專利名稱：有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件的制造方法、有機(jī)場(chǎng)致發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)EL(場(chǎng)致發(fā)光)元件的制造方法和用該方法制造的有機(jī)EL元件。
近年來(lái)，作為代替液晶顯示器的自發(fā)光型顯示器，以很快的速度進(jìn)行了有機(jī)EL元件(在陽(yáng)極與陰極之間設(shè)置了由有機(jī)物構(gòu)成的發(fā)光層的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件)的開發(fā)。作為有機(jī)EL元件的發(fā)光層材料，有作為低分子量的有機(jī)材料的氨基喹啉醇(Alq3)等和作為高分子量的有機(jī)材料的聚苯撐乙烯撐(PPV)等。
例如在「Appl.Phys.Lett.51.(12),21 Aeptember 1987 913頁(yè)」中所記載的那樣，利用蒸鍍法對(duì)由低分子量的有機(jī)材料構(gòu)成的發(fā)光層進(jìn)行成膜。例如在「Appl.Phys.Lett.71.(1),7 July 1997 34頁(yè)」中示出的那樣，利用涂敷法對(duì)由高分子量的有機(jī)材料構(gòu)成的發(fā)光層進(jìn)行成膜。
在大多數(shù)情況下，在有機(jī)EL元件的發(fā)光層與陽(yáng)極之間設(shè)置了空穴輸送層。從陽(yáng)極朝向該空穴輸送層注入空穴，空穴輸送層將該空穴輸送到發(fā)光層。在發(fā)光層有空穴輸送層的情況下，也有不設(shè)置空穴輸送層的情況。也有將空穴注入層和空穴輸送層作為不同的層來(lái)設(shè)置的情況。在用PPV等的高分子材料構(gòu)成發(fā)光層時(shí)，在大多數(shù)情況下，使用了聚噻吩衍生物或聚苯胺衍生物等的導(dǎo)電性高分子作為空穴輸送層。在用Alq3等的低分子材料構(gòu)成發(fā)光層時(shí)，在大多數(shù)情況下，使用了苯胺衍生物等作為空穴輸送層。
例如在顯示器用的有機(jī)EL元件中，必須在基板上的各像素位置上形成陽(yáng)極，在各陽(yáng)極上配置發(fā)光層和空穴輸送層。因而，如果能用噴墨法來(lái)進(jìn)行該發(fā)光層和空穴輸送層的配置，則由于可同時(shí)進(jìn)行涂敷和構(gòu)圖，故可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行精度高的構(gòu)圖。而且，由于所使用的材料為必要的最小限度即可，故在消除材料的浪費(fèi)、降低制造成本方面也是有效的。
為了用噴墨法來(lái)進(jìn)行發(fā)光層和空穴輸送層的配置，必須使用液狀的材料，但在使用PPV等的高分子材料作為發(fā)光層材料的情況下，通過(guò)使用例如其前體溶液可進(jìn)行噴墨法的配置。在特開平11-40358號(hào)公報(bào)、特開平11-54270號(hào)公報(bào)和特開平11-339957號(hào)公報(bào)中記載了用噴墨法配置由PPV等的高分子材料構(gòu)成的發(fā)光層的技術(shù)。
此外，在噴墨法的情況下，通過(guò)用隔壁來(lái)包圍發(fā)光層和空穴輸送層的形成區(qū)域、朝向被該隔壁包圍的區(qū)域噴出液狀的材料，在上述區(qū)域中配置液狀的材料。作為該隔壁，例如在國(guó)際公開WO99/48229中記載了下層(基板側(cè))由氧化硅等的無(wú)機(jī)類絕緣物構(gòu)成、上層由聚酰亞胺等的有機(jī)高分子構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的隔壁。
圖21是示出該結(jié)構(gòu)的剖面圖。在基板1的各像素的位置上形成陽(yáng)極，以包圍各陽(yáng)極2的邊緣部的方式形成了由氧化硅構(gòu)成的下層隔壁31。再者，在該下層隔壁31上形成了由聚酰亞胺構(gòu)成的上層隔壁32。利用薄膜形成和構(gòu)圖，以例如1～3μm的厚度(合計(jì)厚)形成了下層隔壁31和上層隔壁32。
再有，在國(guó)際公開WO99/48229中也記載了利用等離子處理對(duì)隔壁的上層的表面進(jìn)行斥液化處理的情況。
但是，在上述的上層隔壁為由聚酰亞胺構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的隔壁中，從隔壁的高度或用噴墨法噴出的液體(包含發(fā)光層形成材料的液體)與聚酰亞胺的親和性來(lái)考慮，存在隔壁附近與中央部中發(fā)光層的厚度不均勻的擔(dān)心。如果發(fā)光層的厚度不均勻，則發(fā)光色、發(fā)光量在像素內(nèi)變得不均勻或變得不穩(wěn)定，這樣，發(fā)光效率就降低。
