説明

発光装置の製造方法、発光装置、表示装置および電子機器

【課題】互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子を低コストで製造することができる発光装置の製造方法および発光装置を提供すること、ならびに、低消費電力かつ低コストで高品位な画像を表示することができる表示装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】各発光素子の少なくとも陽極と正孔注入層と正孔輸送層とを形成する第1の工程と、複数の発光素子のうちの一部の発光素子の陽極と正孔注入層と正孔輸送層とに加熱処理を施すことにより、当該正孔注入層の正孔注入性を高める第2の工程とを有し、加熱処理が施された一部の発光素子の発光スペクトルと、加熱処理が施されていない他の発光素子の発光スペクトルとを互いに異ならせる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置の製造方法、発光装置、表示装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子(いわゆる有機EL素子)は、陽極と陰極との間に少なくとも1層の発光性有機層を介挿した構造を有する発光素子である。このような発光素子では、陰極と陽極との間に電界を印加することにより、発光層に陰極側から電子が注入されるとともに陽極側から正孔が注入され、発光層中で電子と正孔が再結合することにより励起子が生成し、この励起子が基底状態に戻る際に、そのエネルギー分が光として放出される。
【0003】
このような発光素子としては、例えば、陰極と陽極との間に、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3色に対応する3層の発光層を積層した構造を有し、白色発光させるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このような白色発光する発光素子は、R(赤色)画素、G(緑色)画素、B(青色)画素の3色の画素を有するカラーフィルタと組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
【0004】
また、このような発光素子は、前述したような各層を成膜法を用いて成膜・積層することで形成されるが、前述したような各色の画素に対応する複数の発光素子では、互いに同じ積層構造を有するので、各発光素子の発光層を形成するに際し、画素ごとの精密なマスクアライメントが必要ない。そのため、歩留まりの向上や製造コストの低減に有利であると言われている。また、前述したような白色発光の発光素子とカラーフィルタとを組み合わせた構造では、高解像度のカラーフィルタを用いることで、精細度の高いディスプレイを実現することもできる。
【0005】
しかしながら、前述したような白色発光の発光素子とカラーフィルタを組み合わせた構成では、R画素では発光素子から発光された白色光のうちB、Gの発光がカットされ、G画素では発光素子から発光された白色光のうちR、Bの発光がカットされ、B画素では発光素子から発光された白色光のうちR、Gの発光がカットされてしまう。
特に、従来では、複数の発光素子の発光スペクトルが互いに全く同じであるため、各発光素子の発光の多くがカラーフィルタでカットされて無駄になってしまい、その結果、光の利用効率が低いという問題があった。
仮に複数の発光素子の積層構造を異なるものとすれば、複数の発光素子の発光スペクトルを画素ごとに調整することができるが、このような場合、マスクを用いて画素ごとに分割して成膜する必要があり、歩留まりの低下や製造コストの増加を招いてしまう。
【0006】
【特許文献1】特開2006−172762号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子を低コストで製造することができる発光装置の製造方法および発光装置を提供すること、ならびに、低消費電力かつ低コストで高品位な画像を表示することができる表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の発光装置の製造方法では、陽極と陰極との間に正孔注入層、正孔輸送層および互いに発光スペクトルの異なる複数の発光層が介挿された構成を有する複数の発光素子を備える発光装置の製造方法であって、
前記各発光素子の少なくとも前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とを形成する第1の工程と、
前記複数の発光素子のうちの一部の発光素子の前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とに加熱処理を施すことにより、当該正孔注入層の正孔注入性を高める第2の工程とを有し、
前記加熱処理が施された前記一部の発光素子の発光スペクトルと、前記加熱処理が施されていない他の発光素子の発光スペクトルとを互いに異ならせることを特徴とする。
これにより、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子を低コストで製造することができる。
【0009】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第1の工程では、前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層と前記複数の発光層と前記陰極とを形成することが好ましい。
これにより、成膜工程を終えた後に加熱処理を行うことができる。そのため、比較的簡単に、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子を低コストで製造することができる。
【0010】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第1の工程では、前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層と前記複数の発光層と前記陰極とを封止する工程を有し、前記第2の工程では、前記加熱処理は、前記封止された状態で行うことが好ましい。
これにより、加熱処理時に、発光素子を構成する各層が水分や酸素と接触するのを防止することができる。そのため、加熱処理による発光素子の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
【0011】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第1の工程では、前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とを形成し、前記第2の工程の後に、前記複数の発光層および前記陰極を形成することが好ましい。
これにより、各発光層が加熱処理に供されないので、各発光層の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
【0012】
本発明の発光装置の製造方法では、前記正孔注入層は、電子アクセプター性を有するものであることが好ましい。
これにより、加熱処理により、電子アクセプター性を有する材料が正孔注入層から正孔輸送層へ拡散する。その結果、正孔注入層の正孔注入性を向上させることができる。
本発明の発光装置の製造方法では、前記第2の工程では、エネルギー線を少なくとも前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とに照射することにより前記加熱処理を行うことが好ましい。
これにより、比較的簡単に、選択的に加熱処理を行うことができる。そのため、意図しない発光素子が加熱処理されるのを防止することができる。
【0013】
本発明の発光装置の製造方法では、前記エネルギー線は、レーザーであることが好ましい。
これにより、比較的簡単かつ確実に、選択的に加熱処理を行うことができる。
本発明の発光装置の製造方法では、前記レーザーの波長は、600〜800nmであることが好ましい。
これにより、発光素子の意図しない変質(損傷)を防止しつつ、比較的簡単かつ確実に、選択的に加熱処理を行うことができる。
【0014】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第1の工程では、前記正孔注入層の近傍に、レーザー光を熱エネルギーに変換する光吸収層を形成することが好ましい。
これにより、レーザー光の利用効率を高めることができる。そのため、レーザー光の照射時間を短くすることができ、その結果、意図しない発光素子に対する加熱処理や、発光素子の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
【0015】
本発明の発光装置の製造方法では、前記第2の工程では、前記加熱処理は、不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
これにより、発光素子の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
本発明の発光装置は、本発明の発光装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子を有する低コストな発光装置を製造することができる。
【0016】
本発明の発光装置は、陽極と陰極との間に正孔注入層と正孔輸送層と互いに発光スペクトルの異なる複数の発光層とが介挿されて構成された複数の発光素子とを有し、
前記複数の発光素子のうちの一部の発光素子は、その少なくとも陽極と正孔注入層と正孔輸送層が加熱されることにより、当該一部の発光素子の正孔注入層の正孔注入性が高められ、これにより、前記加熱処理が施された前記一部の発光素子の発光スペクトルと、前記加熱処理が施されていない他の発光素子の発光スペクトルとが互いに異なるように構成されていることを特徴とする。
これにより、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子を有する低コストな発光装置を提供することができる。
【0017】
