槽内部を真空排気しながら、O2ガスからなる反応ガスを導入し、ターゲット5をスパッタリングすると、マスク18で覆われた部分にはスパッタ粒子は到達しないが、マスク18の開口を通過したスパッタ粒子は孔16の底面に露出する透明電極膜12に到達し、反応ガスと反応して酸化チタン(TiO2)からなる無機材料膜14が形成される(図1(c))。Therefore, when a reactive gas composed of O 2 gas is introduced while evacuating the inside of the vacuum chamber and the
無機材料膜14を構成する酸化チタン膜の膜厚は特に限定されるものではないが、設定膜厚が5Å以下であると膜厚を均一に形成することが非常に困難であり、また膜厚が50Åを超えるとHOLE(正孔)の移動が阻害されるので、その膜厚は0.5nm以上5nm以下(5Å以上50Å以下)であることが好ましい。 The film thickness of the titanium oxide film constituting the
次に、水からなる第一の溶媒に正孔輸送物質からなる第一の有機化合物が分散された液状の第一の有機材料を、不図示のインクジェットプリンタのタンクに充填し、該インクジェットプリンタのノズルを、真空槽から取り出した処理対象基板10の孔16上の位置で静止させ、ノズルから第一の有機材料を噴出させると、第一の有機材料の液滴が孔16内部に着弾し、第一の有機材料が無機材料膜14の表面に配置される。 Next, a liquid first organic material in which a first organic compound made of a hole transport material is dispersed in a first solvent made of water is filled in a tank of an ink jet printer (not shown), and the ink jet printer When the nozzle is stopped at a position on the
一般に、正孔輸送物質を分散させる溶媒(第一の溶媒)にはエタノール、メタノールのようなアルコール類や、水が用いられている。隔壁膜15はポリイミド樹脂のような絶縁性材料で構成されており、その表面は予めプラズマに晒されることで、上述した第一の溶媒に対する親和性が低くなっているので、第一の有機材料が噴出される時にノズルの位置がずれ、孔16の外側で隔壁膜15表面に着弾したとしても、第一の有機材料は隔壁膜15表面で広がらず滴状になる。 In general, alcohols such as ethanol and methanol, and water are used as a solvent (first solvent) in which the hole transport material is dispersed. The
酸化チタンからなる無機材料膜14の第一の溶媒に対する親和性は、隔壁膜15表面の第一の溶媒に対する親和性に比べて非常に高く、従って第一の有機材料の着弾位置が孔16の近傍であれば、滴状になった第一の有機材料は無機材料膜14に引き寄せられて孔16内部に移動し、結局、第一の有機材料は無機材料膜14の表面に配置されることになる。 The affinity of the
透明電極膜12はITO(インジウム・錫酸化物)のような透明導電材料からなり、このような透明電極膜12の第一の溶媒に対する親和性は、無機材料膜14に比べて非常に低いので、透明電極膜12表面に第一の有機材料が直接配置されると弾かれてしまうが、第一の有機材料が無機材料膜14表面に配置されると、弾かれずに広がり、膜厚均一な塗布層が形成される。
次いで全体を加熱乾燥し、塗布層から余分な第一の溶媒を除去すれば、第一の有機化合物を主成分とし、膜厚が均一な第一の有機層21が形成される(図1(d))。The
Next, the whole is heated and dried to remove the excess first solvent from the coating layer, thereby forming the first
次に、発光物質からなる第二の有機化合物が、第二の溶媒に分散された液状の第二の有機材料を、インクジェットプリンタのタンクに充填し、該インクジェットプリンタのノズルを孔16上で静止させ、ノズルから第二の有機材料を噴出させると、第二の有機材料の液滴が孔16の内部に着弾し、第二の有機材料が第一の有機層21表面に配置される。 Next, a second organic compound made of a luminescent material is filled with a liquid second organic material dispersed in a second solvent into a tank of the ink jet printer, and the nozzle of the ink jet printer is stationary over the
上述したように、第一の有機層21の膜厚は均一であり、その表面は平坦になっているので、第二の有機材料が第一の有機層21の表面に配置されると、膜厚均一な塗布層が形成される。次いで全体を加熱乾燥して、該塗布層から余分な第二の溶媒を除去すれば、第二の有機化合物を主成分とし、膜厚均一な第二の有機層22が形成される(図2(a))。 As described above, since the film thickness of the first
次に、電子輸送物質からなる第三の有機化合物が第三の溶媒に分散された液状の第三の有機材料をインクジェットプリンタのタンクに充填し、該インクジェットプリンタのノズルを孔16上で静止させ、ノズルから第三の有機材料を噴出させると、第三の有機材料の液滴が孔16の内部に着弾し、第三の有機材料が第二の有機層22の表面に配置され、塗布層が形成される。次いで、全体を加熱乾燥して、第三の有機材料の塗布層から余分な第三の溶媒を除去すると、第三の有機層23が形成される(図2(b))。 Next, a liquid third organic material in which a third organic compound made of an electron transporting material is dispersed in a third solvent is filled in the tank of the ink jet printer, and the nozzle of the ink jet printer is stopped on the