此外，在紅綠藍(lán)這3色的像素相鄰地配置的彩色顯示器的情況下，必須在相鄰的像素中可靠地配置各自的液體、全部的像素內(nèi)的液體不被相鄰的像素用的液體污染，但在上述的結(jié)構(gòu)的隔壁中，在這一點(diǎn)上存在改善的余地。被污染的像素使發(fā)光色的純度下降。
再有，利用國(guó)際公開WO99/48229的方法，也能改善這些問(wèn)題，但由于在該方法中必須進(jìn)行等離子處理，故在成本等方面還存在改善的余地。
本發(fā)明是著眼于這樣的現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題而進(jìn)行的，其課題在于在噴墨法等的液體配置工序中進(jìn)行構(gòu)成有機(jī)EL元件的發(fā)光層或空穴輸送層的配置時(shí)，使液體可靠地配置在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)(不是配置在相鄰的區(qū)域中)且以均勻的厚度配置在區(qū)域內(nèi)。
為了解決上述課題，本發(fā)明是一種有機(jī)EL元件的制造方法，該有機(jī)EL元件在陰極與陽(yáng)極之間具有至少包含發(fā)光層的1層或2層以上的構(gòu)成層，該制造方法的特征在于具有對(duì)于至少1層的構(gòu)成層、使用具有與構(gòu)成層的形成區(qū)域?qū)?yīng)的開口部的圖形、將包含構(gòu)成層的形成材料的液體有選擇地配置在構(gòu)成層的形成區(qū)域中的工序，在該液體配置工序中，使用具有可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)和對(duì)于上述液體為斥液性的官能團(tuán)的化合物，形成表面對(duì)于上述液體為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形作為上述圖形。
有機(jī)極薄膜圖形的表面的斥液性最好是上述液體的接觸角為50°以上的斥液性。
在本發(fā)明的方法中，較為理想的是，對(duì)于至少1層的構(gòu)成層，在上述有機(jī)極薄膜圖形形成工序與液體配置工序之間，對(duì)于被形成構(gòu)成層的面，使用具有可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)和對(duì)于上述液體為親液性的官能團(tuán)的化合物，進(jìn)行形成表面對(duì)于上述液體為親液性的有機(jī)極薄膜的工序。
在本發(fā)明中，所謂「極薄膜」，意味著厚度約為幾nm(例如，3nm以下)的薄膜。作為這樣的有機(jī)極薄膜，例如可舉出自組織膜。上述有機(jī)極薄膜圖形最好是由自組織膜構(gòu)成的圖形。
在本發(fā)明中，所謂「自組織膜」，是通過(guò)使可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)與直鏈分子結(jié)合了的化合物在其它或液體的狀態(tài)下與膜形成面共存、上述官能團(tuán)吸附在膜形成面上與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合、使直鏈分子朝向外側(cè)而形成的單分子膜。因?yàn)槔脤?duì)于化合物的膜形成面的自發(fā)的化學(xué)吸附來(lái)形成該單分子膜，故稱為自組織膜。
再有，關(guān)于自組織膜，在A.Ulman著的「An Introduction toUltrathin Organic Film from Langmuir-Blodgett to Self-Assembly」(Academic Press Inc.Boston,1991)的第3章中詳細(xì)地進(jìn)行了記載。
作為上述斥液性有機(jī)極薄膜圖形，可舉出由具有氟烷基的材料、例如使用氟硅烷形成的自組織膜構(gòu)成的圖形。此時(shí)，膜形成面必須為親水性的。
如果對(duì)于親水性的膜形成面(存在羥基等的親水基的膜形成面)使用氟硅烷形成自組織膜，則在與膜形成面的羥基之間利用脫水反應(yīng)產(chǎn)生硅氧烷鍵，由于在直鏈分子的末端配置氟烷基(CF3(CF2)n(CH2)n-)，故所得到的自組織膜的薄膜為斥液性(難以用液體潤(rùn)濕的性質(zhì))的。
可由使用上述化合物在整個(gè)面上形成表面為斥液性的有機(jī)極薄膜的工序和對(duì)于該有機(jī)極薄膜通過(guò)經(jīng)光掩模照射紫外線來(lái)除去與該有機(jī)極薄膜的構(gòu)成層形成區(qū)域?qū)?yīng)的部分的工序來(lái)進(jìn)行上述有機(jī)極薄膜圖形的形成工序。
上述親液性有機(jī)極薄膜最好是具有氨基或羧基作為親液性的官能團(tuán)的自組織膜。如果在表面存在氨基或羧基，則與作為空穴輸送層形成材料的溶劑通常使用的水或乙醇等的親和性較高。
