JP2007250201A - 水溶液、水溶液の製造方法、発光装置、発光装置の製造方法、電子機器 - Google Patents
水溶液、水溶液の製造方法、発光装置、発光装置の製造方法、電子機器 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】保存安定性に優れた水溶液、その製造方法、及びこの水溶液を用いた発光装置等を提案する。
【解決手段】水溶液の製造方法は、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体が分散した水溶液を粒子径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下になるよう微粒子化する工程を有する。そして、陽極と陰極との間に少なくとも発光層及び正孔注入層を有する有機機能層が配置された発光装置において、正孔注入層は、前記製造方法のより製造された水溶液により形成される。
【選択図】図1
【解決手段】水溶液の製造方法は、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体が分散した水溶液を粒子径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下になるよう微粒子化する工程を有する。そして、陽極と陰極との間に少なくとも発光層及び正孔注入層を有する有機機能層が配置された発光装置において、正孔注入層は、前記製造方法のより製造された水溶液により形成される。
【選択図】図1
Description
本発明は、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体が分散した水溶液、この製造方法、発光装置、発光装置の製造方法、電子機器に関する。
有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと称する。)装置は、薄膜を積層した構造を有する自発光型の高速応答性表示素子を備えるため、軽くて動画対応に優れた表示パネルを形成でき、近年ではFPD(Flat Panel Display)テレビ等の表示パネルとして非常に注目されている。
その代表的な製造方法としては、ガラス等の基板上に、フォトリソグラフィ技術を用いて陽極を所望の形状にパターニングし、更に陽極上に蒸着法を用いて発光層を含む複数の有機機能層を成膜し、更に陰極を順次積層する方法が知られている。
有機機能層には、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層などの正孔輸送能を持つ材料からなる層や、電子輸送層、電子注入層などの電子輸送能を持つ材料からなる層などが含まれたものがある。
そして、透明陽極と陰極との間に電界を印加することにより、陽極からは正孔が、陰極からは電子が、それぞれ有機機能層に注入され、この電子と正孔が再結合して励起子が形成され、それが基底状態に戻るときに発光する。
上述した有機機能層は、特にその寿命の向上が課題となっている。例えば、有機機能層を構成する正孔注入層としては、粒径が1μm以下の正孔注入材料の微粒子を水中に分散させた分散液(水溶液)を用いることで、有機機能層の寿命を向上させる技術が開示されている。
特開2000−91081号公報
特開2002−305086号公報
その代表的な製造方法としては、ガラス等の基板上に、フォトリソグラフィ技術を用いて陽極を所望の形状にパターニングし、更に陽極上に蒸着法を用いて発光層を含む複数の有機機能層を成膜し、更に陰極を順次積層する方法が知られている。
有機機能層には、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層などの正孔輸送能を持つ材料からなる層や、電子輸送層、電子注入層などの電子輸送能を持つ材料からなる層などが含まれたものがある。
そして、透明陽極と陰極との間に電界を印加することにより、陽極からは正孔が、陰極からは電子が、それぞれ有機機能層に注入され、この電子と正孔が再結合して励起子が形成され、それが基底状態に戻るときに発光する。
上述した有機機能層は、特にその寿命の向上が課題となっている。例えば、有機機能層を構成する正孔注入層としては、粒径が1μm以下の正孔注入材料の微粒子を水中に分散させた分散液(水溶液)を用いることで、有機機能層の寿命を向上させる技術が開示されている。
ところで、分散液は、その製造直後に使用されるとは限らない。1〜2ヶ月程度、冷蔵保存された後に使用される場合も少なくない。
しかし、このように分散液を数ヶ月間保存すると、注入材料の微粒子がクラスタ化或いは沈殿してしまうという問題がある。つまり、分散液の保存安定性が十分でないため、分散液の製造後は早急に有機機能層の形成を行わなければならないという制約が課せられてしまうという問題がある。
しかし、このように分散液を数ヶ月間保存すると、注入材料の微粒子がクラスタ化或いは沈殿してしまうという問題がある。つまり、分散液の保存安定性が十分でないため、分散液の製造後は早急に有機機能層の形成を行わなければならないという制約が課せられてしまうという問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、保存安定性に優れた水溶液、その製造方法、及びこの水溶液を用いた発光装置等を提案することを目的とする。
本発明に係る水溶液、水溶液の製造方法、発光装置、発光装置の製造方法、電子機器では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第1の発明に係る水溶液は、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体の粒子径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であることを特徴とする。
