JP6675931B2 - Substrate processing system, substrate processing method, and hole injection layer forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、有機発光ダイオードの正孔注入層等の有機層を、インクジェット方式を用いた成膜法で基板上に形成する基板処理システム、基板処理方法及び正孔注入層形成装置に関する。 The present invention relates to a substrate processing system, a substrate processing method, and a hole injection layer forming apparatus for forming an organic layer such as a hole injection layer of an organic light emitting diode on a substrate by a film forming method using an inkjet method.
従来、有機EL(Electroluminescence)デバイスとして有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)が知られている。かかる有機発光ダイオードを用いた有機ELディスプレイは、薄型軽量かつ低消費電力であるうえ、応答速度や視野角、コントラスト比の面で優れているといった利点を有していることから、次世代のフラットパネルディスプレイ(FPD)として近年注目されている。 Conventionally, an organic light emitting diode (OLED) has been known as an organic EL (Electroluminescence) device. An organic EL display using such an organic light emitting diode has the advantages of being thin, lightweight, low power consumption, and excellent in response speed, viewing angle, and contrast ratio. In recent years, it has attracted attention as a panel display (FPD).
有機発光ダイオードは、基板上の陽極と陰極の間に有機層を挟んだ構造を有している。有機層は、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層を含む。これら有機層のうち正孔注入層等を形成するにあたっては、有機層を構成する有機材料を、インクジェット方式で基板上に塗布し成膜する方法が用いられる。 The organic light emitting diode has a structure in which an organic layer is interposed between an anode and a cathode on a substrate. The organic layer includes, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer. When forming a hole injection layer or the like among these organic layers, a method of applying an organic material constituting the organic layer on a substrate by an inkjet method and forming a film is used.
このような有機発光ダイオードのうち、有機ELディスプレイ等に用いられるものは、赤色、緑色及び青色それぞれについて有機EL素子を有し、これらの素子はそれぞれ個別の発光層を有する。これらの発光層の形成についても、上述の正孔注入層等と同様にインクジェット方式を採用可能であるが、青色発光層用のインクは発光輝度等の面で実用的でない。したがって、従来の有機発光ダイオードでは、赤色発光層と緑色発光層はインクジェット方式を用いた成膜方法で形成し、青色発光層は蒸着法で形成している(特許文献1参照)。 Among such organic light emitting diodes, those used for an organic EL display or the like have organic EL elements for each of red, green, and blue, and these elements have individual light emitting layers. As for the formation of these light-emitting layers, an ink-jet method can be adopted similarly to the above-described hole injection layer and the like, but the ink for the blue light-emitting layer is not practical in terms of emission luminance and the like. Therefore, in the conventional organic light emitting diode, the red light emitting layer and the green light emitting layer are formed by a film forming method using an inkjet method, and the blue light emitting layer is formed by a vapor deposition method (see Patent Document 1).
しかし、特許文献1に開示のようにインクジェット方式を用いた成膜方法と蒸着法を併用するハイブリッド型の有機発光ダイオードは、青色有機EL素子の寿命、具体的には青色の光の点灯寿命に改善の余地がある。また、仮に有機発光ダイオードの作製方法を変更することにより青色の光の点灯寿命を長くすることができたとしても、赤色EL素子と緑色EL素子の発光特性が低下してしまっては問題である。 However, as disclosed in Patent Document 1, a hybrid type organic light emitting diode using both a film forming method using an ink jet method and a vapor deposition method has a long life of a blue organic EL element, specifically, a lighting life of blue light. There is room for improvement. Further, even if the lighting life of blue light can be extended by changing the method of manufacturing the organic light emitting diode, there is a problem if the emission characteristics of the red EL element and the green EL element are reduced. .
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、有機発光ダイオードの正孔注入層等の有機層を、インクジェット方式を用いた成膜法で基板上に形成する基板処理システム、基板処理方法及び正孔注入層形成装置に関し、有機発光ダイオードの各色の良好な発光特性を維持したまま、青色の光の点灯寿命を長くすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a substrate processing system and a substrate processing method for forming an organic layer such as a hole injection layer of an organic light emitting diode on a substrate by a film forming method using an inkjet method. Another object of the present invention is to provide a hole injection layer forming apparatus that prolongs the lighting life of blue light while maintaining good emission characteristics of each color of an organic light emitting diode.
前記の目的を達成するため、本発明は、青色及び青色とは別の色に発光する有機発光ダイオードの各色用の正孔注入層及び正孔輸送層並びに前記別の色用の発光層を基板上に形成する基板処理システムであって、前記別の色用の正孔注入層を第1の焼成温度で基板上に形成する第1の正孔注入層形成装置と、基板に形成された前記別の色用の正孔注入層上に、前記第1の焼成温度より高い第2の焼成温度で、前記別の色用の正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成装置と、前記別の色用の正孔注入層及び前記別の色用の正孔輸送層が形成された基板上に、前記第1の焼成温度以下の第3の焼成温度で、青色用の正孔注入層を形成する第2の正孔注入層形成装置と、を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a hole injection layer and a hole transport layer for each color of an organic light emitting diode that emits light in a color different from blue and blue, and a light emitting layer for the another color. A first hole injection layer forming apparatus for forming the hole injection layer for another color on a substrate at a first baking temperature, the substrate processing system being formed on the substrate; A hole transport layer forming apparatus for forming the hole transport layer for another color on the hole injection layer for another color at a second firing temperature higher than the first firing temperature; Forming a blue hole injection layer at a third firing temperature equal to or lower than the first firing temperature on the substrate on which the hole injection layer for one color and the hole transport layer for another color are formed. And a second hole injection layer forming apparatus to be formed.