作為空穴輸送層形成材料，可使用聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的混合物、銅酞箐等。因此，作為以空穴輸送層的基底形成的親液性有機(jī)極薄膜，最好使用采用具有氨基或羧基的烷基硅烷作為親液性的官能團(tuán)形成的自組織膜。由此，由于在所得到的自組織膜的表面上存在氨基或羧基，故提高了空穴輸送層形成材料的密接性。
作為發(fā)光層形成材料，可使用聚二苯并戊類高分子或聚苯撐乙烯撐類高分子等。因此，作為以發(fā)光層的基底形成的親液性有機(jī)極薄膜，最好使用采用具有烯丙基、乙烯基、苯基或芐基等的烷基硅烷作為親液性的官能團(tuán)形成的自組織膜。由此，由于在所得到的自組織膜的表面上存在烯丙基、乙烯基、苯基或芐基，故提高了由聚二苯并戊類高分子或聚苯撐乙烯撐類高分子構(gòu)成的發(fā)光層的密接性。
本發(fā)明提供用噴墨法來(lái)進(jìn)行液體配置工序的方法。即，在制造有機(jī)EL元件作為構(gòu)成紅綠藍(lán)這3色的像素相鄰地配置的彩色顯示器的像素的元件時(shí)，在用噴墨法來(lái)進(jìn)行包含發(fā)光層和/或空穴輸送層的形成材料的液體的配置的情況下，采用本發(fā)明的方法是較為理想的。
本發(fā)明提供一種有機(jī)EL元件，該有機(jī)EL元件在陰極與陽(yáng)極之間具有發(fā)光層及空穴注入層和/或空穴輸送層，其特征在于利用由絕緣薄膜層和使用具有可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)和斥液性的官能團(tuán)的化合物在該絕緣薄膜層上形成的、表面為斥液性的有機(jī)極薄膜層構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的隔壁，包圍了發(fā)光層及空穴注入層和/或空穴輸送層中的至少一方。
構(gòu)成該薄膜二重層的隔壁的絕緣薄膜層的膜厚最好是50～200nm，有機(jī)極薄膜層的膜厚最好是3nm以下。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖2是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖4是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖5是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖6是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖7是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖8是說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例的方法的圖。
圖9是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方法的圖。
圖10是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方法的圖。
圖11是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方法的圖。
圖12是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方法的圖。
圖13是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方法的圖。
圖14是說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方法的圖。
圖15是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例的方法的圖。
圖16是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例的方法的圖。
圖17是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例的方法的圖。
圖18是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例的方法的圖。
圖19是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例的方法的圖。
圖20是說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例的方法的圖。
圖21是說(shuō)明現(xiàn)有的液體配置工序的圖。