この発明によれば、水溶液の保存安定性を向上させることができる。
第1の発明に係る水溶液は、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体の粒子径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であることを特徴とする。
この発明によれば、水溶液の保存安定性を向上させることができる。
第2の発明に係る水溶液の製造方法は、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下になるよう微粒子化する工程を有することを特徴とする。
この発明によれば、水溶液の保存安定性を向上させることができる。
この発明によれば、水溶液の保存安定性を向上させることができる。
第3の発明は、陽極と陰極との間に、少なくとも発光層及び正孔注入層を有する有機機能層が配置された発光装置において、前記正孔注入層は、第1の発明に係る水溶液或いは第2の発明に係る製造方法のより製造された水溶液により形成されることを特徴とする。
この発明によれば、正孔注入材料の微粒子を含む水溶液を長期保存した後に有機機能層を形成した場合であっても、所望の特性を有する発光装置を得ることができる。
この発明によれば、正孔注入材料の微粒子を含む水溶液を長期保存した後に有機機能層を形成した場合であっても、所望の特性を有する発光装置を得ることができる。
第4の発明は、陽極を形成する工程と、前記陽極上に正孔注入層及び発光層を含む有機機能層を形成する工程と、前記有機機能層上に陰極を形成する工程と、を有する発光装置の製造方法において、前記有機機能層形成工程は、第1の発明に係る水溶液或いは第2の発明に係る製造方法のより製造された水溶液を液滴吐出装置から吐出して正孔注入層を成膜する工程を有することを特徴とする。
この発明によれば、正孔注入材料の微粒子を含む水溶液を長期保存した後に有機機能層を形成した場合であっても、所望の特性を有する発光装置を得ることができる。
この発明によれば、正孔注入材料の微粒子を含む水溶液を長期保存した後に有機機能層を形成した場合であっても、所望の特性を有する発光装置を得ることができる。
第5の発明に係る電子機器は、第3の発明に係る発光装置或いは第4の発明に係る製造方法により製造した発光装置を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、高性能な表示部等を備えた電子機器を得ることができる。
この発明によれば、高性能な表示部等を備えた電子機器を得ることができる。
以下、本発明に係る水溶液、水溶液の製造方法、発光装置、発光装置の製造方法、電子機器の実施形態について図を参照して説明する。なお、以下で参照する各図面においては、図面を見易くするために、各構成要素の寸法等を適宜変更して表示している。
[有機EL装置]
図1は、本実施形態に係る有機EL装置の概略構成図である。
有機EL装置(発光装置)10は、陽極14と陰極28との間に、発光層20を含む有機機能層30を備えたものである。
有機機能層30としては、例えば、正孔注入層16、正孔輸送層18、発光層20、正孔阻止層22、電子輸送層24、電子注入層26を備えている。
図1は、本実施形態に係る有機EL装置の概略構成図である。
有機EL装置(発光装置)10は、陽極14と陰極28との間に、発光層20を含む有機機能層30を備えたものである。
有機機能層30としては、例えば、正孔注入層16、正孔輸送層18、発光層20、正孔阻止層22、電子輸送層24、電子注入層26を備えている。
有機EL装置1は、ガラス等の光透過性を有する基板12の表面に形成され、発光層20からの光を基板側から取り出すボトムエミッション型の有機EL装置である。なお、発光層20からの光を基板12の反対側(陰極28側)から取り出すトップエミッション型の有機EL装置に対して、本発明を適用することも可能である。
基板12の表面にはスイッチング素子等を含む回路部(不図示)が形成され、その表面に次述する有機EL素子が形成されている。そのスイッチング素子により、有機EL素子が駆動される。
基板12の表面にはスイッチング素子等を含む回路部(不図示)が形成され、その表面に次述する有機EL素子が形成されている。そのスイッチング素子により、有機EL素子が駆動される。
陽極14は、ITO(indium-tin-oxide、インジウム錫酸化物)等の透明導電性材料を基板12の表面に配置して構成される。
一方、有機機能層30を介して、陽極14と対向配置される陰極28は、AlやAl−Li合金、Mg−Ag合金等の金属材料で構成される。
このように、陰極28を良好な光反射性を有する金属材料で形成することにより、発光層20からの光を陰極28で反射して基板12側から取り出すことが可能になり、光利用効率を向上させることができる。
一方、有機機能層30を介して、陽極14と対向配置される陰極28は、AlやAl−Li合金、Mg−Ag合金等の金属材料で構成される。
このように、陰極28を良好な光反射性を有する金属材料で形成することにより、発光層20からの光を陰極28で反射して基板12側から取り出すことが可能になり、光利用効率を向上させることができる。
発光層20は、陽極14および陰極28によって、電流を流すことにより発光する機能を有する。カラー表示を行う有機EL装置では、それぞれ異なる色光に発光する複数の発光層20が基板12上に整列配置されている。
発光層20を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
なお、発光層20の厚さは、例えば、30nm程度に形成される。
