(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と、
前記画素電極に対向する対向電極と、
前記画素電極と前記対向電極との間に、
赤色の有機発光層と、
緑色の有機発光層と、
青色発光層と、を備え、
前記赤色の有機発光層及び前記緑色の有機発光層は、高分子材料からなり、
インクジェット法により、前記赤色の有機発光層を形成する工程と、
インクジェット法により、前記緑色の有機発光層を形成する工程と、
蒸着により、前記青色発光層を形成する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー表示の可能なＥＬ表示体およびインクジェット方式を用いたＥＬ表示体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔（ホール）を注入して再結合させることにより励起子（エキシトン）を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放出（蛍光・燐光）を利用して発光させる素子である。
【０００３】
この有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ以下の低電圧で１００〜１０００００ cd/m2  程度の高輝度の面発光が可能であり、また蛍光物質の種類を選択することにより青色から赤色までの発光が可能なことである。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、安価な大面積フルカラー表示素子を実現するものとして注目を集めている（電子情報通信学会技術報告、第８９巻、ＮＯ．１０６、４９ページ、１９８９年）。報告によると、強い蛍光を発する有機色素を発光層に使用し、青、緑、赤色の明るい発光を得ている。これは、薄膜状で強い蛍光を発し、ピンホール欠陥の少ない有機色素を用いたことで、高輝度なフルカラー表示を実現できたと考えられている。
【０００５】
更に特開平５−７８６５５公報には、有機発光層の成分が有機電荷材料と有機発光材料の混合物からなる薄膜層を設け、濃度消光を防止して発光材料の選択幅を広げ、高輝度なフルカラー素子とする旨が提案されている。
【０００６】
また、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，６４（１９９４）ｐ．８１５では、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）発光層を用いて、３原色ＲＧＢに相当する色素を入れると白色発光得たという報告がされている。
【０００７】
しかし、いずれの報告にも、実際のフルカラー表示パネルの構成や製造方法については言及されていない。
【０００８】
一方、インクジェットプリンティング技術では、従来より水系あるいはアルコール系、グリコール系のインクを用いることが主流である。理由はインク流路およびインクヘッド材料をインクが侵さないことが挙げられる。また、有機溶剤系のインクは、人体に有害とされることからも水系インクを用いたインクジェットプリンターが数多く開発されてきている。
【０００９】
したがって、有機ＥＬ材料をインク化してインクジェットパターニングに供するためには、材料は水溶性あるいは、アルコールおよびグリコール系溶剤可溶であることがより望ましい。従来の水溶性の有機ＥＬ材料としては、ＰＰＶ前駆体が挙げられる。この前駆体は、塩となって水に溶け、成膜後の加熱により高分子化して発光層を成すものである。ＰＰＶのシアノ化したものは赤色の発光を示す。これらは、発光層としての耐久性を十分兼ね備えた材料である。
【００１０】
なお、青色発光を示す有機ＥＬ層の形成は、真空蒸着法にて成膜する方法が一般的であり、中でもジスチリル誘導体は優れた発光輝度と耐久性を兼ね備えている（第５４回応用物理学会学術講演会、講演予稿集Ｎｏ．３、２９ｐ−ＺＣ−１０（１９９３）１１２５頁）。
【００１１】
インク化に関しては、前述のＰＰＶ系の青色発光材料では発光輝度および耐久性が乏しく実用的でない。したがって、青色発光材料のインクジェットパターニングは困難とされていた。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前述の有機色素を用いた有機薄膜ＥＬ素子は、青、緑、赤の発光を示す。しかし、よく知られているように、フルカラー表示体を実現するためには、３原色を発光する有機発光層を画素毎に配置する必要がある。従来、有機発光層をパターニングする技術は非常に困難とされていた。原因は、次のとおりである。すなわち、１つは反射電極材の金属表面が不安定であり、蒸着のパターニング精度が出ないという点である。２つめは、正孔注入層および有機発光層を形成するポリマーや前駆体がフォトリソグラフィー等のパターニング工程に対して耐性が無いという点である。