以下，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
〔第1實(shí)施例〕使用圖1～8說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。在此，以具備有機(jī)EL元件作為像素的顯示器為例，說(shuō)明本發(fā)明的方法的一實(shí)施例。在各圖中，(a)是1個(gè)像素的剖面圖，(b)是其平面圖。該有機(jī)EL元件在陽(yáng)極與陰極之間具有空穴輸送層和發(fā)光層這2層作為構(gòu)成層。
首先，如圖1中所示，在玻璃基板1上的各像素的位置上形成ITO電極(陽(yáng)極)2。在該玻璃基板1上預(yù)先形成了有機(jī)EL元件的驅(qū)動(dòng)用半導(dǎo)體裝置等。
其次，利用CVD法等，在玻璃基板1的整個(gè)面上形成SiO2薄膜。其次，通過(guò)進(jìn)行由光刻工序和刻蝕工序構(gòu)成的通常的構(gòu)圖工序，在該SiO2薄膜的構(gòu)成層形成區(qū)域(ITO電極2上的規(guī)定區(qū)域)上形成開口部3a。由此，在玻璃基板1最外表面上形成SiO2薄膜圖形3。圖2示出該狀態(tài)。在此，將開口部3a定為圓形，將SiO2薄膜的厚度定為150nm。
其次，使用十七烷氟四氫辛基三甲基氧硅烷，在玻璃基板1的整個(gè)面(SiO2薄膜圖形3的上表面、開口部3a中已露出的ITO電極2的上表面、開口部3a的內(nèi)壁面)上形成自組織膜4。在該自組織膜4的整個(gè)面上存在斥液性的氟烷基。在此，通過(guò)將圖2的狀態(tài)的玻璃基板1在十七烷氟四氫辛基三甲基氧硅烷的氣氛中放置96小時(shí)，形成了厚度約為1nm的自組織膜4。圖3示出該狀態(tài)。
在該狀態(tài)下，在玻璃基板1上存在最外表面上具有自組織膜4的凹部4a。該凹部4a的開口形狀是與SiO2薄膜圖形3的開口部3a相同的圓形，其半徑比開口部3a的半徑小了自組織膜4的厚度。
其次，如圖4中所示，經(jīng)具有與凹部4a的開口圓對(duì)應(yīng)的光透過(guò)部5a的光掩模5對(duì)玻璃基板1上的自組織膜4照射紫外線(波長(zhǎng)為172nm)。由此，除去被紫外線照射的部分、即ITO電極2的上表面和開口部3a的內(nèi)壁面的自組織膜4，如圖5中所示，只在SiO2薄膜圖形3的上表面留下自組織膜4。
這樣，在SiO2薄膜圖形3上形成表面為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形41.將該有機(jī)極薄膜圖形41的開口部4b的內(nèi)壁面配置成與SiO2薄膜圖形3的開口部3a相同或稍微朝向外側(cè)。
在該狀態(tài)下，如圖5中所示，利用噴墨法從有機(jī)極薄膜圖形41的上側(cè)朝向其開口部4b噴出包含空穴輸送層61的形成材料的液體6。在此，作為該液體6，使用了作為空穴輸送層61的形成材料的溶解了聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的水溶液。
在此，由于有機(jī)極薄膜圖形41的表面為斥液性的，故已噴出的液體6不停留于有機(jī)極薄膜圖形41的上表面，全部進(jìn)入開口部3a內(nèi)。在液體6從開口部3a溢出的情況下，如在圖5中用2點(diǎn)劃線所示，成為液體6的上表面在有機(jī)極薄膜圖形41的開口部4b上隆起的狀態(tài)。因而，朝向開口部4b噴出的液體6不會(huì)進(jìn)入相鄰的開口部4b中。
其次，在規(guī)定的溫度下加熱該玻璃基板1，從該已噴出的液體6除去溶劑。由此，在SiO2薄膜圖形3的開口部3a內(nèi)形成由聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的混合物構(gòu)成的空穴輸送層61。圖6示出該狀態(tài)。在此，將該空穴輸送層61的厚度定為60nm。
其次，在該狀態(tài)下，如圖6中所示，利用噴墨法從有機(jī)極薄膜圖形41的上側(cè)朝向其開口部4b噴出包含發(fā)光層形成材料的液體7。在此，作為包含發(fā)光層形成材料的液體7，使用了將聚苯撐乙烯撐(發(fā)光層形成材料)溶解于二甲苯中的液體。
此時(shí)，也如以上所述，由于有機(jī)極薄膜圖形41的表面為斥液性的，故已噴出的液體7不停留于有機(jī)極薄膜圖形41的上表面，全部進(jìn)入開口部3a內(nèi)。因而，朝向開口部4b噴出的液體7不會(huì)進(jìn)入相鄰的開口部4b中。
其次，在規(guī)定的溫度下加熱該玻璃基板1，從該已噴出的液體7除去溶劑。由此，在SiO2薄膜圖形3的開口部3a內(nèi)形成由聚二苯并戊類高分子構(gòu)成的發(fā)光層71。圖7示出該狀態(tài)。在此，將該發(fā)光層71的厚度定為60nm。