発光層20を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。具体的には、(ポリ)フルオレン誘導体(PF)、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリフェニレン誘導体(PP)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。
なお、発光層20の厚さは、例えば、30nm程度に形成される。
陽極14と発光層20との間には、陽極14から供給される正孔を発光層20に注入する正孔注入層16が設けられる。
正孔注入層16の形成材料としては、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体が用いられる。例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などである。
具体的には、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液(水溶液)Wが用いられる。
なお、正孔注入層材料を含む分散液Wの製造方法については、後述する。
正孔注入層16の形成材料としては、ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体が用いられる。例えば、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体など、またはそれらのドーピング体などである。
具体的には、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,4−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液(水溶液)Wが用いられる。
なお、正孔注入層材料を含む分散液Wの製造方法については、後述する。
ドナー性高分子としては、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどが挙げられる。これらは、特に正孔注入層16の形成材料の成分として好適である。
また、アクセプタ性高分子としては、例えば、Poly(N-hydroxyethyl)ethyleneimine)(PHEI)、Poly(N-acetyl)ethyleneimine(PAEI)、Poly(N-hydroxyethyl)ethyleneimine-co-N-acetyl)ethyleneimine](PHEI-co-PAEI)、Poly(ethyleneimine)(PEI)、Poly(allylamine)(PALA)、Poly(acrylamide)(PAm)、Poly(acrylamide-co-N-maleylglycine)(PAm-co-MGly)、Poly(acrylic acid)(PAA)、Poly(acrylamide-co-acrylic acid)(PAm-co-PAA)、Poly(N,N-dimethylacrylamide-co-acrylic acid)(PDAm-co-PAA)、Poly(methacrylic acid)(PMA)、Poly(α-acetylamino acrylic acid)(PAAA)、Poly(N-methyl-N'-methacryloylpiperazine)(PAP)、Poly[3-(methacryloylamino)propyl]trimethylammonium chloride](PMPTA)、Poly(diallyl dimethylammonium chloride)(PDDA)、Poly(sodium 4-styrenesulfonate)(PSS)、Poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid)(PAPS)、Poly(methacrylic acid-co-2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid)(PMA-co-PAPS)、Poly(N-methyl-N'-methacryloylpiperazine-co-α-aminoacrylic acid)(PAP-co-PAAA)、Poly(acrylamide-co-N-vinylpyrrolidone)(PAm-co-PVPyrr)、Poly(N,N-dimethylacrylamide-co-N-vinylpyrrolidone)(PDAm-co-PVPyrr)、Poly(1-vinylpyrrolidone-co-2-dimethylaminoethylmethacrylate quaternized)(PVPyrr-co-PDAEM)、Poly(4-vinylpyridine quaternized)(PVPyQ)、Poly[2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid-co-(3-(methacryloylamino)propyl)trimethylammonium chloride](PAPS-co-PMPTA)、Poly(vinylphosponic acid)(PVPhA)、Poly(N-methacryloyl-4-aminosalicylic acid)(PMAAMSA)、Poly[acrylamide-co-1-(2-hydroxyethyl)aziridine](PAM-co-PHEA)、perfluorosulfonic acid copolymer(Nafion)などが挙げられる。これらのうち、特にポリスチレンスルフォン酸[Poly(sodium 4-styrenesulfonate)(PSS)]などは、正孔注入層16の形成材料の成分として好適である。