図2(b)の符号20は孔16の内部に形成された第一〜第三の有機層21〜23からなる有機膜を示している。次に、有機膜20が形成された状態の処理対象基板10を、予め真空雰囲気が形成された蒸着装置の真空槽内部に搬入し、隔壁膜15側の面を真空槽内部の蒸着源に向けた状態で配置し、図2(c)に示すように隔壁膜15上に電極用マスク28を配置する。
電極用マスク28は細長の開口を複数有している。電極用マスク28が隔壁膜15上に配置された状態では、各開口が透明電極膜12と孔16上の位置で交差するようにされており、従って各開口の内部には隔壁膜15の表面と、有機膜20の表面が露出している。 The
この状態で、蒸着源から電極材料の蒸気を放出させると、開口を通過した蒸気が、隔壁膜15表面の開口内に露出する部分と有機膜20の表面に付着し、孔16上の位置で透明電極膜12と交差する細長の上部電極膜が、開口と同じ数形成される。 In this state, when the vapor of the electrode material is released from the vapor deposition source, the vapor that has passed through the opening adheres to the exposed portion of the surface of the
図2(d)の符号1は上部電極膜25が形成された状態の有機EL素子を示している。ここでは、各透明電極膜12は直線状に形成され、互いに所定間隔を空けて平行に配置されており、各上部電極膜25も直線状に形成されされ、透明電極膜12と直交するようにそれぞれ交差しているので、同じ透明電極膜12上に形成された複数の有機膜20には、それぞれ異なる上部電極膜25が密着した状態になっている。
従って、透明電極膜12と上部電極膜25とを選択して正電圧と負電圧をそれぞれ印加すると、選択された透明電極膜12上の有機膜20のうち、選択された上部電極膜25と密着する有機膜20に電子が注入される。 Accordingly, when the
有機膜20は第三の有機層23が形成された側の面が上部電極膜25と密着しており、第三の有機層23は電子輸送物質からなる第三の有機化合物を含有するので、上部電極膜25から注入された電子は第三の有機層23から第二の有機層22へ輸送される。
他方、透明電極膜12は無機材料膜14に密着されているので、無機材料膜14には正孔が注入される。The surface of the
On the other hand, since the
ここでは、第一の有機化合物は正孔輸送物質であるPEDOT(poly(ethylenedioxy)thiophene、ポリエチレンジオキシチオフェン)で構成されており、PEDOTを用いた場合の第一の有機層21の仕事関数は5.0eVである。また、ITOからなる透明電極膜12の仕事関数は4.8eVである。これに対し、酸化チタンからなる無機材料膜14の仕事関数は4.8eVと5.0eVの間にあるので、無機材料膜14に注入された正孔は第一の有機層21に輸送され、更に、第一の有機層21中のPEDOTに輸送されて第二の有機層22に注入される。 Here, the first organic compound is composed of PEDOT (poly (ethylenedioxy) thiophene, polyethylenedioxythiophene) which is a hole transport material, and the work function of the first
第二の有機層22は発光物質からなる第二の有機化合物を主成分とするので、第二の有機層22に注入された電子と正孔が結合すると、発光物質が励起し、第二の有機層22が発光する。上述したように、本発明では第二の有機層22の膜厚が均一になっているので、第二の有機層22内で抵抗差が生じず、第二の有機層22が均一に発光する。 Since the second
無機材料膜14の膜厚は透光性を有する程度に薄くなっているので、第二の有機層22から放出される光のうち、無機材料膜14側に放出される光は、第一の有機層21と、無機材料膜14と、透明電極膜12と、透明基板11とを通って有機EL素子1の外部に放出される。 Since the film thickness of the
上述したように、この有機EL素子1では、選択された透明電極膜12上に位置する有機膜20のうち、選択された上部電極膜25と密着する有機膜20だけに電圧が印加されて光が放出されるので、上部電極膜25と透明電極膜12を選択することで、所望の有機膜20だけを発光させ、文字や図のような画像情報を表示することができる。 As described above, in the
有機膜20に色素を添加すれば、有機EL素子から放出される光を色素の色に着色することができる。例えば、3つ以上の有機膜20を1組の発光単位とし、発光単位を構成する各有機膜20に赤、緑、青等の異なる色の色素を含有させ、各発光単位を1つの画素として発光させれば、画像情報をカラー表示することもできる。 If a dye is added to the
複数の有機層21〜23からなる有機膜20に色素を添加させる場合には、色素を添加する有機層21〜23は特に限定されるものではないが、発光物質を含有する有機層22よりも無機材料膜14側の有機層22、21に添加することが好ましく、それらの中でも発光物質を含有する有機層22に添加することがより好ましい。 When adding a pigment | dye to the
以上は、孔16の底面に露出する透明電極膜12表面だけに無機材料膜14を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
図3の符号3は本発明の他の例の有機EL素子を示している。この有機EL素子3では、無機材料膜34がスパッタリングによって、孔16の側面と、孔16の底面に連続して形成されている。The above describes the case where the
Reference numeral 3 in FIG. 3 represents an organic EL element of another example of the present invention. In the organic EL element 3, the inorganic material film 34 is continuously formed on the side surface of the
この有機EL素子3においても、第一の有機材料は孔16の内部の位置で無機材料膜34の表面に配置されるので、第一の有機層21は膜厚均一になり、従って、第一の有機層21表面に形成される第二の有機層22の膜厚も均一になる。 Also in this organic EL element 3, the first organic material is disposed on the surface of the inorganic material film 34 at a position inside the