本発明の表示装置は、本発明の発光装置を備えることを特徴とする。
これにより、低消費電力かつ低コストで高品位な画像を表示することができる表示装置を提供することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、低消費電力かつ低コストで高品位な画像を表示することができる電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、本発明の発光装置の製造方法、発光装置、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態について説明する。
図1は、本発明の発光装置の製造方法により得られる発光装置を含む表示装置の一例(ディスプレイ装置)を示す模式的断面図、図2は、図1に示す発光装置に備えられた発光素子の縦断面を模式的に示す図である。なお、以下では、説明の都合上、図1中および図2中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【0019】
(表示装置)
図1に示す表示装置100は、複数の発光素子1、1、1を備える発光装置101と、各発光素子1、1、1に対応して設けられたフィルタ部19、19、19を備えるカラーフィルタ102とを有している。
このような表示装置100は、複数の発光素子1、1、1および複数のフィルタ部19、19、19がサブ画素100、100、100に対応して設けられ、トップエミッション構造のディスプレイパネルを構成している。
なお、本実施形態ではディスプレイ装置の駆動方式としてアクティブマトリックス方式を採用した例に説明するが、パッシブマトリックス方式を採用したものであってもよい。
【0020】
発光装置101は、基板21と、複数の発光素子1、1、1と、複数のスイッチング素子24とを有している。
基板21は、複数の発光素子1、1、1および複数のスイッチング素子24を支持するものである。本実施形態の各発光素子1、1、1は、基板21とは反対側から光を取り出す構成(トップエミッション型)である。したがって、基板21には、透明基板および不透明基板のいずれも用いることができる。なお、各発光素子1、1、1が基板21側から光を取り出す構成(ボトムエミッション型)である場合には、基板21は、実質的に透明(無色透明、着色透明または半透明)とされる。
【0021】
基板21の構成材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0022】
不透明基板としては、例えば、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜(絶縁膜)を形成したもの、樹脂材料で構成された基板等が挙げられる。
このような基板21の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜30mm程度であるのが好ましく、0.1〜10mm程度であるのがより好ましい。
【0023】
このような基板21上には、複数のスイッチング素子24がマトリクス状に配列されている。
各スイッチング素子24は、各発光素子1、1、1に対応して設けられ、各発光素子1、1、1を駆動するための駆動用トランジスタである。
このような各スイッチング素子24は、シリコンからなる半導体層241と、半導体層241上に形成されたゲート絶縁層242と、ゲート絶縁層242上に形成されたゲート電極243と、ソース電極244と、ドレイン電極245とを有している。
【0024】
このような複数のスイッチング素子24を覆うように、絶縁材料で構成された平坦化層22が形成されている。
平坦化層22上には、各スイッチング素子24に対応して発光素子1、1、1が設けられている。
発光素子1は、平坦化層22上に、反射膜32、腐食防止膜33、陽極3、積層体(有機EL発光部)15、陰極12、陰極カバー34がこの順に積層されている。本実施形態では、各発光素子1、1、1の陽極3は、画素電極を構成し、各スイッチング素子24のドレイン電極245に導電部(配線)27により電気的に接続されている。また、各発光素子1、1、1の陰極12は、共通電極とされている。
【0025】
なお、発光素子1、1、1については、後に詳述するが、発光素子1、1の構成は、後述する製造工程において付与されたエネルギーの影響によるもの以外、発光素子1の構成と同様である。
隣接する発光素子1、1、1同士の間には、隔壁31が設けられている。
このように構成された発光装置101には、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂で構成された樹脂層35を介して、カラーフィルタ102が接合されている。
【0026】
カラーフィルタ102は、基板20と、複数のフィルタ部19、19、19と、遮光層36とを有している。
基板(封止基板)20は、各フィルタ部19、19、19および遮光層36を支持するものである。前述したように本実施形態の各発光素子1、1、1はトップエミッション型であるため、基板20には、透明基板が用いられる。
このような基板20の構成材料としては、基板20が光透過性を有するものであれば、特に限定されず、前述した基板20の構成材料と同様のものを用いることができる。
【0027】
フィルタ部19、19、19は、発光素子1、1、1に対応して設けられている。
フィルタ部19は、発光素子1からの光Wを赤色に変換するものである。また、フィルタ部19は、発光素子1からのWを緑色に変換するものである。また、フィルタ部19は、発光素子1からの光Wを青色に変換するものである。このようなフィルタ部19、19、19を発光素子1、1、1と組み合わせて用いることで、フルカラー画像を表示することができる。
隣接するフィルタ部19、19、19同士の間には、遮光層36が形成されている。
この遮光層36は、意図しないサブ画素100、100、100が発光するのを防止する機能を有する。
【0028】
(発光素子)
ここで、図2に基づき、発光素子1、1、1を詳細に説明する。
図2に示す発光素子(エレクトロルミネッセンス素子)1は、互いに発光スペクトルの異なるR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3層の発光層を発光させて、略白色(赤の発光強度が比較的強い白色)に発光するものである。また、本実施形態では、発光素子1は、緑および/または青の発光強度が比較的強い白色で略白色に発光するものであり、発光素子1は、青および/または青の発光強度が比較的強い白色で略白色に発光するものである。なお、発光素子1と発光素子1とで発光スペクトルが同じであってもよい。
【0029】
このような各発光素子1、1、1では、前述したように2つの電極間(陽極3と陰極12との間)に積層体15が介挿されており、この積層体15は、図2に示すように、陽極3側から陰極12側へ、正孔注入層4と正孔輸送層5と第1の発光層(赤色発光層)6と中間層7と第2の発光層(青色発光層)8と第3の発光層(緑色発光層)9と電子輸送層10と電子注入層11とがこの順に積層されている。
【0030】
言い換えすれば、各発光素子1、1、1は、陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5と第1の発光層6と中間層7と第2の発光層8と第3の発光層9と電子輸送層10と電子注入層11と陰極12とがこの順に積層されてなるものである。
また、本実施形態では、陽極3と平坦化層22との間に、反射膜32および腐食防止膜33が設けられ、また、陰極12の積層体15と反対側には、陰極カバー(封止層)34が設けられている。
【0031】
このような各発光素子1、1、1にあっては、第1の発光層6、第2の発光層8、および第3の発光層9の各発光層に対し、陰極12側から電子が供給(注入)されるとともに、陽極3側から正孔が供給(注入)される。そして、各発光層では、正孔と電子とが再結合し、この再結合に際して放出されたエネルギーによりエキシトン(励起子)が生成し、エキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー(蛍光やりん光)を放出(発光)する。これにより、各発光素子1、1、1は、略白色発光する。
【0032】
特に、3つの発光素子1、1、1のうちの発光素子1、1(一部の発光素子)は、その少なくとも陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5が加熱されることにより、当該正孔注入層4の正孔注入性が高められている。これにより、加熱処理が施された発光素子1、1の発光スペクトルと、加熱処理が施されていない発光素子1の発光スペクトルとが互いに異なっている。
【0033】
このような3つの発光素子1、1、1を備える発光装置101は、前述したようなカラーフィルタ102と組み合わせたときに、光の損失を少なくする(光の利用効率を高める)ことができ、その結果、高品位な画像を表示することができる。また、3つの発光素子1、1、1間の層構成が同じであるため、製造が簡単であり、低コスト化を図ることができる。
以下では、発光素子1の構成(構造)ついて代表的に説明するが、発光素子1、1の構成は、後述する製造工程において付与されたエネルギーの影響によるもの以外、発光素子1の構成と同様である。
【0034】
以下、発光素子1を構成する各部を順次説明する。
(陽極)
陽極3は、後述する正孔注入層4を介して正孔輸送層5に正孔を注入する電極である。この陽極3の構成材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料を用いるのが好ましい。
【0035】
陽極3の構成材料としては、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)、IZO(Indium Zinc Oxide)、In、SnO、Sb含有SnO、Al含有ZnO等の酸化物、Au、Pt、Ag、Cuまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような陽極3の平均厚さは、特に限定されないが、10〜200nm程度であるのが好ましく、50〜150nm程度であるのがより好ましい。