また、アクセプタ性高分子としては、例えば、Poly(N-hydroxyethyl)ethyleneimine)(PHEI)、Poly(N-acetyl)ethyleneimine(PAEI)、Poly(N-hydroxyethyl)ethyleneimine-co-N-acetyl)ethyleneimine](PHEI-co-PAEI)、Poly(ethyleneimine)(PEI)、Poly(allylamine)(PALA)、Poly(acrylamide)(PAm)、Poly(acrylamide-co-N-maleylglycine)(PAm-co-MGly)、Poly(acrylic acid)(PAA)、Poly(acrylamide-co-acrylic acid)(PAm-co-PAA)、Poly(N,N-dimethylacrylamide-co-acrylic acid)(PDAm-co-PAA)、Poly(methacrylic acid)(PMA)、Poly(α-acetylamino acrylic acid)(PAAA)、Poly(N-methyl-N'-methacryloylpiperazine)(PAP)、Poly[3-(methacryloylamino)propyl]trimethylammonium chloride](PMPTA)、Poly(diallyl dimethylammonium chloride)(PDDA)、Poly(sodium 4-styrenesulfonate)(PSS)、Poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid)(PAPS)、Poly(methacrylic acid-co-2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid)(PMA-co-PAPS)、Poly(N-methyl-N'-methacryloylpiperazine-co-α-aminoacrylic acid)(PAP-co-PAAA)、Poly(acrylamide-co-N-vinylpyrrolidone)(PAm-co-PVPyrr)、Poly(N,N-dimethylacrylamide-co-N-vinylpyrrolidone)(PDAm-co-PVPyrr)、Poly(1-vinylpyrrolidone-co-2-dimethylaminoethylmethacrylate quaternized)(PVPyrr-co-PDAEM)、Poly(4-vinylpyridine quaternized)(PVPyQ)、Poly[2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid-co-(3-(methacryloylamino)propyl)trimethylammonium chloride](PAPS-co-PMPTA)、Poly(vinylphosponic acid)(PVPhA)、Poly(N-methacryloyl-4-aminosalicylic acid)(PMAAMSA)、Poly[acrylamide-co-1-(2-hydroxyethyl)aziridine](PAM-co-PHEA)、perfluorosulfonic acid copolymer(Nafion)などが挙げられる。これらのうち、特にポリスチレンスルフォン酸[Poly(sodium 4-styrenesulfonate)(PSS)]などは、正孔注入層16の形成材料の成分として好適である。
更に、正孔注入層16と発光層20との間には、陽極14から供給される正孔を発光層20に輸送する正孔輸送層18が設けられる。正孔輸送層18は、α―NPD等の正孔輸送性を有する材料からなる。
なお、α―NPDに対して、更に耐熱性の高い(NDA)PP(Tg=194℃)をドープしてもよい。これにより、正孔輸送層18の耐熱性を向上させることができる。
また、正孔輸送層18は、必ずしも必要でない。正孔輸送層18を設けずに、正孔注入層16を正孔注入輸送層として用いてもよい。
なお、α―NPDに対して、更に耐熱性の高い(NDA)PP(Tg=194℃)をドープしてもよい。これにより、正孔輸送層18の耐熱性を向上させることができる。
また、正孔輸送層18は、必ずしも必要でない。正孔輸送層18を設けずに、正孔注入層16を正孔注入輸送層として用いてもよい。
発光層20と陰極28との間には、陽極14から供給された正孔(ホール)が電子輸送層24に到達するのを阻止する正孔阻止層22が配置される。
正孔阻止層22は、正孔阻止性を有するBCP等により形成される。BCPは、バンドギャップ幅が非常に広く、かつ電子移動度が正孔移動度よりも高いため、正孔阻止材料として好適に用いられる。
正孔阻止層22は、正孔阻止性を有するBCP等により形成される。BCPは、バンドギャップ幅が非常に広く、かつ電子移動度が正孔移動度よりも高いため、正孔阻止材料として好適に用いられる。
更に、正孔阻止層22と陰極28との間には、陰極28から供給される電子を発光層20に輸送する機能を有する電子輸送層24が配置される。この電子輸送層24は、Alq3で構成することが望ましい。Alq3は熱的に安定であり、また合成・精製が容易だからである。
また、陰極28から供給される電子を発光層20に注入する電子注入層26を設けられる。電子注入層26は、Li等のアルカリ金属の化合物からなり、陰極28と電子輸送層24との間に配置される。
有機EL装置1の製造方法としては、基板12上に、陽極14、正孔注入層16、正孔輸送層18、発光層20、正孔阻止層22、電子輸送層24、電子注入層26、陰極28を順に積層することにより行われる。
これら各層を設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ法や液滴吐出法等、公知の所定の手法を用いることができる。