其次，在該狀態(tài)下，在玻璃基板1的成為ITO電極2的上側(cè)的位置上形成陰極8。根據(jù)發(fā)光層選擇具有適當(dāng)?shù)墓瘮?shù)的材料來(lái)形成該陰極8。在此，在用蒸鍍法形成了厚度為10nm的鈣薄膜后，再用蒸鍍法形成厚度為400nm的鋁薄膜，由此作成2層結(jié)構(gòu)的陰極層。根據(jù)需要，在該陰極8上進(jìn)行保護(hù)膜的形成或密封玻璃的粘接等。
這樣，在顯示器的各像素位置上、在ITO電極(陽(yáng)極)2與陰極8之間形成具有空穴輸送層61和發(fā)光層71的有機(jī)EL元件。此外，在該有機(jī)EL元件中，利用由SiO2薄膜圖形(絕緣薄膜層)3和有機(jī)極薄膜圖形(表面為斥液性的有機(jī)極薄膜層)41構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的隔壁包圍了發(fā)光層71和空穴輸送層61。在此，SiO2薄膜圖形3是為了防止ITO電極(陽(yáng)極)2與陰極8之間的導(dǎo)電性的漏泄而形成的。
按照本實(shí)施例的方法，利用噴墨法從表面為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形41的上側(cè)朝向該有機(jī)極薄膜圖形41的開口部4b噴出包含空穴輸送層61和發(fā)光層71的形成材料的液體6、7。因而，可防止朝向開口部4b噴出的液體6、7進(jìn)入相鄰的開口部4b中。因而，利用本實(shí)施例的方法，通過(guò)制造紅綠藍(lán)這3色的像素相鄰地配置的彩色顯示器的有機(jī)EL元件，可提高各色的像素的發(fā)光色的純度。
此外，在由現(xiàn)有的進(jìn)行了等離子處理的聚酰亞胺構(gòu)成的斥液性圖形中，因?yàn)槟ず駷棣蘭數(shù)量級(jí)和難以控制因等離子處理引起的表面狀態(tài)，故有時(shí)已噴出的液體以凸?fàn)罨虬紶畲嬖谟诔庖盒詧D形的開口部?jī)?nèi)。在該凸?fàn)罨虬紶畹囊旱沃?，存在與斥液性圖形的膜厚對(duì)應(yīng)的μm數(shù)量級(jí)的高度差。即，在一個(gè)開口部3a內(nèi)存在液滴的高度不均勻的情況。此外，在多個(gè)開口部之間，也存在液滴形狀不同的情況。
與此不同，因?yàn)楸緦?shí)施例的有機(jī)極薄膜圖形41的厚度為約1nm，非常薄，而且具有良好的斥液性，故已噴出的液體不會(huì)以凸?fàn)罨虬紶畹囊旱未嬖谟谟袡C(jī)極薄膜圖形41的開口部4b內(nèi)而成為上表面在開口部4b上隆起的狀態(tài)。其結(jié)果，與上述現(xiàn)有的斥液性圖形相比，可提高在一個(gè)開口部3a內(nèi)和多個(gè)開口部之間的空穴輸送層61和發(fā)光層71的膜厚的均勻性。
〔第2實(shí)施例〕使用圖9～14說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例。在此，以具備有機(jī)EL元件作為像素的顯示器為例，說(shuō)明本發(fā)明的方法的一實(shí)施例。在各圖中，(a)是1個(gè)像素的剖面圖，(b)是其平面圖。該有機(jī)EL元件在陽(yáng)極與陰極之間具有空穴輸送層和發(fā)光層這2層作為構(gòu)成層。
首先，與上述第1實(shí)施例相同，通過(guò)進(jìn)行圖1～4中示出的工序，在玻璃基板1上的各像素的位置上形成ITO電極(陽(yáng)極)2。在其上形成具有開口部3a的SiO2薄膜圖形3，在該SiO2薄膜圖形3上形成表面為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形41。圖9中示出該狀態(tài)。
其次，使用氨基丙基三乙基氧硅烷，在該玻璃基板1的開口部3a中已露出的ITO電極2的上表面上形成自組織膜9。在該自組織膜9的整個(gè)面上存在親液性的氨基。在此，將圖9的狀態(tài)的玻璃基板1浸漬于包含氨基丙基三乙基氧硅烷的1％的甲醇溶液中，再用甲醇、水進(jìn)行沖洗，形成了厚度約為0.5nm的自組織膜9。
其次，在該狀態(tài)下，利用噴墨法從有機(jī)極薄膜圖形41的上側(cè)朝向其開口部4b噴出與第1實(shí)施例相同的液體6。在此，由于有機(jī)極薄膜圖形41的表面為斥液性的，故已噴出的液體6不停留于有機(jī)極薄膜圖形41的上表面，全部進(jìn)入開口部3a內(nèi)。因而，朝向開口部4b噴出的液體6不會(huì)進(jìn)入相鄰的開口部4b中。
此外，由于在ITO電極2的上表面上形成了表面具有氨基的自組織膜(有機(jī)極薄膜)9，故已噴出的液體6在均勻地?cái)U(kuò)展的狀態(tài)下緊密地配置在該自組織膜9上。