本実施形態では、陽極3は、光透過性を有する。これにより、各発光層からの光を反射膜32が反射することができる。
【0036】
(正孔注入層)
正孔注入層4は、陽極3からの正孔注入効率を向上させる機能(すなわち正孔注入性)を有するものである。
特に、この正孔注入層4は、前述したような正孔注入性に加えて、電子アクセプター性を有することが好ましい。一般的に、正孔注入性と電子アクセプター性を両立することは困難とされているが、各材料の正孔注入性に合わせて、膜厚を最適化すればよい。具体的に電子アクセプター性を有しているが、正孔注入性に乏しい材料においては、その正孔注入性に合わせて薄膜で使用すればよい。その中で、後述する発光装置101の製造時において、加熱処理により、電子アクセプター性を有する材料が正孔輸送層5へ拡散する。その結果、正孔注入層4の正孔注入性を向上させることができる。
この正孔注入層4の構成材料(正孔注入材料)としては、正孔注入層4が前述したような正孔注入性および電子アクセプター性を発揮するものであれば、特に限定されないが、例えば、下記化1で表わされるヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレンは、正孔注入性が高く、電子アクセプター性を発揮するため好適に用いられる。
【0037】
【化1】

【0038】
また、正孔注入層4の構成材料として、正孔注入性は高くないが電子アクセプター性を有する材料を用いる場合は、膜厚を最適化する必要があり、10nm以下の薄膜で用いることが好ましい。また、正孔注入性を有する正孔注入材料と、電子アクセプター性を有する電子アクセプター材料を組み合わせて(例えば混合して)用いることもできる。
電子注入材料としては、例えば、銅フタロシアニンや、下記化2で表わされる4,4’,4’’−トリス(N,N−フェニル−3−メチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、下記化3で表わされるN,N’−ジ(ナフチレン−1−イル)−N,N’−ビジフェニル−ベンジジン(NPD)等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0039】
【化2】

【0040】
【化3】

【0041】
また、電子アクセプター材料としては、例えば、下記化4で表わされるテトラフルオロテトラシアノキノジメタン、下記化5で表わされるヘキサシアノブタジエン、下記化6で表わされる7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0042】
【化4】

【0043】
【化5】

【0044】
【化6】

【0045】
このような正孔注入層4の平均厚さは、特に限定されないが、5〜150nm程度であるのが好ましく、10〜100nm程度であるのがより好ましい。
【0046】
(正孔輸送層)
正孔輸送層5は、陽極3から正孔注入層4を介して注入された正孔を第1の発光層6まで輸送する機能を有するものである。
この正孔輸送層5の構成材料には、各種p型の高分子材料や、各種p型の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができ、例えば、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(NPD)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミン(TPD)等のテトラアリールベンジジン誘導体、テトラアリールジアミノフルオレン化合物またはその誘導体(アミン系化合物)などが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
このような正孔輸送層5の平均厚さは、特に限定されないが、10〜150nm程度であるのが好ましく、10〜100nm程度であるのがより好ましい。
【0047】
(第1の発光層)
この第1の発光層6は、第1の色に発光する第1の発光材料と、この第1の発光材料をゲスト材料とする第1のホスト材料とを含んで構成されている。このような第1の発光層6は、例えば、ゲスト材料である第1の発光材料をドーパントとして第1のホスト材料にドープすることにより形成することができる。なお、第1のホスト材料は省略することができる。
【0048】
第1の発光材料は、赤色に発光する赤色発光材料である。
このような赤色発光材料としては、特に限定されず、各種赤色蛍光材料、赤色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることが、赤色蛍光材料を好適に用いることができる。
赤色蛍光材料としては、赤色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、ペリレン誘導体、ユーロピウム錯体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、ポルフィリン誘導体、ナイルレッド、2−(1,1−ジメチルエチル)−6−(2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1,1,7,7−テトラメチル−1H,5H−ベンゾ(ij)キノリジン−9−イル)エテニル)−4H−ピラン−4H−イリデン)プロパンジニトリル(DCJTB)、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)等を挙げられる。
【0049】
赤色燐光材料としては、赤色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられ、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも1つがフェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものも挙げられる。より具体的には、トリス(1−フェニルイソキノリン)イリジウム、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジネート−N,C’]イリジウム(アセチルアセトネート)(btp2Ir(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−12H,23H−ポルフィリン−白金(II)、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジネート−N,C’]イリジウム、ビス(2−フェニルピリジン)イリジウム(アセチルアセトネート)が挙げられる。
【0050】
上述した中でも、赤色発光材料は、ペリレン誘導体を含むことが好ましい。ペリレン誘導体は、特に発光効率の高い発光材料である。また、ペリレン誘導体は、電子を捕獲する機能が特に優れたものである。このため、陰極12側から注入された電子を第1の発光層6で確実に捕獲し、正孔輸送層5に電子が注入されるのを防止することができる。その結果、正孔注入層4や正孔輸送層5の構成材料が電子により還元されて劣化するのを防止することができる。
特に、赤色発光材料に用いるペリレン誘導体としては、例えば下記化7で表わされる化合物等のテトラフェニルジインデノペリレン誘導体を用いるのが好ましい。
【0051】
【化7】

【0052】
このような赤色発光材料をゲスト材料とする第1のホスト材料は、正孔と電子とを再結合して励起子を生成するとともに、その励起子のエネルギーを赤色発光材料に移動(フェルスター移動またはデクスター移動)させて、赤色発光材料を励起する機能を有する。
このような第1のホスト材料としては、用いる赤色発光材料に対して前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、赤色発光材料が赤色蛍光材料を含む場合、例えば、ジスチリルアリーレン誘導体、下記化8で表わされる化合物等のテトラセン誘導体(ナフタセン誘導体)、下記化9で表わされる化合物等のアントラセン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアミン誘導体、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq)等のキノリノラト系金属錯体、トリフェニルアミンの4量体等のトリアリールアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ジカルバゾール誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾピラン誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体等が挙げられ、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0053】
【化8】

【0054】
【化9】

【0055】
中でも、第1の発光材料は、前述したようなテトラセン誘導体またはペリレン誘導体を含むものであるのが好ましい。
また、赤色発光材料が赤色燐光材料を含む場合、第1のホスト材料としては、例えば、3−フェニル−4−(1’−ナフチル)−5−フェニルカルバゾール、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CBP)等のカルバゾール誘導体等が挙げられ、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0056】
前述したような赤色発光材料(ゲスト材料)および第1のホスト材料を用いる場合、第1の発光層6中における赤色発光材料の含有量(ドープ量)は、0.1〜10wt%であるのが好ましく、1〜5wt%であるのがより好ましい。赤色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、後述する第2の発光層8や第3の発光層9の発光量とのバランスをとりつつ第1の発光層6を発光させることができる。
【0057】