以上は、有機膜20が第一〜第三の有機層21〜23を有する場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、有機膜が少なくとも正孔輸送物質と、発光物質とを有しているのであれば、2層以下の有機層で1つの有機膜を構成してもよく、また、4層以上の有機層で1つの有機膜を構成することもできる。正孔輸送物質と、発光物質は別々の有機層に含有させてもよいし、同じ有機層に含有させてもよい。 The above describes the case where the
透明電極膜12と無機材料膜14の間と、有機膜20と上部電極膜25との間のいずれか一方又は両方にバッファ層のような他の層を設けてもよい。正孔輸送物質はPEDOTからなるものに限定されず、PEDOT/PSS(poly(styrenesulfonate))、PANI(polyaniline、ポリアニリン)等も用いることができる。 Another layer such as a buffer layer may be provided between one or both of the
第一の有機化合物を分散する溶媒(第一の溶媒)も水に限定されるものではなく、無機材料膜14に対する親和性が、透明電極膜12よりも高いものであれば、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類を用いることが可能であり、またそれらの溶媒を2種類以上混合して用いることもできる。
アルコールは親水性溶媒であるので、アルコール又は水を有する第一の溶媒は、親水性溶媒である。従って、無機材料膜14の主成分に親水性の無機材料を用い、透明電極膜の主成分に疎水性の導電材料を用いれば、上記第一の溶媒の無機材料膜14に対する親和性が、透明電極膜12よりも高くなる。
尚、本発明に用いる第一の溶媒はアルコールや水に限定されず、第一の有機化合物を化学的に変性させないものであれば、他の親水性溶媒を用いることができる。
また、正孔輸送物質のような第一の有機化合物と一緒に、色素や分散剤や緩衝剤等の添加剤を溶媒に分散させることもできる。The solvent (first solvent) in which the first organic compound is dispersed is not limited to water. If the affinity for the
Since alcohol is a hydrophilic solvent, the first solvent with alcohol or water is a hydrophilic solvent. Therefore, if a hydrophilic inorganic material is used as the main component of the
The first solvent used in the present invention is not limited to alcohol and water, and other hydrophilic solvents can be used as long as they do not chemically modify the first organic compound.
Further, together with a first organic compound such as a hole transport material, additives such as a dye, a dispersant, and a buffer can be dispersed in a solvent.
本発明に用いる発光物質は特に限定されるものではなく、ポリパラフェニレンビニレン及びその誘導体やポリナフチレンビニレン、ポリアルキルチオフェン等種々の発光物質を用いることができる。 The light-emitting substance used in the present invention is not particularly limited, and various light-emitting substances such as polyparaphenylene vinylene and derivatives thereof, polynaphthylene vinylene, and polyalkylthiophene can be used.
電子輸送物質としては、Alq(トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)錯体)や、シロール誘導体、亜鉛のベンゾチアゾール錯体等種々のものを用いることができる。また、発光物質や電子輸送物質を分散させる溶媒(第二、第三の溶媒)も特に限定されるものではなく、水、キシレン、エタノール、メタノール等種々の溶媒を用いることが可能である。これらの溶媒は単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いてもよい。また、発光物質や電子輸送物質を溶媒に分散させた液状の有機材料に、分散剤、緩衝剤、色素等の添加物を添加することもできる。 As the electron transporting substance, various substances such as Alq (tris (8-quinolinolato) aluminum (III) complex), silole derivatives, zinc benzothiazole complex, and the like can be used. In addition, the solvent (second and third solvents) in which the light-emitting substance and the electron transporting substance are dispersed is not particularly limited, and various solvents such as water, xylene, ethanol, and methanol can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. In addition, additives such as a dispersing agent, a buffering agent, and a dye can be added to a liquid organic material in which a light emitting substance or an electron transporting substance is dispersed in a solvent.