基板処理システムは、さらに、基板に形成された前記別の色用の正孔輸送層及び青色用の正孔注入層上に、前記第3の焼成温度より低い焼成温度で、前記別の色用の発光層及び青色用の正孔輸送層をそれぞれ形成する異種層形成装置を備えていてもよい。 The substrate processing system may further include, on the hole transport layer for another color and the hole injection layer for blue formed on the substrate, at a firing temperature lower than the third firing temperature, A different layer forming apparatus for forming a light emitting layer and a hole transporting layer for blue respectively.
また、基板処理システムは、異種層形成装置に代えて、基板に形成された前記別の色用の正孔輸送層上に、前記第3の焼成温度より低い焼成温度で、前記別の色用の発光層を形成する発光層形成装置と、基板に形成された前記青色用の正孔注入層上に、前記第3の焼成温度より低い別の焼成温度で、前記青色用の正孔輸送層を形成する別の正孔輸送層形成装置を備えていてもよい。 In addition, the substrate processing system may include, in place of the heterogeneous layer forming apparatus, on the hole transport layer for another color formed on the substrate at a firing temperature lower than the third firing temperature, A light emitting layer forming apparatus for forming the light emitting layer, and the blue hole transport layer on the blue hole injection layer formed on the substrate at another firing temperature lower than the third firing temperature. May be provided with another apparatus for forming a hole transport layer.
別な観点による本発明は、青色及び青色とは別の色に発光する有機発光ダイオードの青色用の正孔注入層を基板上に形成する正孔注入層形成装置であって、前記別の色の正孔注入層及び前記別の色の正孔輸送層が形成された基板上に、青色用の正孔注入層を構成する有機材料を基板に吐出する吐出装置を有することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a hole injection layer forming apparatus for forming a blue hole injection layer on a substrate of an organic light emitting diode that emits light of a color different from blue and blue. And a discharge device for discharging an organic material constituting the hole injection layer for blue onto the substrate on which the hole injection layer and the hole transport layer of another color are formed.
正孔注入層形成装置は、前記吐出装置により基板に吐出された有機材料を乾燥する乾燥装置と、該乾燥装置により乾燥された有機材料を焼成し前記青色用の正孔注入層を形成する焼成装置と、を有することが好ましい。 The hole injection layer forming apparatus includes a drying device for drying the organic material discharged onto the substrate by the discharge device, and a firing process for firing the organic material dried by the drying device to form the hole injection layer for blue. And a device.
正孔注入層形成装置は、さらに、前記青色用の正孔注入層の形成時に、該青色の正孔注入層を構成する有機材料の気化成分が、前記別の色の正孔輸送層に付着することを防ぐ付着防止機構を有することが好ましい。 The apparatus for forming a hole injection layer further includes, when forming the hole injection layer for blue, a vaporized component of an organic material forming the hole injection layer for blue adheres to the hole transport layer of another color. It is preferable to have an anti-adhesion mechanism to prevent the adhesion.
さらに別な観点による本発明は、青色及び青色とは別の色に発光する有機発光ダイオードの各色用の正孔注入層及び正孔輸送層並びに前記別の色用の発光層を基板上に形成する基板処理方法であって、前記別の色用の正孔注入層を第1の焼成温度で基板上に形成するステップと、基板に形成された前記別の色用の正孔注入層上に、前記第1の焼成温度より高い第2の焼成温度で、前記別の色用の正孔輸送層を形成するステップと、前記別の色用の正孔注入層及び前記別の色用の正孔輸送層が形成された基板上に、前記第1の焼成温度以下の第3の焼成温度で、青色用の正孔注入層を形成するステップと、を含むことを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, a hole injection layer and a hole transport layer for each color of an organic light emitting diode that emits light of a color different from blue and blue and a light emitting layer for the different color are formed on a substrate. Forming a hole injection layer for another color on a substrate at a first baking temperature, wherein the hole injection layer for another color is formed on the hole injection layer for another color formed on the substrate. Forming a hole transport layer for another color at a second firing temperature higher than the first firing temperature; and forming a hole injection layer for another color and a positive hole for another color. Forming a hole injection layer for blue at a third firing temperature equal to or lower than the first firing temperature on the substrate on which the hole transport layer is formed.
上述の有機発光ダイオードは、前記別の色用の正孔輸送層上に、インクジェット方式を用いた成膜法で形成される前記別の色用の発光層と、青色用の正孔輸送層上に、前記別の色用の発光層をも覆うように、蒸着法で形成される青色発光層とを有するものである。 The above-mentioned organic light-emitting diode is provided on the hole transport layer for another color, on the hole transport layer for another color, the light emitting layer for another color formed by a film forming method using an inkjet method, and on the hole transport layer for blue. And a blue light-emitting layer formed by an evaporation method so as to cover the light-emitting layer for another color.
本発明によれば、有機発光ダイオードにおいて、各色の良好な発光特性を維持したまま、青色の光の点灯寿命を長くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lighting life of blue light can be lengthened, maintaining the favorable light emission characteristic of each color in an organic light emitting diode.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
本発明の実施の形態は、インクジェット方式を用いた成膜方法で有機発光ダイオードの有機層を基板上に形成する基板処理システムであるため、まず有機発光ダイオードについて説明する。 Since the embodiment of the present invention is a substrate processing system for forming an organic layer of an organic light emitting diode on a substrate by a film forming method using an ink jet method, the organic light emitting diode will be described first.
図1は、本発明の実施の形態に係る有機発光ダイオードの構成の概略を示す断面図である。
有機発光ダイオード1は、赤色有機EL素子1R、緑色有機EL素子1G、青色有機EL素子1Bを有し、青色及び青色とは別の色(赤色及び緑色)に発光するする。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the configuration of an organic light emitting diode according to an embodiment of the present invention.