また、前述したような赤色の発光材料はバンドギャップが比較的小さいため、発光しやすい。したがって、最も陽極3側に赤色発光層を設けることで、バンドギャップが比較的大きく発光し難い青色発光層や緑色発光層を陰極12側とし、各発光層をバランスよく発光させることができる。
また、第1の発光層6の平均厚さは、特に限定されないが、1〜100nmであるのが好ましく、3〜50nmであるのがより好ましく、5〜30nmであるのがさらに好ましい。
【0058】
(中間層)
この中間層7は、前述した第1の発光層6と後述する第2の発光層8との層間にこれらに接するように設けられている。そして、中間層7は、第1の発光層6と第2の発光層8との間で励起子のエネルギーが移動するのを阻止する機能を有する。この機能により、第1の発光層6および第2の発光層8をそれぞれ効率よく発光させることができる。
【0059】
このような中間層7の構成材料としては、中間層7が前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、アミン系材料等を用いることができる。
このような中間層7に用いられるアミン系材料としては、アミン骨格を有し、かつ、中間層7が前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されず、例えば、前述した正孔輸送材料のうちのアミン骨格を有する材料を用いることができるが、ベンジジン系アミン誘導体を用いるのが好ましい。
【0060】
特に、ベンジジン系アミン誘導体のなかでも、中間層7に用いられるアミン系材料としては、2つ以上のナフチル基を導入したものが好ましい。このようなベンジジン系アミン誘導体としては、例えば、N,N’−ビス(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル〔1,1’−ビフェニル〕−4,4’−ジアミン(α−NPD)や、N,N,N’,N’−テトラナフチル−ベンジジン(TNB)などが挙げられる。
【0061】
また、中間層7の平均厚さは、特に限定されないが、1〜100nmであるのが好ましく、3〜50nmであるのがより好ましく、5〜30nmであるのがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を抑えつつ、中間層7が第1の発光層6と第2の発光層8との間での励起子のエネルギー移動をより確実に阻止することができる。
これに対し、中間層7の平均厚さが前記上限値を超えると、中間層7の構成材料等によっては、駆動電圧が著しく高くなったり、発光素子1の発光(特に白色発光)が難しくなったりする場合がある。一方、中間層7の平均厚さが前記下限値未満であると、中間層7の構成材料や駆動電圧等によっては、中間層7が第1の発光層6と第2の発光層8との間での励起子によるエネルギー移動を防止または抑制するのが難しく、また、キャリアや励起子に対する中間層7の耐が低下する傾向を示す。
なお、この中間層7は、省略することができる。
【0062】
(第2の発光層)
この第2の発光層8は、第2の色に発光する第2の発光材料と、この第2の発光材料をゲスト材料とする第2のホスト材料とを含んで構成されている。このような第2の発光層8は、前述した第1の発光層6と同様、例えば、ゲスト材料である第2の発光材料をドーパントとして第2のホスト材料にドープすることにより形成することができる。
【0063】
第2の発光材料は、青色に発光する青色発光材料である。
このような青色発光材料としては、特に限定されず、各種青色蛍光材料、青色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることが、青色蛍光材料を好適に用いることができる。
青色蛍光材料としては、青色の蛍光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、下記化10で表わされる化合物等のジスチリルジアミン誘導体、ジスチリル誘導体、フルオランテン誘導体、ピレン誘導体、ペリレンおよびペリレン誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン、4,4’−ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)−1,1’−ビフェニル(BCzVBi)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−コ−(2,5−ジメトキシベンゼン−1,4−ジイル)]、ポリ[(9,9−ジヘキシルオキシフルオレン−2,7−ジイル)−オルト−コ−(2−メトキシ−5−{2−エトキシヘキシルオキシ}フェニレン−1,4−ジイル)]、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−コ−(エチルニルベンゼン)]等が挙げられ、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0064】
【化10】

【0065】
青色燐光材料としては、青色の燐光を発するものであれば、特に限定されず、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。より具体的には、ビス[4,6−ジフルオロフェニルピリジネート−N,C’]−ピコリネート−イリジウム、トリス[2−(2,4−ジフルオロフェニル)ピリジネート−N,C’]イリジウム、ビス[2−(3,5−トリフルオロメチル)ピリジネート−N,C’]−ピコリネート−イリジウム、ビス(4,6−ジフルオロフェニルピリジネート−N,C’)イリジウム(アセチルアセトネート)が挙げられる。
【0066】
第2のホスト材料としては、前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、上記の化9で表わされる化合物等のアントラセン誘導体を用いることができる。
前述したような青色発光材料(ゲスト材料)および第2のホスト材料を用いる場合、第2の発光層8中における青色発光材料の含有量(ドープ量)は、0.1〜20wt%であるのが好ましく、5〜20wt%であるのがより好ましい。青色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、前述した第1の発光層6や後述する第3の発光層9の発光量とのバランスをとりつつ第2の発光層8を発光させることができる。
また、第2の発光層8の平均厚さは、特に限定されないが、1〜100nmであるのが好ましく、5〜60nmであるのがより好ましく、10〜40nmであるのがさらに好ましい。
【0067】
(第3の発光層)
この第3の発光層9は、第3の色に発光する第3の発光材料と、この第3の発光材料をゲスト材料とする第3のホスト材料とを含んで構成されている。このような第3の発光層9は、前述した第1の発光層6と同様、例えば、ゲスト材料である第3の発光材料をドーパントとして第3のホスト材料にドープすることにより形成することができる。
第3の発光材料は、緑色に発光する緑色発光材料である。
このような緑色発光材料としては、特に限定されず、各種緑色蛍光材料、緑色燐光材料を1種または2種以上組み合わせて用いることが、緑色蛍光材料を好適に用いることができる。
【0068】
緑色蛍光材料としては、緑色の蛍光を発するものであれば特に限定されず、例えば、クマリン誘導体、下記化11で表わされる化合物等のキナクリドン誘導体、9,10−ビス[(9−エチル−3−カルバゾール)−ビニレニル]−アントラセン、ポリ(9,9−ジヘキシル−2,7−ビニレンフルオレニレン)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−コ−(1,4−ジフェニレン−ビニレン−2−メトキシ−5−{2−エチルヘキシルオキシ}ベンゼン)]、ポリ[(9,9−ジオクチル−2,7−ジビニレンフルオレニレン)−オルト−コ−(2−メトキシ−5−(2−エトキシルヘキシルオキシ)−1,4−フェニレン)]等が挙げられ、これらのうち1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることもできる。
【0069】
【化11】

【0070】
緑色燐光材料としては、緑色の燐光を発するものであれば特に限定されず、例えば、例えば、イリジウム、ルテニウム、白金、オスミウム、レニウム、パラジウム等の金属錯体が挙げられる。中でも、これら金属錯体の配位子の内の少なくとも1つが、フェニルピリジン骨格、ビピリジル骨格、ポルフィリン骨格等を持つものが好ましい。より具体的には、ファク−トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3)、ビス(2−フェニルピリジネート−N,C2’)イリジウム(アセチルアセトネート)、ファク−トリス[5−フルオロ−2−(5−トリフルオロメチル−2−ピリジン)フェニル−C,N]イリジウムが挙げられる。
【0071】
第3のホスト材料としては、前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されないが、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体を用いることができる。
前述したような緑色発光材料(ゲスト材料)および第3のホスト材料を用いる場合、第3の発光層9中における緑色発光材料の含有量(ドープ量)は、0.1〜20wt%であるのが好ましく、1〜20wt%であるのがより好ましい。緑色発光材料の含有量をこのような範囲内とすることで、発光効率を最適化することができ、前述した第1の発光層6や第2の発光層8の発光量とのバランスをとりつつ第3の発光層9を発光させることができる。
また、第3の発光層9の平均厚さは、特に限定されないが、1〜100nmであるのが好ましく、5〜60nmであるのがより好ましく、10〜40nmであるのがさらに好ましい。
【0072】
(電子輸送層)
電子輸送層10は、陰極12から電子注入層11を介して注入された電子を第3の発光層9に輸送する機能を有するものである。