透明電極膜12を構成する物質もITOに限定されず、透光性が高く、かつ導電性を有するものであれば、酸化亜鉛や酸化錫等他の導電材料を透明電極膜12の主成分として用いることが可能であり、またこれらの導電材料を2種類以上一緒に用いることもできる。ITOと、酸化亜鉛と、酸化錫は疎水性の導電材料であり、疎水性の導電材料を主成分とする透明電極膜12上に、上記親水性の無機材料膜を配置すれば、親水性溶媒を含有する有機材料が弾かれずに無機材料膜14上に塗布される。 The material constituting the
上部電極膜25を構成する導電材料も特に限定されるものではなく、マグネシウム合金、アルミニウム合金、金属カルシウム等種々の導電材料を用いることが可能である。上部電極膜の成膜法も真空蒸着法に限定されず、イオンプレーティング法、イオン化蒸着法、スパッタ法等他の成膜方法で成膜することもできる。 The conductive material constituting the
隔壁膜15を構成する樹脂材料はポリイミド樹脂に限定されるものではなく、エポキシ樹脂等他の樹脂材料を用いることもできる。また、隔壁膜15を構成する材料は樹脂材料に限定されず、シリコン等無機材料も用いることが可能であるが、絶縁性材料を用いることが好ましい。また、絶縁材料からなる絶縁層を2種類以上積層し、1つの隔壁膜を形成してもよい。 The resin material constituting the
以上は、透明電極膜12と上部電極膜25の両方をそれぞれ複数本ずつ形成する場合について説明したが本発明はこれに限定されるものでははい。透明電極膜12と上部電極膜25のうち、いずれか一方の電極膜を大面積に成膜し、他方の電極膜を複数個に分割し、分割された各電極膜に個別に電圧を印加できるようなトランジスタ等の電気手段をそれぞれ設ければ、電圧を印加する電極膜を選択することで、所望の有機膜だけを発光させることができる。 The case where a plurality of both the
Claims (12)
少なくとも前記透明電極膜上に位置する隔壁膜と、
前記隔壁膜に形成され、底面に前記透明電極膜が位置する複数の孔と、
前記各孔内にそれぞれ配置された有機膜と、
少なくとも前記有機膜上に配置された上部電極膜とを有し、
前記透明電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加すると、前記有機膜が発光する有機EL素子を製造する有機EL素子の製造方法であって、
前記透明電極膜上に前記隔壁膜を配置し、
前記隔壁膜が有する前記孔底面に露出する前記透明電極膜上に無機材料膜を形成した後、
含有する溶媒の前記無機材料膜に対する親和性が、前記透明電極膜に対する親和性よりも高い液状の有機材料を、前記無機材料膜の表面に配置して前記有機膜を形成する有機EL素子の製造方法。A transparent electrode film disposed on a transparent substrate and patterned into a predetermined shape;
A partition film located on at least the transparent electrode film;
A plurality of holes formed in the partition film and having the transparent electrode film positioned on a bottom surface;
An organic film disposed in each of the holes;
Having at least an upper electrode film disposed on the organic film,
When a voltage is applied between the transparent electrode film and the upper electrode film, an organic EL element manufacturing method for manufacturing an organic EL element that emits light from the organic film,
The partition film is disposed on the transparent electrode film,
After forming an inorganic material film on the transparent electrode film exposed on the hole bottom surface of the partition film,
Manufacture of an organic EL device in which a liquid organic material having a higher affinity for the inorganic material film than the transparent electrode film is disposed on the surface of the inorganic material film to form the organic film Method.
少なくとも前記透明電極膜上に位置する隔壁膜と、
前記隔壁膜に形成され、底面に前記透明電極膜が位置する複数の孔と、
前記各孔内にそれぞれ配置された有機膜と、
少なくとも前記有機膜上に配置された上部電極膜とを有し、
前記透明電極膜と前記上部電極膜との間に電圧を印加すると、前記有機膜が発光する有機EL素子であって、
前記各孔内に位置する前記透明電極膜上には酸化チタンを主成分とする無機材料膜が形成され、
前記有機膜は前記無機材料膜の表面に形成された有機EL素子。A transparent electrode film disposed on a transparent substrate and patterned into a predetermined shape;
A partition film located on at least the transparent electrode film;
A plurality of holes formed in the partition film and having the transparent electrode film positioned on a bottom surface;
An organic film disposed in each of the holes;
Having at least an upper electrode film disposed on the organic film,
An organic EL element in which the organic film emits light when a voltage is applied between the transparent electrode film and the upper electrode film,
An inorganic material film mainly composed of titanium oxide is formed on the transparent electrode film located in each hole,
The organic film is an organic EL element formed on the surface of the inorganic material film.
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