The organic light emitting diode 1 includes a red organic EL element 1R, a green organic EL element 1G, and a blue organic EL element 1B, and emits light of colors other than blue and blue (red and green).
赤色有機EL素子1Rは、赤色の光を発するものであり、基板としてのガラス基板(以下、基板と省略)10上に、該基板10側から順に陽極(アノード)11R、正孔注入層12R、正孔輸送層13R、赤色発光層14R、連結層(Hybrid Connection Layer)15、青色発光層16、電子輸送層17、電子注入層18、陰極(カソード)19が積層された構成を有する。 The red organic EL element 1R emits red light, and on a glass substrate (hereinafter abbreviated as substrate) 10 as a substrate, an anode (anode) 11R, a hole injection layer 12R, It has a configuration in which a hole transport layer 13R, a red light emitting layer 14R, a connection layer (Hybrid Connection Layer) 15, a blue light emitting layer 16, an electron transport layer 17, an electron injection layer 18, and a cathode (cathode) 19 are stacked.
緑色有機EL素子1Gは、緑色の光を発するものであり、赤色有機EL素子1Rと同様に、基板10上に、該基板10側から順に陽極11G、正孔注入層12G、正孔輸送層13G、緑色発光層14G、連結層15、青色発光層16、電子輸送層17、電子注入層18、陰極19が積層された構成を有する。 The green organic EL element 1G emits green light, and similarly to the red organic EL element 1R, an anode 11G, a hole injection layer 12G, and a hole transport layer 13G are formed on the substrate 10 in this order from the substrate 10 side. , A green light-emitting layer 14 </ b> G, a connection layer 15, a blue light-emitting layer 16, an electron transport layer 17, an electron injection layer 18, and a cathode 19.
青色有機EL素子1Bは、青色の光を発するものであり、基板10上に、該基板G側から順に陽極11B、正孔注入層12B、正孔輸送層13B、連結層15、青色発光層16、電子輸送層17、電子注入層18、陰極19が積層された構成を有する。 The blue organic EL element 1B emits blue light. On the substrate 10, an anode 11B, a hole injection layer 12B, a hole transport layer 13B, a connection layer 15, a blue light emitting layer 16 are arranged in this order from the substrate G side. , An electron transport layer 17, an electron injection layer 18, and a cathode 19.
また、図示は省略するが、基板G上には、各素子1R、1G、1Bを駆動する駆動回路や、各素子間を絶縁すること等を目的とした隔壁が設けられている。なお、以下の説明では、有機発光ダイオード1において、陽極11R、11G、11B側の部分を下部、陰極19側の部分を上部として説明する。 Although not shown, a drive circuit for driving each of the elements 1R, 1G, and 1B and a partition wall for the purpose of insulating the elements from each other are provided on the substrate G. In the following description, in the organic light emitting diode 1, the portions on the anodes 11R, 11G, and 11B sides are described as lower portions, and the portions on the cathode 19 side are described as upper portions.
陽極11R、11G、11Bは、例えばITO(Indium Tin Oxide)からなる透明電極であり、蒸着法等を用いて形成される。 The anodes 11R, 11G, and 11B are transparent electrodes made of, for example, ITO (Indium Tin Oxide), and are formed by an evaporation method or the like.
正孔注入層12R、12G、12Bは、正孔注入効率を高めるための層であり、インクジェット方式を用いた成膜法で形成される。正孔注入層12R、12G、12Bには同一材料が用いられる。 The hole injection layers 12R, 12G, and 12B are layers for improving hole injection efficiency, and are formed by a film forming method using an inkjet method. The same material is used for the hole injection layers 12R, 12G, and 12B.
なお、インクジェット方式を用いた成膜法では、正孔注入層12R、12G、12B用の有機材料を塗布し、その後、該有機材料を乾燥し、所定の焼成温度で焼成することにより、正孔注入層12R、12G、12Bが形成される。他の層(例えば正孔輸送層13R、13G、13B)についてインクジェット方式を用いた成膜法を採用する場合も同様である。 Note that in a film formation method using an ink-jet method, an organic material for the hole injection layers 12R, 12G, and 12B is applied, and then the organic material is dried and fired at a predetermined firing temperature, so that the hole is injected. The injection layers 12R, 12G, and 12B are formed. The same applies to the case where a film formation method using an inkjet method is adopted for other layers (for example, the hole transport layers 13R, 13G, and 13B).
赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔輸送層13R,13Gはそれぞれ、赤色発光層14R及び緑色発光層14Gへの正孔輸送効率を高めるための層であり、青色有機EL素子1Bの正孔輸送層13Bは青色発光層16への正孔輸送効率を高めるための層である。 The hole transport layers 13R and 13G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G are layers for increasing the efficiency of transporting holes to the red light emitting layer 14R and the green light emitting layer 14G, respectively, and the blue organic EL element 1B The hole transport layer 13B is a layer for increasing the efficiency of transporting holes to the blue light emitting layer 16.
赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔輸送層13R,13Gには同一材料が用いられる。
青色有機EL素子1Bの正孔輸送層13Bには、青色の発光効率等の関係から、赤色有機EL素子1Rの正孔輸送層13R、緑色有機EL素子1Gの正孔輸送層13Gの材料とは異なる材料が用いられる。
正孔輸送層13R、13G、13Bはインクジェット方式を用いた成膜法で形成される。
The same material is used for the hole transport layers 13R and 13G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G.
For the hole transport layer 13B of the blue organic EL element 1B, the material of the hole transport layer 13R of the red organic EL element 1R and the material of the hole transport layer 13G of the green organic EL element 1G are determined from the relationship of blue light emission efficiency and the like. Different materials are used.
The hole transport layers 13R, 13G, and 13B are formed by a film forming method using an inkjet method.