【００１３】
加えて、従来のＰＰＶ系の水溶性前駆体として、耐久性・信頼性の保証され得る青色発光材料を用意することができない。したがって、青色発光材料をインク化し、インクジェットパターニングをすることは困難であった。
【００１４】
本発明は、上述したような課題を解決するものであり、その目的は、赤、緑の有機発光層をインクジェット方式により画素毎にパターニングし、その隣接層に青色の電荷輸送型有機発光層を真空蒸着法等にて形成することにより、フルカラー表示可能なＥＬ表示体の製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本願発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、画素電極と、前記画素電極に対向する対向電極と、前記画素電極と前記対向電極との間に、赤色の有機発光層と、緑色の有機発光層と、青色発光層と、を備え、前記赤色の有機発光層及び前記緑色の有機発光層は、高分子材料からなり、インクジェット法により、前記赤色の有機発光層を形成する工程と、インクジェット法により、前記緑色の有機発光層を形成する工程と、蒸着により、前記青色発光層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。
【００３４】
（実施例１）
第１図に示すように、ガラス基板１０４上にＩＴＯ透明画素電極１０１、１０２および１０３をフォトリソグラフィー技術により、１００ミクロンピッチ、０．１ミクロン厚のパターンを形成する。ＩＴＯパターン間を樹脂ブラックレジストにより埋めて、光遮断層とインク垂れ防止壁を兼ねた構造１０５をフォトリソグラフィーにて形成する。ブラックレジストの幅は、２０ミクロン、厚さは１．０ミクロン。
【００３５】
次に、インクジェットプリント装置１０８により赤、緑を発色する発光材料をパターニング塗布し、厚さ０．０５ミクロンの発色層１０６、１０７を形成する。赤色発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン前駆体、緑色発光材料にはポリフェニレンビニレン前駆体を使用する。これらの有機ＥＬ材料はケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社製であり、液状で入手可能である。ポリマー前駆体はインクジェット吐出後、加熱処理により高分子化され、発光層１０６、１０７が形成される。
【００３６】
次に、アルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着法により０．１ミクロンの電荷輸送型の青色発光層１０９が形成される。
【００３７】
最後に、厚さ０．１〜０．２ミクロンのＭｇＡｇ反射電極１１０を蒸着法により形成する。
【００３８】
これにより、直視型のフルカラー有機ＥＬ表示体が完成する。
【００３９】
（実施例２）
第２図に示すように、ガラス基板２０４上にＩＴＯ透明画素電極２０１、２０２および２０３をフォトリソグラフィー技術により、８０ミクロンピッチ、０．１ミクロン厚のパターンを形成する。ＩＴＯパターン間を樹脂ブラックレジストにより埋めて、光遮断層とインク垂れ防止壁を兼ねた構造２０５をフォトリソグラフィーにて形成する。ブラックレジストの幅は、１０ミクロン、厚さは１ミクロン。
【００４０】
次に、インクジェットプリント装置２０９により赤、緑色を発色する発光材料をパターニング塗布し、発色層２０６、２０７を形成する。赤色発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン前駆体、緑色発光材料にはポリフェニレンビニレン前駆体を使用する。これらの有機ＥＬ材料はケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社製であり、液状で入手可能である。ポリマー前駆体はインクジェット吐出後、加熱処理により高分子化され、発光層２０６、２０７が形成される。
【００４１】
また、正孔注入層としてポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）をインクジェットプリント装置にて透明電極２０３上に打ち込み、２０８層を形成する。
【００４２】
さらに、基板全面に青色発光層としてピラゾリンダイマーを塗布法にて２１０を形成する。
【００４３】