これら各層を設ける場合には、例えばフォトリソグラフィ法や液滴吐出法等、公知の所定の手法を用いることができる。
以下、正孔注入層16の形成方法について説明する。
正孔注入層16を形成するためには、まず、正孔注入層材料を含む分散液Wを、以下のような方法により製造する。
まず、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン(以下、PEDOTという)及びその誘導体を含むドナー性分子と、ポリスチレンスルフォン酸(以下、PSSという)及びその誘導体を含むアクセプタ性分子との会合体(PEDOT・PSS)が水中に分散された分散液Wを用意する。なお、PEDOTとPSSの割合は、例えば1対6程度である。
正孔注入層16を形成するためには、まず、正孔注入層材料を含む分散液Wを、以下のような方法により製造する。
まず、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン(以下、PEDOTという)及びその誘導体を含むドナー性分子と、ポリスチレンスルフォン酸(以下、PSSという)及びその誘導体を含むアクセプタ性分子との会合体(PEDOT・PSS)が水中に分散された分散液Wを用意する。なお、PEDOTとPSSの割合は、例えば1対6程度である。
次に、PEDOT・PSSの粒子を含む分散液Wを、各種粉砕法にかけて、PEDOT・PSSの粒子径を1μm以下に微粒子化する。粉砕法としては、ボールミル、攪拌ミル、高速攪拌、超音波処理及び高圧ホモゲナイゼーション等を用いることができる。
特に、高圧ホモゲナイゼーションを用いることが好ましい。高圧ホモゲナイゼーションは、分散液Wを、高圧下において、強制的に1回ないし多数回、金属又はセラミックスのノズルに通す方法である。ノズルの直径は、1mmから0.1mmである。スロットノズルの場合には、その幅が1mmから0.1mmである。また、1〜2000bar(0.1〜200MPa)、好ましくは、100〜1000bar(10〜100MPa)の圧力下において行われる。
これにより、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液Wを得ることができる。
特に、高圧ホモゲナイゼーションを用いることが好ましい。高圧ホモゲナイゼーションは、分散液Wを、高圧下において、強制的に1回ないし多数回、金属又はセラミックスのノズルに通す方法である。ノズルの直径は、1mmから0.1mmである。スロットノズルの場合には、その幅が1mmから0.1mmである。また、1〜2000bar(0.1〜200MPa)、好ましくは、100〜1000bar(10〜100MPa)の圧力下において行われる。
これにより、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液Wを得ることができる。
更に、粒径が1μm以下のPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液Wに対して、PSSを添加する。そして、PEDOT・PSS及びPSSが水に対して0.1体積%以上、50体積%以下の濃度で分散した分散液Wを得る。
このように、正孔注入層材料を水中に分散させた分散液Wの濃度を規定することにより、後述する液滴吐出ヘッド101から、分散液Wの液滴を良好に吐出させることが可能となる。
なお、PSSを添加するのは、形成される正孔注入層16の膜抵抗を調整するためである。すなわち、PSSを添加添加することで、膜抵抗を高めることができ、これにより、発光のにじみや複数の有機機能層同士のクロストークを抑えることが可能となる。
このように、正孔注入層材料を水中に分散させた分散液Wの濃度を規定することにより、後述する液滴吐出ヘッド101から、分散液Wの液滴を良好に吐出させることが可能となる。
なお、PSSを添加するのは、形成される正孔注入層16の膜抵抗を調整するためである。すなわち、PSSを添加添加することで、膜抵抗を高めることができ、これにより、発光のにじみや複数の有機機能層同士のクロストークを抑えることが可能となる。
そして、図2に示すように、正孔注入層材料を含む分散液Wを液滴吐出法(インクジェット法)を用いて、基板12の陽極14上に吐出する。
液滴吐出法とは、有機機能層30(正孔注入層16や発光層20等)を形成するための形成材料を液体材料にし、その液体材料をディスペンサやインクジェット装置100などの液滴吐出装置を用いて定量的に吐出することによって、所望領域に前記形成材料を塗布する方法である。
液滴吐出法とは、有機機能層30(正孔注入層16や発光層20等)を形成するための形成材料を液体材料にし、その液体材料をディスペンサやインクジェット装置100などの液滴吐出装置を用いて定量的に吐出することによって、所望領域に前記形成材料を塗布する方法である。
具体的には、液滴吐出ヘッド(インクジェットヘッド)101に設けられたノズル105と基板12とを対向させた状態でノズル105と基板12とを相対移動させつつ、1滴あたりの液量が制御された分散液Wの液滴をノズル105から吐出することによって、基板12上の所望位置に正孔注入層材料を含む分散液Wによる所望形状の膜パターンを形成する。
そして、基板12に対して、分散液W中の水分を除去する加熱処理(固化処理)を施すことで、正孔注入層16が形成(成膜)される。
このように、正孔注入層材料を含む分散液Wの液滴を液滴吐出ヘッド101から吐出することにより、基板12の陽極14上の所定位置に、正孔注入層16を効率的に形成することが可能となる。
そして、基板12に対して、分散液W中の水分を除去する加熱処理(固化処理)を施すことで、正孔注入層16が形成(成膜)される。