其次，在規(guī)定的溫度下加熱該玻璃基板1，從該已噴出的液體6除去溶劑。由此，在SiO2薄膜圖形3的開口部3a內(nèi)形成由聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的混合物構(gòu)成的空穴輸送層61。圖11示出該狀態(tài)。在該例中，也將該空穴輸送層61的厚度定為60nm。
其次，將該狀態(tài)的玻璃基板1浸漬于包含烯丙基三乙基氧硅烷的1％的甲醇溶液中，再用甲醇、水進(jìn)行沖洗，在開口部3a中露出的空穴輸送層61的上表面上以厚度約0.4nm形成自組織膜10。在該自組織膜10的整個(gè)表面上存在烯丙基。圖12示出該狀態(tài)。
其次，在該狀態(tài)下，如圖12中所示，利用噴墨法從有機(jī)極薄膜圖形41的上側(cè)朝向其開口部4b噴出與第1實(shí)施例相同的液體7(包含發(fā)光層形成材料的液體)。此時(shí)，也如以上所述，由于有機(jī)極薄膜圖形41的表面為斥液性的，故已噴出的液體7不停留于有機(jī)極薄膜圖形41的上表面，全部進(jìn)入開口部3a內(nèi)。因而，朝向開口部4b噴出的液體7不會(huì)進(jìn)入相鄰的開口部4b中。
此外，由于在空穴輸送層61的上表面上形成了具有在表面上對(duì)于液體7(聚苯撐乙烯撐的二甲苯溶液)為親液性的烯丙基的自組織膜(表面為親液性的有機(jī)極薄膜)10，故已噴出的液體7在均勻地?cái)U(kuò)展的狀態(tài)下緊密地配置在該自組織膜10上。
其次，在規(guī)定的溫度下加熱該玻璃基板1，從該已噴出的液體7除去溶劑。由此，在SiO2薄膜圖形3的開口部3a內(nèi)形成由聚苯撐乙烯撐構(gòu)成的發(fā)光層71。圖13示出該狀態(tài)。
其次，在該狀態(tài)下，在玻璃基板1的成為ITO電極2的上側(cè)的位置上形成陰極8。圖14示出該狀態(tài)。在此，與第1實(shí)施例相同，形成了由厚度為10nm的鈣薄膜和厚度為400nm的鋁薄膜構(gòu)成的2層結(jié)構(gòu)的陰極層。根據(jù)需要，在該陰極8上進(jìn)行保護(hù)膜的形成或密封玻璃的粘接等。
這樣，在顯示器的各像素位置上、在陽(yáng)極與陰極之間形成具有空穴輸送層61和發(fā)光層71的有機(jī)EL元件。再有，在該有機(jī)EL元件中，在ITO電極2與空穴輸送層61之間和空穴輸送層61與發(fā)光層71之間存在自組織膜9、10，但由于這些自組織膜9、10的膜厚薄、并具有空穴容易移動(dòng)的孔，故有機(jī)EL元件的性能不會(huì)下降較多。
此外，在該有機(jī)EL元件中，利用由SiO2薄膜圖形(絕緣薄膜層)3和有機(jī)極薄膜圖形(表面為斥液性的有機(jī)極薄膜層)41構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的隔壁包圍了發(fā)光層71和空穴輸送層61。
而且，按照本實(shí)施例的方法，除了與上述第1實(shí)施例相同的效果外，由于自組織膜9、10的存在，ITO電極2與空穴輸送層61之間的密接性和空穴輸送層61與發(fā)光層71之間的密接性提高了，因此，可得到提高有機(jī)EL元件的耐久性的效果。此外，與由上述第1實(shí)施例得到的有機(jī)EL元件相比，可進(jìn)一步提高SiO2薄膜圖形3的開口部3a內(nèi)的空穴輸送層61和發(fā)光層71的膜厚的均勻性。
〔第3實(shí)施例〕使用圖15～20說(shuō)明本發(fā)明的第3實(shí)施例。在此，說(shuō)明將有機(jī)EL元件應(yīng)用于背照光源等的面光源裝置的例。在各圖中，(a)是平面圖，(b)是(a)的A-A線剖面圖。該有機(jī)EL元件在陽(yáng)極與陰極之間具有空穴輸送層和發(fā)光層這2層作為構(gòu)成層。
首先，如圖15中所示，在玻璃基板1上以規(guī)定形狀形成ITO電極(陽(yáng)極)2。該ITO電極2由夾住構(gòu)成層的長(zhǎng)方形的夾持部分21和從該夾持部分21突出的端子部分22構(gòu)成。該ITO電極2是在利用濺射法等的ITO薄膜的形成后通過(guò)進(jìn)行由光刻工序和刻蝕工序構(gòu)成的通常的構(gòu)圖工序來(lái)形成的。在此，將該ITO電極2的厚度定為150nm。
其次，如圖16中所示，使用十七烷氟四氫辛基三甲基氧硅烷，在玻璃基板1的整個(gè)面上形成自組織膜4。在該自組織膜4的整個(gè)面上存在斥液性的氟烷基。在此，通過(guò)將圖15的狀態(tài)的玻璃基板1在十七烷氟四氫辛基三甲基氧硅烷的氣氛中放置96小時(shí)，形成了厚度約為1nm的自組織膜4。
其次，如圖16中所示，經(jīng)具有與構(gòu)成層的形成區(qū)域(比ITO電極2的夾持部分21大一圈的長(zhǎng)方形的區(qū)域)對(duì)應(yīng)的光透過(guò)部的光掩模5對(duì)玻璃基板1上的自組織膜4照射紫外線(波長(zhǎng)為172nm)。由此，除去被紫外線照射的部分的自組織膜，如圖17中所示，形成具有與構(gòu)成層的形成區(qū)域?qū)?yīng)的開口部4b的、表面為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形41。