なお、正孔輸送効率を高くするための分子設計と正孔注入効率を高くするための分子設計は異なるため、赤色有機EL素子1Rの正孔注入層12Rと正孔輸送層13Rとでは、各層を形成する際の好適な焼成温度が異なり、正孔注入層12Rの有機材料に好適な焼成温度より、正孔輸送層13Rの有機材料に好適な焼成温度の方が高くなっている。緑色有機EL素子1Gについても同様である。 Since the molecular design for increasing the hole transport efficiency and the molecular design for increasing the hole injection efficiency are different, each of the hole injection layer 12R and the hole transport layer 13R of the red organic EL element 1R has a different structure. Is different, and the firing temperature suitable for the organic material of the hole transport layer 13R is higher than the firing temperature suitable for the organic material of the hole injection layer 12R. The same applies to the green organic EL element 1G.
赤色発光層14R及び緑色発光層14Gはそれぞれ、当該層14R、14G内において電子と正孔とが再結合することにより、赤色及び緑色の光を発生する層である。赤色発光層14R及び緑色発光層14Gはインクジェット方式を用いた成膜法で形成される。 The red light emitting layer 14R and the green light emitting layer 14G are layers that generate red and green light by recombination of electrons and holes in the layers 14R and 14G, respectively. The red light emitting layer 14R and the green light emitting layer 14G are formed by a film forming method using an inkjet method.
連結層15は、赤色発光層14R及び緑色発光層14Gで再結合しなかった正孔が青色発光層16に到達することを防ぐ層であり、基板10の全面にわたって形成されており、具体的には、赤色発光層14R及び緑色発光層並びに正孔輸送層13Bを覆うように形成されている。この連結層15は、例えば蒸着法により形成される。 The connection layer 15 is a layer that prevents holes that have not been recombined in the red light emitting layer 14R and the green light emitting layer 14G from reaching the blue light emitting layer 16, and is formed over the entire surface of the substrate 10. Are formed so as to cover the red light emitting layer 14R, the green light emitting layer, and the hole transport layer 13B. This connection layer 15 is formed by, for example, an evaporation method.
青色発光層16は、当該層16において電子と正孔とが再結合することにより、青色の光を発生する層である。青色発光層16も、連結層15と同様に基板10の全面にわたって形成されており、具体的には、青色有機EL素子1Bの正孔輸送層13Bの上部だけでなく、赤色発光層14R及び緑色発光層14Gの上部も覆うように形成されている。青色発光層16は、例えば蒸着法により形成される。 The blue light emitting layer 16 is a layer that emits blue light by recombining electrons and holes in the layer 16. The blue light emitting layer 16 is also formed over the entire surface of the substrate 10 in the same manner as the connection layer 15. Specifically, not only the upper part of the hole transport layer 13B of the blue organic EL element 1B but also the red light emitting layer 14R and the green It is formed so as to cover also the upper part of the light emitting layer 14G. The blue light emitting layer 16 is formed by, for example, an evaporation method.
電子輸送層17は、赤色発光層14R、緑色発光層14G、青色発光層16への電子輸送効率を高めるための層である。
電子注入層18は、電子注入効率を高めるための層である。
陰極19には、例えばアルミニウムが用いられる。
これら電子輸送層17、電子注入層18及び陰極19は、例えば蒸着法により形成される。
The electron transport layer 17 is a layer for increasing the efficiency of transporting electrons to the red light emitting layer 14R, the green light emitting layer 14G, and the blue light emitting layer 16.
The electron injection layer 18 is a layer for improving electron injection efficiency.
For the cathode 19, for example, aluminum is used.
The electron transport layer 17, the electron injection layer 18, and the cathode 19 are formed by, for example, an evaporation method.
有機発光ダイオード1を構成する層のうち、正孔注入層12R、12G、12B、正孔輸送層13R、13G、13B、赤色発光層14R、緑色発光層14G、連結層15、青色発光層16、電子輸送層17、電子注入層18が有機材料からなる有機層である。また、これら有機層のうち、正孔注入層12R、12G、12B、正孔輸送層13R、13G、13B、赤色発光層14R、緑色発光層14Gについては上述したようにインクジェット方式による成膜方法で形成される。 Among the layers constituting the organic light emitting diode 1, the hole injection layers 12R, 12G, 12B, the hole transport layers 13R, 13G, 13B, the red light emitting layer 14R, the green light emitting layer 14G, the connection layer 15, the blue light emitting layer 16, The electron transport layer 17 and the electron injection layer 18 are organic layers made of an organic material. In addition, among these organic layers, the hole injection layers 12R, 12G, and 12B, the hole transport layers 13R, 13G, and 13B, the red light-emitting layer 14R, and the green light-emitting layer 14G are formed by the inkjet method as described above. It is formed.
以上の各部を有する有機発光ダイオード1は、赤色有機EL素子1Rの陽極11Rと陰極19との間に電圧を印加することによって、正孔注入層12Rで注入された所定数量の正孔が正孔輸送層13Rを介して赤色発光層14Rに輸送され、また、電子注入層18で注入された所定数量の電子が電子輸送層17、青色発光層16及び連結層15を介して赤色発光層14Rに輸送される。そして、赤色発光層14R内で正孔と電子が再結合して励起状態の分子を形成し、当該発光層14Rが発光する。緑色有機EL素子1Gについても同様である。 The organic light-emitting diode 1 having the above-described components is configured such that a predetermined number of holes injected in the hole injection layer 12R are applied to the red organic EL element 1R by applying a voltage between the anode 11R and the cathode 19 of the red organic EL element 1R. A predetermined number of electrons transported to the red light emitting layer 14R via the transport layer 13R and injected by the electron injection layer 18 are transferred to the red light emitting layer 14R via the electron transport layer 17, the blue light emitting layer 16 and the connection layer 15. Be transported. Then, holes and electrons are recombined in the red light emitting layer 14R to form excited state molecules, and the light emitting layer 14R emits light. The same applies to the green organic EL element 1G.