電子輸送層10の構成材料(電子輸送材料)としては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)等の8−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオレン誘導体等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
電子輸送層10の平均厚さは、特に限定されないが、0.5〜100nm程度であるのが好ましく、1〜50nm程度であるのがより好ましい。
【0073】
(電子注入層)
電子注入層11は、陰極12からの電子注入効率を向上させる機能を有するものである。
この電子注入層11の構成材料(電子注入材料)としては、例えば、各種の無機絶縁材料、各種の無機半導体材料が挙げられる。
【0074】
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド(酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物)、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。特にアルカリ金属化合物(アルカリ金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物等)は仕事関数が非常に小さく、これを用いて電子注入層11を構成することにより、発光素子1は、高い輝度が得られるものとなる。
【0075】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、LiO、LiO、NaS、NaSe、NaO等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、MgO、CaSe等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、CsF、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF、BaF、SrF、MgF、BeF等が挙げられる。
【0076】
また、無機半導体材料としては、例えば、Li、Na、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Cd、Mg、Si、Ta、SbおよびZnのうちの少なくとも1つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
電子注入層11の平均厚さは、特に限定されないが、0.1〜1000nm程度であるのが好ましく、0.2〜100nm程度であるのがより好ましく、0.2〜50nm程度であるのがさらに好ましい。
【0077】
(陰極)
陰極12は、前述した電子注入層11を介して電子輸送層10に電子を注入する電極である。この陰極12の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極12の構成材料としては、例えば、Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rbまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(例えば、複数層の積層体等)用いることができる。
【0078】
特に、陰極12の構成材料として合金を用いる場合には、Ag、Al、Cu等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、MgAg、AlLi、CuLi等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極12の構成材料として用いることにより、陰極12の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
このような陰極12の平均厚さは、特に限定されないが、100〜10000nm程度であるのが好ましく、200〜500nm程度であるのがより好ましい。
本実施形態の発光素子1は、トップエミッション型であるため、陰極12は、光透過性を有する。なお、発光素子1がボトムエミッション型である場合には、陰極12に、光透過性は、特に要求されない。
【0079】
(反射膜)
反射膜(反射層)32は、前述した第1の発光層6、第2の発光層8および第3の発光層9のうちの少なくとも1つの発光層からの光を反射する機能を有する。これにより、発光素子1の発光効率を向上させることができる。また、このような反射膜32は、陰極12との間で光を共振させることができる。このような場合、発光素子1から出射される光の強度および色純度を高めることができる。
【0080】
このような反射膜32の構成材料としては、反射膜32が前述したような機能を発揮することができるものであれば、特に限定されず、Al、Ni、Co、Agまたはこれらを含む合金等を用いることができる。
また、反射膜32は、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層してなる誘電体多層膜(光学多層薄膜)で構成することもできる。
【0081】
高屈折率層を構成する材料としては、例えば、TiO、Ta、酸化ニオブ、Al、HfO、ZrO、ThOなどが挙げられるが、特に、TiO、Ta、酸化ニオブなどが好適に用いられる。
低屈折率層を構成する材料としては、例えば、MgF、SiOなどが挙げられるが、特に、SiOが好適に用いられる。
【0082】
反射膜32を構成する高屈折率層および低屈折率層の層数、厚さは、必要とする光学特性に応じて設定される。一般に、誘電体多層膜により反射膜を構成する場合、その光学特性を得るために必要な層数は12層以上である。
なお、本実施形態では、発光素子1がトップエミッション型であるため、反射膜32に光透過性は要求されない。
また、反射膜32の厚さは、前述したような機能を発揮するものであれば、特に限定されないが、1〜100nm程度であるのが好ましい。
【0083】
(腐食防止膜)
腐食防止膜33は、反射膜32の腐食を防止する機能を有するものである。
このような腐食防止膜33の構成材料としては、腐食防止膜33が前述した機能を発揮するとともに前述した反射膜32の機能を阻害しないものであれば、特に限定されず、各種有機材料、各種無機材料を用いることができる。
なお、この腐食防止膜33は、省略してもよい。
【0084】
(陰極カバー)
陰極カバー34は、陽極3、積層体15、および陰極12を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。陰極カバー34を設けることにより、発光素子1の信頼性の向上や、変質・劣化の防止(耐久性向上)等の効果が得られる。
【0085】
陰極カバー34の構成材料としては、例えば、Al、Au、Cr、Nb、Ta、Tiまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。なお、陰極カバー34の構成材料として導電性を有する材料を用いる場合には、短絡を防止するために、陰極カバー34と陽極3、積層体15、および陰極12との間には、必要に応じて、絶縁膜を設けるのが好ましい。
なお、本実施形態では、図1に示す樹脂層35(封止層)およびカラーフィルタ102(封止部材)も、陽極3、積層体15、および陰極12を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。
【0086】
(発光装置の製造方法)
以上のように構成された発光装置101は、例えば、次のようにして製造することができる。
発光装置101の製造方法は、
<A>各発光素子1、1、1の少なくとも陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5とを形成する第1の工程と、
<B>各発光素子1、1の陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5とに加熱処理を施すことにより、当該正孔注入層4の正孔注入性を高める第2の工程とを有する。
【0087】
このような第1の工程<A>および第2の工程<B>を経ることで、加熱処理が施された発光素子1、1(一部の発光素子)の発光スペクトルと、加熱処理が施されていない発光素子1(他の発光素子)の発光スペクトルとを互いに異ならせることができる。これにより、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子1、1、1を低コストで製造することができる。
【0088】
このような発光装置101の製造方法としては、第1の工程<A>において少なくとも陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5とを形成すればよいが、例えば、次のような第1の例および第2の例が挙げられる。
第1の例では、第1の工程<A>において、陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5と複数の発光層と陰極12とを形成する。すなわち、第1の例では、第1の工程<A>において陽極3と陰極12との間に積層体15が介挿された構造を形成する。
【0089】
第2の例では、第1の工程<A>において、陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層5とをこの順で積層して積層体を形成し、第2の工程<B>の後に、当該積層体上に複数の発光層および陰極12を形成する。すなわち、第2の例では、第1の工程<A>において陽極3と積層体15の一部(正孔注入層4および正孔輸送層5)とを形成し、第2の工程<B>の後に積層体15の残部と陰極12とを形成する。
【0090】
以下、発光装置101の製造方法の例として第1の例および第2の例を順次説明する。
(第1の例)
まず、発光装置101の製造方法の第1の例を説明する。
図3および図4は、それぞれ、図1に示す発光装置(表示装置)の製造方法の第1の例を説明するための図である。
【0091】
<A>第1の工程
[1] まず、基板21を用意し、この基板21上に、図3(a)に示すように、複数のスイッチング素子24および平坦化層22を形成する。