在該狀態(tài)下，利用旋轉(zhuǎn)涂敷法在玻璃基板1的上表面上涂敷聚乙烯二氧噻吩與聚苯乙烯磺酸的混合物(空穴輸送層形成材料)的水溶液。在此，由于有機(jī)極薄膜圖形41的表面為斥液性的，故上述液體不停留于有機(jī)極薄膜圖形41的上表面，只進(jìn)入開口部4b內(nèi)，附著于位于開口部4b內(nèi)的ITO電極2上。
其次，通過(guò)在規(guī)定的溫度下加熱該玻璃基板1，使已涂敷的液膜干燥，在ITO電極2上形成空穴輸送層61。圖18示出該狀態(tài)。在此，將該空穴輸送層61的厚度定為60nm。
其次，利用旋轉(zhuǎn)涂敷法，將聚苯撐乙烯撐(發(fā)光層形成材料)溶解于二甲苯中的液體涂敷在玻璃基板1的上表面上。此時(shí)，上述液體也被表面為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形41彈出而只進(jìn)入開口部4b內(nèi)，附著于位于開口部4b內(nèi)的空穴輸送層61上。其次，通過(guò)在規(guī)定的溫度下加熱該玻璃基板1，使已涂敷的液膜干燥，在空穴輸送層61上形成發(fā)光層71。圖19示出該狀態(tài)。在此，將該發(fā)光層71的厚度定為80nm。
其次，在該發(fā)光層71上形成陰極8。該陰極8也由夾住構(gòu)成層的長(zhǎng)方形的夾持部分81和從該夾持部分81突出的端子部分82構(gòu)成，端子部分82位于陽(yáng)極2的端子部分22的同一側(cè)，配置在互相不重疊的位置上。在該例中，也與第1實(shí)施例相同，形成了由厚度為10nm的鈣薄膜和厚度為400nm的鋁薄膜構(gòu)成的2層結(jié)構(gòu)的陰極層。
其次，在除去有機(jī)極薄膜圖形41露出陽(yáng)極2的端子部分22后，根據(jù)需要，在該陰極8上進(jìn)行保護(hù)膜的形成或密封玻璃的粘接等。
這樣，作為面光源裝置，形成在ITO電極(陽(yáng)極)2與陰極8之間具有空穴輸送層61和發(fā)光層71的有機(jī)EL元件。按照本實(shí)施例的方法，在利用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷包含空穴輸送層61或發(fā)光層71的形成材料的各液體時(shí)，由于用表面為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形41覆蓋了兩層61、71的形成區(qū)域以外的部分，故可防止各液體附著于玻璃基板1的背面等上。
再有，在面光源裝置用的有機(jī)EL元件的制造方法中，作為包含空穴輸送層61或發(fā)光層71的形成材料的涂敷方法，除了旋轉(zhuǎn)涂敷法以外，也可合適地采用將玻璃基板1的上表面浸漬于上述液體中的方法(浸漬法)。
此外，在顯示器的像素用的有機(jī)EL元件的制造方法中，作為包含空穴輸送層61的形成材料的涂敷方法，也可合適地采用旋轉(zhuǎn)涂敷法或浸漬法。在顯示器的像素用的有機(jī)EL元件的制造方法中，作為包含發(fā)光層71的形成材料的涂敷方法，除了紅綠藍(lán)這3色的像素相鄰地配置的彩色顯示器的情況外，也可合適地采用旋轉(zhuǎn)涂敷法或浸漬法。
此外，也可用將玻璃基板1浸漬于將具有氨基或羧基的烷基硅烷溶解于甲醇或乙醇等的溶劑中的溶液中的方法來(lái)形成親液性有機(jī)極薄膜(自組織膜9、10)。
此外，在第1實(shí)施例和第2實(shí)施例中，也可用以下的方法來(lái)形成絕緣薄膜層3。首先，通過(guò)將圖1的狀態(tài)的玻璃基板1在十七烷氟四氫辛基三甲基氧硅烷的氣氛中放置96小時(shí)，形成表面為斥液性的自組織膜。其次，經(jīng)與構(gòu)成層形成區(qū)域?qū)?yīng)的部分為光遮蔽部、除此以外的部分為光透過(guò)部的光掩模，對(duì)該自組織膜4照射紫外線(波長(zhǎng)為172nm)。由此，只在ITO電極2上的構(gòu)成層形成區(qū)域上留下自組織膜。
其次，利用旋轉(zhuǎn)涂敷法，在該狀態(tài)的玻璃基板的表面上涂敷將過(guò)氧化氫硅氮烷溶解于溶劑中的溶液。由此，以不停留于表面為斥液性的自組織膜上的方式，將該溶液配置在自組織膜的開口部(ITO電極2上的構(gòu)成層形成區(qū)域以外的部分)上。其次，通過(guò)在規(guī)定的溫度下加熱該狀態(tài)的玻璃基板，在上述部分上形成由主要成分為氧化硅構(gòu)成的絕緣薄膜層。
其次，通過(guò)對(duì)該狀態(tài)的玻璃基板的表面照射紫外線(波長(zhǎng)為172nm)，除去在ITO電極2上的構(gòu)成層形成區(qū)域上留下的自組織膜。其結(jié)果，如圖2中所示，在ITO電極2上形成在構(gòu)成層形成區(qū)域中具有開口部3a的絕緣薄膜層3。