一方、青色有機EL素子1Bの陽極11Bと陰極19との間に電圧を印加することによって、正孔注入層12Bで注入された所定量の正孔が正孔輸送層13B及び連結層15を介して青色発光層16に輸送され、また、電子注入層18で注入された所定数量の電子が電子輸送層17を介して青色発光層16に輸送される。そして、青色発光層16内で正孔と電子が再結合して励起状態の分子を形成し、当該発光層16が発光する。 On the other hand, by applying a voltage between the anode 11B and the cathode 19 of the blue organic EL element 1B, a predetermined amount of holes injected in the hole injection layer 12B is transmitted through the hole transport layer 13B and the connection layer 15. Then, a predetermined number of electrons injected by the electron injection layer 18 are transported to the blue light emitting layer 16 via the electron transport layer 17. Then, holes and electrons are recombined in the blue light emitting layer 16 to form excited molecules, and the light emitting layer 16 emits light.
このような有機発光ダイオードでは、青色の光の発光寿命が短い。この点に関し、本発明者が検討を重ねた結果、青色有機EL素子の正孔注入層の焼成温度が低い方が、青色の光の発光寿命が長いことが明らかになった。
また、各色の正孔注入層の焼成温度を低くすると、正孔注入効率が上昇すること、すなわち電流量が増加することが明らかになった。さらに、赤色有機EL素子と緑色有機EL素子について、正孔注入層の焼成温度を低くすると、これらの素子の発光特性が悪化すること、具体的には、赤色有機EL素子、緑色有機EL素子からの光において、青色成分が増加することが明らかになった。
言い換えると、本実施形態に係る有機発光ダイオードの正孔注入層の材料は、焼成温度が低い場合に、青色の光の発光寿命が長くなり且つ赤色及び緑色有機EL素子の発光特性が低下する材料であることが明らかになった。
In such an organic light emitting diode, the emission life of blue light is short. In this regard, as a result of repeated studies by the present inventors, it has been found that the lower the firing temperature of the hole injection layer of the blue organic EL device, the longer the emission life of blue light.
It was also found that when the firing temperature of the hole injection layer of each color was lowered, the hole injection efficiency was increased, that is, the amount of current was increased. Further, regarding the red organic EL element and the green organic EL element, when the firing temperature of the hole injection layer is lowered, the light emission characteristics of these elements are deteriorated. It was clarified that the blue component increased in the light.
In other words, the material of the hole injection layer of the organic light emitting diode according to the present embodiment is a material that, when the firing temperature is low, has a longer light emission lifetime of blue light and lowers the light emission characteristics of the red and green organic EL elements. It became clear that it was.
正孔注入層の焼成温度を低くすると赤色有機EL素子の発光特性が悪化する理由としては以下のものが考えられる。正孔注入層の焼成温度を低くすることにより正孔注入効率が増加し、すなわち、正孔の量が増加し、連結層15が存在していても、赤色有機EL素子の赤色発光層だけでなく、青色発光層においても正孔と電子の再結合が生じ、青色の発光が起きていることが考えられる。緑色有機EL素子の発光特性についても同様の理由が考えられる。 The following can be considered as a reason why the emission temperature of the red organic EL element is deteriorated when the firing temperature of the hole injection layer is lowered. By lowering the firing temperature of the hole injection layer, the hole injection efficiency is increased, that is, the amount of holes is increased, and even if the connection layer 15 is present, only the red light emitting layer of the red organic EL element is used. It is considered that recombination of holes and electrons occurs in the blue light emitting layer, and blue light is emitted. The same reason can be considered for the emission characteristics of the green organic EL element.
これらの知見に基づいて、本発明者は、赤色有機EL素子及び緑色有機EL素子の発光特性を悪化させることなく、青色有機EL素子の寿命を延ばすことができる、基板処理システムに想到した。
本発明の第1の実施形態に係る有機層の形成方法を説明する前に、有機発光ダイオードの有機層の従来の形成方法について説明する。
Based on these findings, the present inventor has conceived of a substrate processing system that can extend the life of a blue organic EL element without deteriorating the emission characteristics of the red organic EL element and the green organic EL element.
Before describing a method for forming an organic layer according to the first embodiment of the present invention, a conventional method for forming an organic layer of an organic light emitting diode will be described.
図2は、有機発光ダイオード1の有機層の従来の形成方法を説明する図である。
従来の有機発光ダイオード1の有機層の形成方法では、まず、図2(A)に示すように、赤色有機EL素子1R、緑色有機EL素子1G及び青色有機EL素子1Bのそれぞれの陽極11R、11G、11B上に、正孔注入層12R、12G、12Bをインクジェット方式による成膜方法で形成する。具体的には、各陽極11R、11G、11B上に正孔注入層12R、12G、12Bの有機材料をインクジェット方式で塗布し、その後、該有機材料を乾燥し、所定の焼成温度(例えば150℃)で焼成し、正孔注入層12R、12G、12Bを形成する。
FIG. 2 is a view for explaining a conventional method for forming an organic layer of the organic light emitting diode 1.
In the conventional method for forming an organic layer of the organic light emitting diode 1, first, as shown in FIG. 2A, anodes 11R, 11G of a red organic EL element 1R, a green organic EL element 1G, and a blue organic EL element 1B, respectively. , 11B, the hole injection layers 12R, 12G, 12B are formed by a film forming method using an inkjet method. Specifically, an organic material for the hole injection layers 12R, 12G, and 12B is applied on each of the anodes 11R, 11G, and 11B by an ink-jet method, and then the organic material is dried and heated at a predetermined firing temperature (for example, 150 ° C.). ) To form the hole injection layers 12R, 12G, and 12B.