このように、正孔注入層材料を含む分散液Wの液滴を液滴吐出ヘッド101から吐出することにより、基板12の陽極14上の所定位置に、正孔注入層16を効率的に形成することが可能となる。
図3は、分散液Wを用いて正孔注入層16を形成した結果等を示す図である
図3に示すように、分散液Wとして、正孔注入層材料(PEDOT・PSS)の粒径が異なる複数のサンプルNo.1〜No.6を用意した。
そして、製造直後の分散液WのサンプルNo.1〜No.6により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。なお、寿命特性とは、発光輝度が半減するまでの時間をいう。
次に、分散液WのサンプルNo.1〜No.6を冷蔵庫(2℃〜8℃程度)内で約2ヶ月間保存した。そして、再度、分散液WのサンプルNo.1〜No.6により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。
そして、製造直後の分散液W(No.1〜No.6)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を基準(1.0)として、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液W(No.1〜No.6)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を比較した。
図3に示すように、分散液Wとして、正孔注入層材料(PEDOT・PSS)の粒径が異なる複数のサンプルNo.1〜No.6を用意した。
そして、製造直後の分散液WのサンプルNo.1〜No.6により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。なお、寿命特性とは、発光輝度が半減するまでの時間をいう。
次に、分散液WのサンプルNo.1〜No.6を冷蔵庫(2℃〜8℃程度)内で約2ヶ月間保存した。そして、再度、分散液WのサンプルNo.1〜No.6により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。
そして、製造直後の分散液W(No.1〜No.6)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を基準(1.0)として、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液W(No.1〜No.6)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を比較した。
分散液WのサンプルNo.1の場合には、製造直後の分散液Wに対して、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液Wを用いると、有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)が7割程度に減少した。また、寿命特性(h)も6割程度に減少した。
同様に、分散液WのサンプルNo.2の場合には、製造直後の分散液Wに対して、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液Wを用いると、有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)が8割程度に減少した。また、寿命特性(h)も8割程度に減少した。
同様に、分散液WのサンプルNo.2の場合には、製造直後の分散液Wに対して、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液Wを用いると、有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)が8割程度に減少した。また、寿命特性(h)も8割程度に減少した。
一方、分散液WのサンプルNo.3〜No.6の場合には、製造直後の分散液Wに対して、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液Wを用いると、有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)が9割以上に維持された。また、寿命特性(h)も9割以上に維持された。
このように、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液W(No.3〜No.6)を用いた場合には、この分散液Wを約2ヶ月間冷蔵保存した場合であっても、製造される有機機能層30の性能劣化を抑制することができる。
つまり、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液Wは、保存安定性に優れていることが明らかである。
つまり、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液Wは、保存安定性に優れていることが明らかである。
正孔注入層材料を含む分散液を製造する方法としては、上述した方法の他、以下のような方法を用いてもよい。
まず、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン(以下、PEDOTという)及びその誘導体を含むドナー性分子と、ポリスチレンスルフォン酸(以下、PSSという)及びその誘導体を含むアクセプタ性分子との会合体(PEDOT・PSS)が水中に分散された分散液Wを用意する。なお、PEDOTとPSSの割合は、例えば1対6程度である。
まず、3,4−ポリエチレンジオシチオフェン(以下、PEDOTという)及びその誘導体を含むドナー性分子と、ポリスチレンスルフォン酸(以下、PSSという)及びその誘導体を含むアクセプタ性分子との会合体(PEDOT・PSS)が水中に分散された分散液Wを用意する。なお、PEDOTとPSSの割合は、例えば1対6程度である。