如以上所說(shuō)明的那樣，按照本發(fā)明的有機(jī)EL元件的制造方法，可將包含構(gòu)成層(發(fā)光層或空穴輸送層)的形成材料的液體可靠地配置在構(gòu)成層的形成區(qū)域內(nèi)(不是配置在相鄰的區(qū)域中)且以均勻的厚度配置在區(qū)域內(nèi)。此外，按照本發(fā)明的方法，與進(jìn)行等離子處理的方法相比，可將成本抑制得較低。
特別是，通過(guò)用噴墨法進(jìn)行包含發(fā)光層的形成材料的液體的配置、將本發(fā)明的方法應(yīng)用于制造紅綠藍(lán)這3色的像素相鄰地配置的彩色顯示器的有機(jī)EL元件的方法，可提高各色的像素的發(fā)光色的純度，也可提高發(fā)光效率。
權(quán)利要求
1．一種有機(jī)EL元件的制造方法，該有機(jī)EL元件在陰極與陽(yáng)極之間具有至少包含發(fā)光層的1層或2層以上的構(gòu)成層，該制造方法的特征在于具有對(duì)于至少1層的構(gòu)成層、使用具有與構(gòu)成層的形成區(qū)域?qū)?yīng)的開口部的圖形、將包含構(gòu)成層的形成材料的液體有選擇地配置在構(gòu)成層的形成區(qū)域中的工序，在該液體配置工序中，使用具有可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)和對(duì)于上述液體為斥液性的官能團(tuán)的化合物，形成表面對(duì)于上述液體為斥液性的有機(jī)極薄膜圖形作為上述圖形。
2．如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于對(duì)于至少1層的構(gòu)成層，在上述有機(jī)極薄膜圖形形成工序與液體配置工序之間，對(duì)于被形成構(gòu)成層的面，使用具有可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)和對(duì)于上述液體為親液性的官能團(tuán)的化合物，進(jìn)行形成表面對(duì)于上述液體為親液性的有機(jī)極薄膜的工序。
3．如權(quán)利要求1或2中所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于上述有機(jī)極薄膜圖形是由自組織膜構(gòu)成的圖形。
4．如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于上述斥液性有機(jī)極薄膜圖形是由自組織膜構(gòu)成的圖形，上述自組織膜由具有氟烷基的材料構(gòu)成。
5．如權(quán)利要求1中所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于由使用上述化合物在整個(gè)面上形成表面為斥液性的有機(jī)極薄膜的工序和對(duì)于該有機(jī)極薄膜通過(guò)經(jīng)光掩模照射紫外線來(lái)除去與該有機(jī)極薄膜的構(gòu)成層形成區(qū)域?qū)?yīng)的部分的工序來(lái)進(jìn)行上述有機(jī)極薄膜圖形的形成工序。
6．如權(quán)利要求2中所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于上述親液性有機(jī)極薄膜是具有氨基或羧基作為親液性的官能團(tuán)的自組織膜。
7．如權(quán)利要求1～6的任一項(xiàng)中所述的有機(jī)EL元件的制造方法，其特征在于用噴墨法來(lái)進(jìn)行液體配置工序。
8．一種有機(jī)EL元件，該有機(jī)EL元件在陰極與陽(yáng)極之間具有發(fā)光層及空穴注入層和/或空穴輸送層，其特征在于利用由絕緣薄膜層和使用具有可與膜形成面的構(gòu)成原子結(jié)合的官能團(tuán)和斥液性的官能團(tuán)的化合物在該絕緣薄膜層上形成的、表面為斥液性的有機(jī)極薄膜層構(gòu)成的二層結(jié)構(gòu)的隔壁，包圍了發(fā)光層及空穴注入層和/或空穴輸送層中的至少一方。
全文摘要
在用噴墨法等進(jìn)行構(gòu)成有機(jī)EL元件的發(fā)光層的配置時(shí),使液體可靠地配置在規(guī)定的區(qū)域內(nèi)且以均勻的厚度配置在區(qū)域內(nèi)。解決方法如下述。在ITO電極2上形成具有開口部3a的SiO
文檔編號(hào)H01L51/00GK1320011SQ01112230
公開日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者藤森南都夫, 石田方哉 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社