次いで、図2(B)に示すように、赤色有機EL素子1Rの正孔注入層12R上に正孔輸送層13Rを、緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12G上に正孔輸送層13Gを、インクジェット方式による成膜方法でそれぞれ形成する。具体的には、赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12R、12G上に、正孔輸送層13R、13Gの有機材料をインクジェット方式で塗布し、その後、該有機材料を乾燥し、正孔注入層12R、12G、12Bの所定の焼成温度より高い焼成温度(例えば200℃)で焼成し、正孔輸送層13R、13Gを形成する。 Next, as shown in FIG. 2B, a hole transport layer 13R is formed on the hole injection layer 12R of the red organic EL element 1R, and a hole transport layer 13G is formed on the hole injection layer 12G of the green organic EL element 1G. Are each formed by a film forming method using an ink jet method. Specifically, the organic materials of the hole transport layers 13R and 13G are applied on the hole injection layers 12R and 12G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G by an ink jet method, and thereafter, the organic material is applied. It is dried and fired at a firing temperature (for example, 200 ° C.) higher than a predetermined firing temperature of the hole injection layers 12R, 12G, and 12B to form the hole transport layers 13R, 13G.
この従来の方法では、正孔注入層12R、12G、12Bを同時に形成した後に、すなわち、青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bを形成した後に、正孔注入層形成時より高い焼成温度での焼成を伴う正孔輸送層13R、13Bの形成が行われる。したがって、青色有機EL素子1Bの寿命を長くする目的で、正孔注入層12Bを含めた正孔注入層全体の焼成温度を低くしたとしても、所望の結果を得ることができない。
そこで、本発明の第1の実施形態に係る基板処理システムでは、有機発光ダイオード1の有機層を以下のように形成する。
In this conventional method, after simultaneously forming the hole injection layers 12R, 12G, and 12B, that is, after forming the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B, the firing temperature is higher than that at the time of forming the hole injection layer. The formation of the hole transport layers 13R and 13B accompanied by baking is performed. Therefore, even if the firing temperature of the entire hole injection layer including the hole injection layer 12B is lowered for the purpose of extending the life of the blue organic EL element 1B, a desired result cannot be obtained.
Therefore, in the substrate processing system according to the first embodiment of the present invention, the organic layer of the organic light emitting diode 1 is formed as follows.
図3は、本実施の第1の実施形態に係る有機発光ダイオードの有機層の形成方法を説明する図である。
本形成方法では、図3(A)に示すように、赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gのそれぞれの陽極11R、11G上に、正孔注入層12R、12Gをインクジェット方式による成膜方法で形成する。具体的には、各陽極11R、11G上に正孔注入層12R、12Gの有機材料をインクジェット方式で塗布し、その後、該有機材料を乾燥し、第1の焼成温度(例えば150℃)で焼成し、正孔注入層12R、12Gを形成する。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for forming an organic layer of the organic light emitting diode according to the first embodiment.
In the present forming method, as shown in FIG. 3A, a hole injection layer 12R, 12G is formed on each of the anodes 11R, 11G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G by an inkjet method. Formed. Specifically, an organic material for the hole injection layers 12R and 12G is applied on each of the anodes 11R and 11G by an inkjet method, and then the organic material is dried and fired at a first firing temperature (for example, 150 ° C.). Then, the hole injection layers 12R and 12G are formed.
次いで、図3(B)に示すように、赤色有機EL素子1Rの正孔注入層12R上に正孔輸送層13Rを、緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12G上に正孔輸送層13Gをインクジェット方式による成膜方法でそれぞれ形成する。具体的には、赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12R、12G上に、正孔輸送層13R、13Gの有機材料をインクジェット方式で塗布し、その後、該有機材料を乾燥し、上記第1の焼成温度より高い第2の焼成温度(例えば200℃)で焼成し、正孔輸送層13R、13Gを形成する。 Next, as shown in FIG. 3B, a hole transport layer 13R is formed on the hole injection layer 12R of the red organic EL element 1R, and a hole transport layer 13G is formed on the hole injection layer 12G of the green organic EL element 1G. Are formed by a film forming method using an ink jet method. Specifically, the organic materials of the hole transport layers 13R and 13G are applied on the hole injection layers 12R and 12G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G by an ink jet method, and thereafter, the organic material is applied. It is dried and fired at a second firing temperature (for example, 200 ° C.) higher than the first firing temperature to form the hole transport layers 13R and 13G.
その後、図3(C)に示すように、青色有機EL素子1Bの陽極11B上に、正孔注入層12Bをインクジェット方式による成膜方法で形成する。具体的には、陽極11B上に正孔注入層12Bの有機材料をインクジェット方式で塗布し、その後、該有機材料を乾燥し、上記第1の焼成温度と等しい第3の焼成温度で焼成し、正孔注入層12Bを形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 3C, a hole injection layer 12B is formed on the anode 11B of the blue organic EL element 1B by a film forming method using an inkjet method. Specifically, an organic material for the hole injection layer 12B is applied on the anode 11B by an inkjet method, and then the organic material is dried and fired at a third firing temperature equal to the first firing temperature. The hole injection layer 12B is formed.