次に、PEDOT・PSSの微粒子を含む分散液Wに対して、PSSを添加する。そして、PEDOT・PSS及びPSSが水に対して0.1体積%以上、50体積%以下の濃度で分散した分散液W2を得る。
そして、その後、PEDOT・PSS及びPSSの粒子を含む分散液Wを、各種粉砕法にかけて、PEDOT・PSSの粒子径を1μm以下に微粒子化する。
このような方法によっても、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液W2を得ることができる。
このような方法によっても、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液W2を得ることができる。
図4は、分散液W2を用いて正孔注入層16を形成した結果等を示す図である
図4に示すように、分散液W2として、正孔注入層材料(PEDOT・PSS)の粒径が異なる複数のサンプルNo.7〜No.12を用意した。
そして、製造直後の分散液W2のサンプルNo.7〜No.12により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。
次に、分散液W2のサンプルNo.7〜No.12を冷蔵庫(2℃〜8℃程度)内で約2ヶ月間保存した。そして、再度、分散液W2のサンプルNo.7〜No.12により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。
そして、製造直後の分散液W2(No.7〜No.12)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を基準(1.0)として、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液W2(No.7〜No.12)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を比較した。
図4に示すように、分散液W2として、正孔注入層材料(PEDOT・PSS)の粒径が異なる複数のサンプルNo.7〜No.12を用意した。
そして、製造直後の分散液W2のサンプルNo.7〜No.12により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。
次に、分散液W2のサンプルNo.7〜No.12を冷蔵庫(2℃〜8℃程度)内で約2ヶ月間保存した。そして、再度、分散液W2のサンプルNo.7〜No.12により正孔注入層16を含む有機機能層30を備えた有機EL装置1を製造し、この有機機能層30の有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)及び寿命特性(h)を測定した。
そして、製造直後の分散液W2(No.7〜No.12)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を基準(1.0)として、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液W2(No.7〜No.12)を用いて形成した有機機能層30の初期電流発光効率及び寿命特性を比較した。
分散液W2のサンプルNo.7の場合には、製造直後の分散液W2に対して、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液W2を用いると、有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)が8割程度に減少した。また、寿命特性(h)も8割5分程度に減少した。
一方、分散液W2のサンプルNo.8〜No.12の場合には、製造直後の分散液W2に対して、約2ヶ月間冷蔵保存した分散液W2を用いると、有機機能層30の初期電流発光効率(cd/A)が9割以上に維持された。また、寿命特性(h)も9割以上に維持された。
このように、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液W2(No.8〜No.12)を用いた場合には、この分散液W2を約2ヶ月間冷蔵保存した場合であっても、製造される有機機能層30の性能劣化を抑制することができる。
つまり、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液W2は、保存安定性に優れていることが明らかである。
つまり、粒径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であるPEDOT・PSSの微粒子を含む分散液W2は、保存安定性に優れていることが明らかである。
〔電子機器〕
次に、本発明の電子機器について説明する。
電子機器は、上述したEL装置1を表示部として備えたものであり、具体的には図5に示すものが挙げられる。
図5(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図5(a)において、携帯電話1000は、上述したEL装置1を用いた表示部1001を備える。
図5(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図5(b)において、時計1100は、上述したEL装置1を用いた表示部1101を備える。
図5(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図5(c)において、情報処理装置1200は、キーボードなどの入力部1202、上述したEL装置1を用いた表示部1206、情報処理装置本体(筐体)1204を備える。