このスイッチング素子24および平坦化層22は、それぞれ、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、薄膜の接合等を用いて形成することができる。
【0092】
[2] 次に、図3(b)に示すように、平坦化層22上に、各スイッチング素子24に対応して、反射膜32と腐食防止膜33と陽極3とをこの順で積層して形成する。
その際、反射膜32の基板21側の部分や、反射膜32と平坦化層22との間に、レーザー光を熱エネルギーに変換する光吸収層を設けるのが好ましい。このような光吸収層を正孔注入層4の近傍に設けることによって、後述する第2の工程でレーザー(エネルギー線)による加熱処理を施す場合、レーザー光(エネルギー線)の利用効率を高めることができる。そのため、レーザー光の照射時間を短くすることができ、その結果、意図しない発光素子1に対する加熱処理や、発光素子1の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
【0093】
このような光吸収層は、カーボンブラックや黒色の染料または顔料等によって形成することができる。
反射膜32、腐食防止膜33および陽極3は、それぞれ、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、薄膜の接合等を用いて形成することができる。
【0094】
[3] 次に、図3(c)に示すように、陽極3同士の間に、隔壁31を形成する。
隔壁31は、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、薄膜の接合等を用いて形成することができる。
[4] 次に、図3(d)に示すように、複数の陽極3を覆うように、積層体15と陰極12と陰極カバー34とをこの順で積層して形成する。これにより、加熱処理されていない複数の発光素子1が得られる。このような複数の発光素子1は、層構成が互いに同じであるため、比較的少なくかつ簡単な製造工程で済む。
【0095】
以下、本工程[4]をより具体的に説明する。
[4−1] まず、陽極3上に正孔注入層4を形成する。
正孔注入層4は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔注入層4は、例えば、正孔注入材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔注入層形成用材料を、陽極3上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
【0096】
正孔注入層形成用材料の供給方法としては、例えば、スピンコート法、ロールコート法、インクジェット印刷法等の各種塗布法を用いることもできる。かかる塗布法を用いることにより、正孔注入層4を比較的容易に形成することができる。
正孔注入層形成用材料の調製に用いる溶媒または分散媒としては、例えば、各種無機溶媒や、各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等が挙げられる。
【0097】
なお、乾燥は、例えば、大気圧または減圧雰囲気中での放置、加熱処理、不活性ガスの吹付け等により行うことができる。
また、本工程に先立って、陽極3の上面には、酸素プラズマ処理を施すようにしてもよい。これにより、陽極3の上面を親液性を付与すること、陽極3の上面に付着する有機物を除去(洗浄)すること、陽極3の上面付近の仕事関数を調整すること等を行うことができる。
ここで、酸素プラズマ処理の条件としては、例えば、プラズマパワー100〜800W程度、酸素ガス流量50〜100mL/min程度、被処理部材(陽極3)の搬送速度0.5〜10mm/sec程度、基板21の温度70〜90℃程度とするのが好ましい。
【0098】
[4−2] 次に、正孔注入層4上に正孔輸送層5を形成する。
正孔輸送層5は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、正孔輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる正孔輸送層形成用材料を、正孔注入層4上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
【0099】
[4−3] 次に、正孔輸送層5上に、第1の発光層6を形成する。
第1の発光層6は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[4−4] 次に、第1の発光層6上に、中間層7を形成する。
中間層7は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【0100】
[4−5] 次に、中間層7上に、第2の発光層8を形成する。
第2の発光層8は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
[4−6] 次に、第2の発光層8上に、第3の発光層9を形成する。
第3の発光層9は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
【0101】
[4−7] 次に、第3の発光層9上に電子輸送層10を形成する。
電子輸送層10は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセスにより形成することができる。
また、電子輸送層10は、例えば、電子輸送材料を溶媒に溶解または分散媒に分散してなる電子輸送層形成用材料を、第3の発光層9上に供給した後、乾燥(脱溶媒または脱分散媒)することによっても形成することができる。
【0102】
[4−8] 次に、電子輸送層10上に、電子注入層11を形成する。
電子注入層11の構成材料として無機材料を用いる場合、電子注入層11は、例えば、CVD法や、真空蒸着、スパッタリング等の乾式メッキ法等を用いた気相プロセス、無機微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
[4−9] 次に、電子注入層11上に、陰極12を形成する。
陰極12は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合、金属微粒子インクの塗布および焼成等を用いて形成することができる。
【0103】
[4−10] 次に、陰極12上に、陰極カバー34を形成する。すなわち、第1の工程<A>は、陽極3、正孔注入層4、正孔輸送層5、複数の発光層6、8、9および陰極12とを陰極カバー34により封止する封止する工程を有する。
陰極カバー34は、プラズマCVD、熱CVDのような化学蒸着法(CVD)、真空蒸着等の乾式メッキ法、電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、MOD法、薄膜の接合等を用いて形成することができる。
【0104】
このように第1の工程<A>において陽極3、正孔注入層4、正孔輸送層5、複数の発光層6、8、9および陰極12等を形成することにより、成膜工程を終えた後に、後述する第2の工程<B>で加熱処理を行うことができる。そのため、成膜装置と加熱装置との間の移動が少なく、比較的簡単に、互いに発光スペクトルの異なる複数の発光素子1、1、1を低コストで製造することができる。
【0105】
また、第1の工程<A>において陽極3、正孔注入層4、正孔輸送層5、複数の発光層6、8、9および陰極12とを陰極カバー34により封止する封止するため、第2の工程<B>において、これらの各層を封止した状態で加熱処理を行うことできる。これにより、第2の光手<B>において、加熱処理時に、発光素子1、1を構成する各層が水分や酸素と接触するのを防止することができる。そのため、加熱処理による発光素子1、1の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
【0106】
<B>第2の工程
[5] 次に、図4(a)に示すように、積層体15のうち、サブ画素100、100に対応する領域の発光素子1に選択的に加熱処理を施す。これにより、加熱処理された発光素子1では、発光素子1を構成する各層(特に正孔注入層4および正孔輸送層5)のモフォロジーが変化したり、陽極3と正孔注入層4との密着性が向上したりする。その結果、キャリアバランスが正孔過多の状態となった(すなわち正孔と電子とが再結合する領域が陰極12側へシフトした)発光素子1、1が得られる。また、加熱処理されていない発光素子1は発光素子1とされる。このようにして、発光素子1、1、1(発光装置101)が得られる。
【0107】
本工程[5]における加熱処理の方法としては、前述したように所望の跛行素子1のみに選択的に加熱処理を施すことができるものであれば、特に限定されないが、エネルギー線を照射する方法が好適に用いられる。かかる方法を用いることにより、比較的簡単に、選択的に加熱処理を行うことができる。そのため、意図しない発光素子1が加熱処理されるのを防止することができる。
【0108】
また、エネルギー線としては、例えば、レーザ光、X線、γ線のような電磁波、電子線、イオンビームのような粒子線等や、またはこれらのエネルギー線を2種以上組み合わせたものが挙げられるが、レーザーを用いるのが好ましい。エネルギー線としてレーザーを用いることにより、比較的簡単かつ確実に、選択的に加熱処理を行うことができる。
レーザーとしては、連続発振するものであっても、パルス発振するものであってもよい。
【0109】
また、レーザーの波長は、加熱処理を施すことができるものであれば、特に限定されないが、600〜800nmであるのが好ましい。これにより、発光素子1の意図しない変質(損傷)を防止しつつ、比較的簡単かつ確実に、選択的に加熱処理を行うことができる。
また、レーザー光の照射は、基板21の構成材料や熱伝導性等によっては、基板21側から行うことも可能であるが、図4(a)に示すように、基板21(基材)と反対側から行うのが好ましい。これにより、比較的簡単かつ確実に、選択的に加熱処理を行うことができる。
【0110】
また、加熱処理は、水分や酸素ができるだけ少ない雰囲気下であるのが好ましく、不活性ガス雰囲気減圧雰囲気などの不活性雰囲気下で行うのが好ましい。これにより、発光素子1の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