そして、図3(D)に示すように、赤色有機EL素子1Rの正孔輸送層13R上に赤色発光層14Rを、緑色有機EL素子1Gの正孔輸送層13G上に緑色発光層14Gを、青色有機EL素子1Bの正孔注入層12B上に正孔輸送層13Bをインクジェット方式による成膜法でそれぞれ形成する。具体的には、正孔輸送層13R上に赤色発光層14Rの有機材料を、正孔輸送層13G上に緑色発光層14Gの有機材料を、正孔注入層12B上に正孔輸送層13Bの有機材料をインクジェット方式で塗布し、これら有機材料を乾燥し、上記第1の焼成温度より低い焼成温度(例えば100℃)で焼成し、赤色発光層14R、緑色発光層14G、正孔輸送層13Bを形成する。 Then, as shown in FIG. 3D, a red light emitting layer 14R is formed on the hole transport layer 13R of the red organic EL element 1R, a green light emitting layer 14G is formed on the hole transport layer 13G of the green organic EL element 1G, A hole transport layer 13B is formed on the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B by a film forming method using an inkjet method. Specifically, the organic material of the red light emitting layer 14R is formed on the hole transport layer 13R, the organic material of the green light emitting layer 14G is formed on the hole transport layer 13G, and the organic material of the hole transport layer 13B is formed on the hole injection layer 12B. Organic materials are applied by an ink-jet method, and these organic materials are dried and fired at a firing temperature lower than the first firing temperature (for example, 100 ° C.), and the red light emitting layer 14R, the green light emitting layer 14G, and the hole transport layer 13B are formed. To form
これらインクジェット方式による成膜後、蒸着法により、連結層15や青色発光層16等が形成される。 After the film formation by the inkjet method, the connection layer 15, the blue light emitting layer 16, and the like are formed by a vapor deposition method.
このように、本実施形態に係る基板処理システムにおける有機発光ダイオード1の有機層の形成方法では、青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bを、赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12R、12Gと同時に形成するのではなく、高温が必要となる正孔輸送層13R、13Gの形成後に形成する。したがって、青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bが高温に晒されることがないため、有機発光ダイオード1の青色の光の点灯寿命を、従来の方法で作製したものに比べて延ばすことができる。また、赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12R、12G及び正孔輸送層13R、13Gは従来と同様の焼成温度で焼成するため、赤色及び緑色の発光特性が従来の方法で作製したものに比べて劣化することがない。 As described above, in the method of forming the organic layer of the organic light emitting diode 1 in the substrate processing system according to the present embodiment, the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B is replaced with the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G. Instead of being formed simultaneously with the hole injection layers 12R and 12G, they are formed after the formation of the hole transport layers 13R and 13G that require a high temperature. Accordingly, since the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B is not exposed to a high temperature, the lighting life of the organic light emitting diode 1 for blue light can be extended as compared with that manufactured by a conventional method. . In addition, since the hole injection layers 12R and 12G and the hole transport layers 13R and 13G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G are fired at the same firing temperature as the conventional one, the red and green light emission characteristics are the same. There is no deterioration as compared with those manufactured by the method.
上述の有機発光ダイオード1の有機層の形成方法を行うため、本実施形態に係る基板処理システムは、以下のように構成される。
図4は、本実施形態に係る基板処理システムの構成例を説明するための図である。なお、図4の基板処理システム100で処理される基板10上には予め陽極11R、11G、11Bが形成されており、当該基板処理システム100は、正孔注入層12R、12G、12B、正孔輸送層13R、13G、13B、赤色発光層14R、緑色発光層14Gを形成する。
In order to perform the method for forming the organic layer of the organic light emitting diode 1 described above, the substrate processing system according to the present embodiment is configured as follows.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the substrate processing system according to the present embodiment. The anodes 11R, 11G, and 11B are previously formed on the substrate 10 to be processed by the substrate processing system 100 in FIG. 4, and the substrate processing system 100 includes the hole injection layers 12R, 12G, and 12B, The transport layers 13R, 13G, 13B, the red light emitting layer 14R, and the green light emitting layer 14G are formed.
図4の基板処理システム100は、第1の正孔注入層形成装置110と、正孔輸送層形成装置120と、第2の正孔注入層形成装置130と、異種層形成装置140とが、基板10の搬送路101に沿って、この順で並べて配置されている。 The substrate processing system 100 of FIG. 4 includes a first hole injection layer forming device 110, a hole transport layer forming device 120, a second hole injection layer forming device 130, and a heterogeneous layer forming device 140. They are arranged side by side in this order along the transport path 101 of the substrate 10.
第1の正孔注入層形成装置110は、赤色有機EL素子1Rの正孔注入層12R及び緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12Gを第1の焼成温度で基板10上に形成するものである。 The first hole injection layer forming apparatus 110 forms the hole injection layer 12R of the red organic EL element 1R and the hole injection layer 12G of the green organic EL element 1G on the substrate 10 at a first firing temperature. is there.
この第1の正孔注入層形成装置110は、基板10における赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの陽極11R、11Gに、正孔注入層12R、12Gの有機材料をインクジェット方式で塗布する吐出装置としてインクジェット式塗布装置(以下、IJ装置)111を有する。 The first hole injection layer forming apparatus 110 applies the organic material of the hole injection layers 12R and 12G to the anodes 11R and 11G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G on the substrate 10 by an ink jet method. An ink jet type coating device (hereinafter, IJ device) 111 is provided as a discharge device.
また、第1の正孔注入層形成装置110は、IJ装置111が塗布した有機材料を減圧乾燥する乾燥機112を有する。乾燥機112は、例えばターボ分子ポンプ(図示せず)を有し、該ターボ分子ポンプによって内部雰囲気を例えば1Pa以下まで減圧して、有機材料を乾燥するように構成されている。 In addition, the first hole injection layer forming apparatus 110 includes a dryer 112 for drying the organic material applied by the IJ apparatus 111 under reduced pressure. The dryer 112 has, for example, a turbo-molecular pump (not shown), and is configured to dry the organic material by reducing the internal atmosphere to, for example, 1 Pa or less by the turbo-molecular pump.