図5(d)は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図5(d)において、薄型大画面テレビ1300は、薄型大画面テレビ本体(筐体)1302、スピーカーなどの音声出力部1304、上述したEL装置1を用いた表示部1306を備える。
次に、本発明の電子機器について説明する。
電子機器は、上述したEL装置1を表示部として備えたものであり、具体的には図5に示すものが挙げられる。
図5(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図5(a)において、携帯電話1000は、上述したEL装置1を用いた表示部1001を備える。
図5(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図5(b)において、時計1100は、上述したEL装置1を用いた表示部1101を備える。
図5(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図5(c)において、情報処理装置1200は、キーボードなどの入力部1202、上述したEL装置1を用いた表示部1206、情報処理装置本体(筐体)1204を備える。
図5(d)は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図5(d)において、薄型大画面テレビ1300は、薄型大画面テレビ本体(筐体)1302、スピーカーなどの音声出力部1304、上述したEL装置1を用いた表示部1306を備える。
このように、図5(a)〜(d)に示すそれぞれの電子機器は、上述したEL装置1を有した表示部1001,1101,1206,1306を備えているので、表示部の長寿命化が図られたものとなる。
また、EL装置1を表示部として備える場合に限らず、発光部として備える電子機器であってもよい。
例えば、EL装置1を露光ヘッド(ラインヘッド)として備えるページプリンタ(画像形成装置)であってもよい。
例えば、EL装置1を露光ヘッド(ラインヘッド)として備えるページプリンタ(画像形成装置)であってもよい。
1…有機EL装置(発光装置)、 12…基板、 14…陽極、 16…正孔注入層、 18…正孔輸送層、 20…発光層、 28…陰極、 30…有機機能層、 1000…携帯電話(電子機器)、 1100…時計(電子機器)、 1200…情報処理装置(電子機器)、 1300…薄型大画面テレビ(電子機器)、 W,W2…分散液(水溶液)
Claims (5)
- ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体の粒子径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下であることを特徴とする水溶液。
- ドナー性分子とアクセプタ性分子との会合体が分散した水溶液を粒子径の最頻値が1μm以下であり、かつ、半値幅が1μm以下になるよう微粒子化する工程を有することを特徴とする水溶液の製造方法。
- 陽極と陰極との間に、少なくとも発光層及び正孔注入層を有する有機機能層が配置された発光装置において、
前記正孔注入層は、請求項1に記載の水溶液或いは請求項2に記載の製造方法のより製造された水溶液により形成されることを特徴とする発光装置。 - 陽極を形成する工程と、
前記陽極上に正孔注入層及び発光層を含む有機機能層を形成する工程と、
前記有機機能層上に陰極を形成する工程と、
を有する発光装置の製造方法において、
前記有機機能層形成工程は、請求項1に記載の水溶液或いは請求項2に記載の製造方法のより製造された水溶液を液滴吐出装置から吐出して正孔注入層を成膜する工程を有することを特徴とする発光装置の製造方法。 - 請求項3に記載の発光装置或いは請求項4に記載の製造方法により製造した発光装置を備えたことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
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JP2006067753A JP2007250201A (ja) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | 水溶液、水溶液の製造方法、発光装置、発光装置の製造方法、電子機器 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011202124A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Mitsubishi Chemicals Corp | 電荷輸送膜用組成物、有機電界発光素子、有機elディスプレイ及び有機el照明 |
KR20120048472A (ko) * | 2010-11-05 | 2012-05-15 | 소니 주식회사 | 유기 el 표시 장치 및 그 제조 방법 |
-
2006
- 2006-03-13 JP JP2006067753A patent/JP2007250201A/ja not_active Withdrawn
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US9860960B2 (en) | 2010-11-05 | 2018-01-02 | Joled Inc. | Organic EL display device and method for production of the same |
KR101958479B1 (ko) | 2010-11-05 | 2019-03-14 | 가부시키가이샤 제이올레드 | 유기 el 표시 장치 및 그 제조 방법 |
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