また、サブ画素100に対応する領域の発光素子1と、サブ画素100に対応する領域の発光素子1とを同時に加熱処理を施してもよいし、異なるタイミングで加熱処理を施してもよい。
【0111】
また、サブ画素100に対応する領域の発光素子1と、サブ画素100に対応する領域の発光素子1とで、加熱処理の条件、例えば、加熱時間(レーザーの照射時間)、加熱温度(レーザーの強度)等が同じであっても、異なっていてもよい。サブ画素100に対応する領域の発光素子1と、サブ画素100に対応する領域の発光素子1とで、加熱処理の条件を異ならせることで、これらの発光スペクトルを異ならせることができる。
以上のような工程を経て、発光装置101が得られる。
[6] その後、図4(b)に示すように、発光装置101とカラーフィルタ102とを樹脂層35を介して接合する。これにより、表示装置100が得られる。
以上のような工程を経て、表示装置100が得られる。
【0112】
(第2の例)
次に、発光装置101の製造方法の第2の例を説明する。
なお、第2の例について、前述した第1の例との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
図5は、図1に示す発光装置(表示装置)の製造方法の第2の例を説明するための図である。
【0113】
<A>第1の工程
まず、前述した第1の例の工程[1]〜[3]と同様、基板21を用意し、この基板21上に複数のスイッチング素子24と平坦化層22と反射膜32と腐食防止膜33と陽極3と隔壁31とを形成した後、図5(a)に示すように、前述した第1の例の工程[4−1]〜[4−2]と同様、正孔注入層4および正孔輸送層5を形成する。
これにより、各サブ画素100、100、100に対応した積層体16が得られる。
【0114】
<B>第2の工程
次に、図5(b)に示すように、前述した第1の例の工程[5]と同様、サブ画素100B、100Gに対応する領域の積層体16に選択的に加熱処理を施す。これにより、積層体16、16、16が得られる。
その後、図5(c)に示すように、積層体16、16、16上に、前述した第1の例の工程[4−3]〜[4−10]と同様、第1の発光層6と中間層7と第2の発光層8と第3の発光層9と電子輸送層10と電子注入層11と陰極12と陰極カバー34を形成し、発光装置101を得た後、前述した第1の例の工程[6]と同様、発光装置101とカラーフィルタ102とを樹脂層35を介して接合する。これにより、表示装置100が得られる。
【0115】
以上説明したような第2の例では、第1の工程<A>において陽極3と正孔注入層4と正孔輸送層と形成し、第2の工程<B>の後に、複数の発光層6、8、9および陰極12等を形成する。これにより、各発光層6、8、9が加熱処理に供されないので、各発光層6、8、9の意図しない変質(損傷)を防止することができる。
以上説明したような表示装置100(本発明の表示装置)は、各種の電子機器に組み込むことができる。
【0116】
図6は、本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ1100は、キーボード1102を備えた本体部1104と、表示部を備える表示ユニット1106とにより構成され、表示ユニット1106は、本体部1104に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ1100において、表示ユニット1106が備える表示部が前述の表示装置100で構成されている。
【0117】
図7は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機1200は、複数の操作ボタン1202、受話口1204および送話口1206とともに、表示部を備えている。
携帯電話機1200において、この表示部が前述の表示装置100で構成されている。
【0118】
図8は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ1300は、被写体の光像をCCD(Charge Coupled Device)などの撮像素子により光電変換して撮像信号(画像信号)を生成する。
【0119】
ディジタルスチルカメラ1300におけるケース(ボディー)1302の背面には、表示部が設けられ、CCDによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ1300において、この表示部が前述の表示装置100で構成されている。
【0120】
ケースの内部には、回路基板1308が設置されている。この回路基板1308は、撮像信号を格納(記憶)し得るメモリが設置されている。
また、ケース1302の正面側(図示の構成では裏面側)には、光学レンズ(撮像光学系)やCCDなどを含む受光ユニット1304が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン1306を押下すると、その時点におけるCCDの撮像信号が、回路基板1308のメモリに転送・格納される。
【0121】
また、このディジタルスチルカメラ1300においては、ケース1302の側面に、ビデオ信号出力端子1312と、データ通信用の入出力端子1314とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子1312にはテレビモニタ1430が、デ−タ通信用の入出力端子1314にはパーソナルコンピュータ1440が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板1308のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ1430や、パーソナルコンピュータ1440に出力される構成になっている。
【0122】
なお、本発明の電子機器は、図6のパーソナルコンピュータ(モバイル型パーソナルコンピュータ)、図7の携帯電話機、図8のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳(通信機能付も含む)、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、POS端末、タッチパネルを備えた機器(例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機)、医療機器(例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置)、魚群探知機、各種測定機器、計器類(例えば、車両、航空機、船舶の計器類)、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【0123】
以上、本発明の発光装置の製造方法、発光装置、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、前述した実施形態では、各発光素子が3層の発光層を有するものについて説明したが、発光層が2層または4層以上であってもよい。また、発光層の発光色としては、前述した実施形態のR、G、Bに限定されない。発光層が2層または4層以上である場合でも、各発光層の発光スペクトルを適宜設定することで、白色発光させることができる。例えば、発光層が2層である場合、青色の発光層と黄色の発光層とを組み合わせることで、白色発光させることができる。
【実施例】
【0124】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.発光装置の製造
(実施例1)
−第1の工程―
<1> まず、平均厚さ0.5mmの透明なガラス基板を用意した。次に、この基板上に、スパッタ法により、平均厚さ100nmのITO電極(陽極)を形成した。
そして、基板をアセトン、2−プロパノールの順に浸漬し、超音波洗浄した後、酸素プラズマ処理を施した。
【0125】
<2> 次に、ITO電極上に、上記化1で表わされるヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン(LG101 LGケミカル社製)を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ30nmの正孔注入層を形成した。
<3> 次に、正孔注入層上に、上記化3で表わされるNPDを真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ50nmの正孔輸送層を形成した。
【0126】
<4> 次に、正孔輸送層上に、赤色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ10nmの赤色発光層(第1の発光層)を形成した。赤色発光層の構成材料としては、赤色発光材料(ゲスト材料)として上記化7で表わされる化合物を用い、ホスト材料として上記化8で表わされる化合物を用いた。また、赤色発光層中の発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、1.5wt%とした。
【0127】
<5> 次に、赤色発光層上に、中間層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ5nmの中間層を形成した。中間層の構成材料としては、アミン系材料として上記化3で表されるNPDを用いた。
<6> 次に、中間層上に、青色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ10nmの青色発光層(第2の発光層)を形成した。青色発光層の構成材料としては、青色発光材料として上記化10で表わされる化合物を用い、ホスト材料として上記化9で表わされる化合物を用いた。また、青色発光層中の青色発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、5.0wt%とした。
【0128】