最後に、ＡｌＬｉ反射画素電極２１１を形成する。
【００４４】
これにより、フルカラー有機ＥＬ表示体が完成する。
【００４５】
（実施例３）
有機発光層の有機発光材料として2,3,6,7-テトラヒドロ-11-オキソ−1H,5H,11H-(1)ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジン-10-カルボン酸を用い、有機正孔注入層材料として1,1-ビス-(4-N,N-ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサンを用い、両者を混合することで緑色の発光材料とする。
【００４６】
同様に、赤色の有機発光材料として、2-13',4'-ジヒドロキシフェニル)-3,5,7-トリヒドロキシ-1-ベンゾピリリウムパークロレートを用いて正孔注入層材料と混合する。
【００４７】
更に、青色発光層には有機正孔注入材料としてトリス(8-ヒドロキシキノリノール)アルミニウムを用い、有機発光材料として、2,3,6,7-テトラヒドロ-9-メチル-11-オキソ-1H,5H,11H-(1)ベンゾピラノ[6,7,8-ij]-キノリジンを混合し、発光材料を作成する。
【００４８】
実施例１または実施例２と同様な工程で、各々の発光層をインクジェットプリンタ装置により局所パターニングし、有機ＥＬ表示体を作成する。
【００４９】
（実施例４）
第３図に示すように、ガラス基板上にＩＴＯ透明画素電極３０１、３０２および３０３をフォトリソグラフィー技術により、８０ミクロンピッチ、０．１ミクロン厚のパターンを形成する。ＩＴＯパターン間を樹脂ブラックレジストにより埋めて、光遮断層とインク垂れ防止壁を兼ねた構造３０４をフォトリソグラフィーにて形成する。ブラックレジストの幅は、１０ミクロン、厚さは１ミクロン。
【００５０】
次に、インクジェットプリント装置３０７により赤、緑色を発色する発光材料をパターニング塗布し、発色層３０５、３０６を形成する。赤色発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン前駆体、緑色発光材料にはポリフェニレンビニレン前駆体を使用する。これらの有機ＥＬ材料はケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社製であり、液状で入手可能である。ポリマー前駆体はインクジェット吐出後、加熱処理により高分子化され、発光層３０５、３０６が形成される。
【００５１】
さらに、基板全面に正孔注入層３０８をポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）の真空蒸着により形成する。
【００５２】
さらに、基板全面に青色発光層３０９をジスチリル誘導体（出光興産製）を塗布することにより形成する。
【００５３】
最後に、ＡｌＬｉ反射画素電極３１０を形成する。
【００５４】
これにより、フルカラー有機ＥＬ表示体が完成する。
【００５５】
（実施例５）
第４図に示すように、実施例１で作成した有機ＥＬ表示体上に、有機保護膜４０７をＪＳＳ（日本合成ゴム製）のスピンコートにより形成する。
【００５６】
（実施例６）
ガラス板上に、薄膜トランジスタを形成してから、ＩＴＯ透明画素電極を形成する。その後、実施例１と同様のプロセスを通す。次に、第５図に示すように、有機ＥＬ表示体を周辺シール５０９および封孔材５０８により、アルゴン５０６雰囲気中に封止する。これにより、フルカラー有機ＥＬ表示体の寿命は飛躍的に伸びる。
【００５７】
（実施例７）
第６図に示すように、ガラス板上に、薄膜トランジスタ６０４を形成してから、ＩＴＯ透明画素電極６０３を形成する。
【００５８】
次に、インクジェットプリント装置により赤、緑色を発色する発光材料をパターニング塗布し、厚さ０．０５ミクロンの発色層６０５、６０６を形成する。赤色発光材料にはシアノポリフェニレンビニレン前駆体、緑色発光材料にはポリフェニレンビニレン前駆体を使用する。これらの有機ＥＬ材料はケンブリッジ・ディスプレイ・テクノロジー社製であり、液状で入手可能である。
【００５９】
以降は、実施例１と同様に処理することにより、アクティブマトリックス型フルカラー有機ＥＬ表示体が完成する。
【００６０】
なお、本実施例で使用した有機ＥＬ材料以外にも、アロマティックジアミン誘導体（ＴＰＤ）、オキシジアゾール誘導体（ＰＢＤ）、オキシジアゾールダイマー（ＯＸＤー８）、ジスチルアリーレン誘導体（ＤＳＡ）、ベリリウム−ベンゾキノリノール錯体（Ｂｅｂｑ）、トリフェニルアミン誘導体（ＭＴＤＡＴＡ）、ルブレン、キナクリドン、トリアゾール誘導体、ポリフェニレン、ポリアルキルフルオレン、ポリアルキルチオフェン、アゾメチン亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、フェナントロリンユウロピウム錯体が使用できるが、これに限られる物ではない。