<7> 次に、青色発光層上に、緑色発光層の構成材料を真空蒸着法により蒸着させ、平均厚さ30nmの緑色発光層(第3の発光層)を形成した。緑色発光層の構成材料としては、緑色発光材料(ゲスト材料)として上記化11で表わされる化合物を用い、ホスト材料としてAlqを用いた。また、緑色発光層中の緑色発光材料(ドーパント)の含有量(ドープ濃度)は、2wt%とした。
【0129】
<8> 次に、緑色発光層上に、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(Alq)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ20nmの電子輸送層を形成した。
<9> 次に、電子輸送層上に、LiFを真空蒸着法により成膜し、平均厚さ1nmの電子注入層を形成した。
<10> 次に、電子注入層上に、MgAg(Mg:Ag=10:1)を真空蒸着法により成膜し、平均厚さ10nmの陰極を形成した。
以上のようにして図2に示すような発光素子を基板上に2つ形成した。
【0130】
−第2の工程−
<11> 次に、基板上の2つの発光素子のうちの一方の発光素子に、レーザー光を照射して加熱処理を施した。
ここで、レーザーとして、He−Neレーザー(発振波長633nm)を用い、照射時間を3秒間とした。また、加熱処理はArガス雰囲気(不活性雰囲気)下で行った。
以上のようにして、加熱処理の施された発光素子と、加熱処理の施されていない発光素子とが基板上に形成された発光装置を得た。
【0131】
(実施例2)
青色発光層と緑色発光層との積層順を逆にした以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
(比較例)
正孔注入層の構成材料として上記化2で表わされるm−MTDATAを用いるとともに、加熱処理を省略した以外は、前述した実施例1と同様にして発光素子を製造した。
【0132】
2.評価
各実施例および比較例について、直流電源を用いて各発光素子に40mA/cmの定電流を流し、R、G、Bの各波長での発光強度を測定した。
その結果を表1に示す。なお、表1において、発光強度は、Rでの発光強度を1(基準)として、Gでの発光強度およびBでの発光強度を示している。また、表1における発光強度は、ピーク波長における発光強度を示している。
【0133】
【表1】

【0134】
また、各実施例および比較例について、直流電源を用いて各発光素子に20mA/cmの定電流を流し、輝度計を用いて各発光素子の輝度を測定し、その結果から発光効率を求め、その結果を表1に示す。
さらに、各実施例および比較例について、直流電源を用いて各発光素子に20A/cmの定電流を流し、その際の駆動電圧を表1に示す。
【0135】
表1から明らかなように、各実施例の発光素子は、加熱処理を施した発光素子と、加熱処理を施していない発光素子とで発光スペクトルが異なることがわかる。すなわち、核実施例では、基板上に、互いに異なる2種の発光素子を形成することができたことがわかる。
また、各実施例では、加熱処理を施した発光素子は、加熱処理を施していない発光素子とほぼ同等の駆動電圧および発光効率で発光することができた。各実施例では、各発光素子の駆動電圧を比較例の発光素子の駆動電圧に比し低減することができた。そのため、各実施例では、消費電力を低減でき、また、発光素子の長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0136】
【図1】本発明の発光装置の製造方法により得られる発光装置を含む表示装置の一例(ディスプレイ装置)を示す模式的断面図である。
【図2】図1に示す発光装置に備えられた発光素子の縦断面を模式的に示す図である。
【図3】図1に示す発光装置(表示装置)の製造方法の第1の例を説明するための図である。
【図4】図1に示す発光装置(表示装置)の製造方法の第1の例を説明するための図である。
【図5】図1に示す発光装置(表示装置)の製造方法の第2の例を説明するための図である。
【図6】本発明の電子機器を適用したモバイル型(またはノート型)のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図7】本発明の電子機器を適用した携帯電話機(PHSも含む)の構成を示す斜視図である。
【図8】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【0137】
1、1、1、1……発光素子 3……陽極 4……正孔注入層 5……正孔輸送層 6……第1の発光層 7……中間層 8……第2の発光層 9……第3の発光層 10……電子輸送層 11……電子注入層 12……陰極 15……積層体 16、16、16、16……積層体 19、19、19……フィルタ部 100……表示装置 100、100、100……サブ画素 101……発光装置 102……カラーフィルタ 20……基板 21……基板 22……平坦化層 24……スイッチング素子 241……半導体層 242……ゲート絶縁層 243……ゲート電極 244……ソース電極 245……ドレイン電極 27……配線 31……隔壁 32……反射膜 33……腐食防止膜 34……陰極カバー 35……樹脂層 36……遮光層 1100……パーソナルコンピュータ 1102……キーボード 1104……本体部 1106……表示ユニット 1200……携帯電話機 1202……操作ボタン 1204……受話口 1206……送話口 1300……ディジタルスチルカメラ 1302……ケース(ボディー) 1304……受光ユニット 1306……シャッタボタン 1308……回路基板 1312……ビデオ信号出力端子 1314……データ通信用の入出力端子 1430……テレビモニタ 1440……パーソナルコンピュータ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
陽極と陰極との間に正孔注入層、正孔輸送層および互いに発光スペクトルの異なる複数の発光層が介挿された構成を有する複数の発光素子を備える発光装置の製造方法であって、
前記各発光素子の少なくとも前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とを形成する第1の工程と、
前記複数の発光素子のうちの一部の発光素子の前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とに加熱処理を施すことにより、当該正孔注入層の正孔注入性を高める第2の工程とを有し、
前記加熱処理が施された前記一部の発光素子の発光スペクトルと、前記加熱処理が施されていない他の発光素子の発光スペクトルとを互いに異ならせることを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項2】
前記第1の工程では、前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層と前記複数の発光層と前記陰極とを形成する請求項1に記載の発光装置の製造方法。
【請求項3】
前記第1の工程では、前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層と前記複数の発光層と前記陰極とを封止する工程を有し、前記第2の工程では、前記加熱処理は、前記封止された状態で行う請求項2に記載の発光装置の製造方法。
【請求項4】
前記第1の工程では、前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とを形成し、前記第2の工程の後に、前記複数の発光層および前記陰極を形成する請求項1に記載の発光装置の製造方法。
【請求項5】
前記正孔注入層は、電子アクセプター性を有するものである請求項1ないし4のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項6】
前記第2の工程では、エネルギー線を少なくとも前記陽極と前記正孔注入層と前記正孔輸送層とに照射することにより前記加熱処理を行う請求項1ないし5のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項7】
前記エネルギー線は、レーザーである請求項6に記載の発光装置の製造方法。
【請求項8】
前記レーザーの波長は、600〜800nmである請求項7に記載の発光装置の製造方法。
【請求項9】
前記第1の工程では、前記正孔注入層の近傍に、レーザー光を熱エネルギーに変換する光吸収層を形成する請求項7または8に記載の発光装置の製造方法。
【請求項10】
前記第2の工程では、前記加熱処理は、不活性雰囲気下で行う請求項1ないし9のいずれかに記載の発光装置の製造方法。
【請求項11】
請求項1ないし10のいずれかに記載の発光装置の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする発光装置。
【請求項12】
陽極と陰極との間に正孔注入層と正孔輸送層と互いに発光スペクトルの異なる複数の発光層とが介挿されて構成された複数の発光素子とを有し、
前記複数の発光素子のうちの一部の発光素子は、その少なくとも陽極と正孔注入層と正孔輸送層が加熱されることにより、当該一部の発光素子の正孔注入層の正孔注入性が高められ、これにより、前記加熱処理が施された前記一部の発光素子の発光スペクトルと、前記加熱処理が施されていない他の発光素子の発光スペクトルとが互いに異なるように構成されていることを特徴とする発光装置。
【請求項13】
請求項11または12に記載の発光装置を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項14】
請求項13に記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2009−289596(P2009−289596A)
【公開日】平成21年12月10日(2009.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−141123(P2008−141123)
【出願日】平成20年5月29日(2008.5.29)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】