【００６１】
具体的には、特開昭６３ー７０２５７、同６３ー１７５８６０号公報、特開平２ー１３５３６１、同２ー１３５３５９、同３ー１５２１８４号公報に記載されているもの等、公知のものが使用可能である。これらの化合物は単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００６２】
さらに、各層間にバッファー層として、１，２，４−トリアゾール誘導体（ＴＡＺ）を用いると、発光輝度および寿命において効果的である。
【００６３】
また、ＰＶＫに１，１，４，４−トリフェニル−１，３−ブタジエン（青色）、コータミン６（緑色）およびＤＣＭ１（赤色）といった蛍光染料をドープすることにより、正孔輸送型のＥＬ材料を提供することは、発光輝度および寿命において効果的である。
【００６４】
また、有機層の成膜方法の塗布法としては、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法等が有効である。
【００６５】
【発明の効果】
従来、パターニングができないとされた有機ＥＬ材料をインクジェット方式により形成および配列することでパターニングが可能となり、フルカラー表示の有機ＥＬ表示体を実現した。これにより、安価で大画面のフルカラー表示体が製造可能となり、効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における有機ＥＬ表示体の工程を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における有機ＥＬ表示体の工程を示す図である。
【図３】本発明の第４の実施形態における有機ＥＬ表示体の工程を示す図である。
【図４】本発明の第５の実施形態における有機ＥＬ表示体の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の第６の実施形態におけるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第７の実施形態におけるアクティブマトリックス型有機ＥＬ表示体の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
１０１  透明画素電極（赤）
１０２  透明画素電極（緑）
１０３  透明画素電極（青）
１０４  ガラス基板
１０５  樹脂ブラックレジスト
１０６  有機発光層（赤色）
１０７  有機発光層（緑色）
１０８  インクジェットプリンタヘッド
１０９  有機発光層（青色）
１１０  対向電極
２０１  透明画素電極（赤）
２０２  透明画素電極（緑）
２０３  透明画素電極（青）
２０４  ガラス基板
２０５  樹脂ブラックレジスト
２０６  有機発光層（赤色）
２０７  有機発光層（緑色）
２０８  正孔輸送層
２０９  インクジェットプリンタヘッド
２１０  有機発光層（青色）
２１１  対向電極
３０１  透明画素電極（赤）
３０２  透明画素電極（緑）
３０３  透明画素電極（青）
３０４  樹脂ブラックレジスト
３０５  有機発光層（赤色）
３０６  有機発光層（緑色）
３０７  インクジェットプリンタヘッド
３０８  正孔輸送層
３０９  有機発光層（青色）
３１０  対向電極
４０１  ガラス基板
４０２  有機発光層（赤色）
４０３  有機発光層（緑色）
４０４  透明画素電極（青）
４０５  有機発光層（青色）
４０６  対向電極
４０７  保護膜
５０１  ガラス基板
５０２  有機発光層（赤色）
５０３  有機発光層（緑色）
５０４  透明画素電極（青）
５０５  有機発光層（青色）
５０６  対向電極
５０７  保護基板
５０８  封孔剤
５０９  周辺シール
５１０  銀ペースト
５１１  バスライン
５１２  アルゴンガス
６０１  信号線
６０２  ゲート線
６０３  画素電極
６０４  薄膜トランジスタ
６０５  有機発光層（赤色）
６０６  有機発光層（緑色）
【図１】
0003899566.tif 000002
【図２】
0003899566.tif 000003
【図３】
0003899566.tif 000004
【図４】
0003899566.tif 000005
【図５】
0003899566.tif 000006
【図６】
0003899566.tif 000007