さらに、第1の正孔注入層形成装置110は、乾燥機112で乾燥された有機材料を第1の焼成温度で焼成する焼成機113を有する。焼成機113は、その内部に基板10を載置する熱板(図示せず)を有し、該熱版によって有機材料を焼成するように構成されている。 Further, the first hole injection layer forming apparatus 110 includes a baking machine 113 for baking the organic material dried by the drier 112 at a first baking temperature. The baking machine 113 has a hot plate (not shown) on which the substrate 10 is placed, and is configured to bake the organic material by the hot plate.
IJ装置111が塗布した有機材料を、乾燥機112によって乾燥し、焼成機113によって第1の焼成温度で焼成することで、正孔注入層12R、12Gが基板(の陽極11R、11G)上に形成される。 The organic material applied by the IJ apparatus 111 is dried by the dryer 112 and fired at the first firing temperature by the firing machine 113, so that the hole injection layers 12R and 12G are formed on the substrate (the anodes 11R and 11G). It is formed.
なお、図示は省略するが、第1の正孔注入層形成装置110は、IJ装置111、乾燥機112、焼成機113へ基板10を搬送する基板搬送装置や、基板10を受け渡すためのトランジション装置、基板10を一時的に収容するバッファ装置、焼成機113で焼成された基板を所定の温度(例えば常温)に調節する温度調節装置等を有する。これら基板搬送装置やトランジション装置、バッファ装置、温度調節装置は、正孔輸送層形成装置120、第2の正孔注入層形成装置130、異種層形成装置140にも設けられている。 Although not shown, the first hole injection layer forming device 110 includes a substrate transport device that transports the substrate 10 to the IJ device 111, the dryer 112, and the baking machine 113, and a transition for transferring the substrate 10. The apparatus includes a device, a buffer device for temporarily storing the substrate 10, a temperature adjusting device for adjusting the substrate fired by the firing machine 113 to a predetermined temperature (for example, normal temperature), and the like. These substrate transfer device, transition device, buffer device, and temperature control device are also provided in the hole transport layer forming device 120, the second hole injection layer forming device 130, and the heterogeneous layer forming device 140.
正孔輸送層形成装置120は、基板10に形成された正孔注入層12R及び正孔注入層12G上に、正孔輸送層13R及び正孔輸送層13Gをそれぞれ第2の焼成温度で形成するものである。 The hole transport layer forming apparatus 120 forms the hole transport layer 13R and the hole transport layer 13G at the second firing temperature on the hole injection layer 12R and the hole injection layer 12G formed on the substrate 10, respectively. Things.
この正孔輸送層形成装置120は、基板10における正孔注入層12R、12Gに、正孔輸送層13R、13Gの有機材料をインクジェット方式で塗布するIJ装置121を有する。 The hole transport layer forming apparatus 120 includes an IJ apparatus 121 that applies the organic materials of the hole transport layers 13R and 13G to the hole injection layers 12R and 12G of the substrate 10 by an inkjet method.
また、正孔輸送層形成装置120は、IJ装置121が塗布した有機材料を減圧乾燥する乾燥機122を有する。乾燥機122の構成は上述の乾燥機112と同様である。 In addition, the hole transport layer forming device 120 includes a dryer 122 for drying the organic material applied by the IJ device 121 under reduced pressure. The configuration of the dryer 122 is the same as that of the dryer 112 described above.
さらに、正孔輸送層形成装置120は、乾燥機122で乾燥された有機材料を第2の焼成温度で焼成する焼成機123を有する。焼成機123の構成は上述の焼成機113と同様である。 Further, the hole transport layer forming device 120 includes a firing machine 123 for firing the organic material dried by the dryer 122 at a second firing temperature. The configuration of the baking machine 123 is the same as that of the baking machine 113 described above.
IJ装置121が塗布した有機材料を、乾燥機122によって乾燥し、焼成機123によって第2の焼成温度で焼成することで、正孔輸送層13R、13Gが基板(の正孔注入層12R、12G)上に形成される。 The organic material applied by the IJ apparatus 121 is dried by the dryer 122 and fired by the firing machine 123 at the second firing temperature, so that the hole transport layers 13R and 13G (the hole injection layers 12R and 12G of the substrate) are formed. ).
第2の正孔注入層形成装置130は、正孔注入層12R、12G及び正孔輸送層13R、13Gが形成された基板10上に青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bを第3の焼成温度で形成するものである。 The second hole injection layer forming apparatus 130 forms the third hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B on the substrate 10 on which the hole injection layers 12R and 12G and the hole transport layers 13R and 13G are formed. It is formed at the firing temperature.
この第2の正孔注入層形成装置130は、赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの正孔注入層12R、12G及び正孔輸送層13R、13Gが形成された基板10の陽極11B上に、正孔注入層12Bの有機材料をインクジェット方式で塗布するIJ装置131を有する。 The second hole injection layer forming apparatus 130 is provided on the anode 11B of the substrate 10 on which the hole injection layers 12R and 12G and the hole transport layers 13R and 13G of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G are formed. And an IJ apparatus 131 for applying the organic material of the hole injection layer 12B by an ink jet method.
また、第2の正孔注入層形成装置130は、IJ装置131が塗布した有機材料を減圧乾燥する乾燥機132を有する。乾燥機132の構成は上述の乾燥機112と同様である。 Further, the second hole injection layer forming apparatus 130 has a dryer 132 for drying the organic material applied by the IJ apparatus 131 under reduced pressure. The configuration of the dryer 132 is the same as that of the dryer 112 described above.
さらに、第2の正孔注入層形成装置130は、乾燥機132で乾燥された有機材料を第3の焼成温度で焼成する焼成機133を有する。焼成機133の構成は上述の焼成機113と同様である。 Further, the second hole injection layer forming apparatus 130 has a firing machine 133 for firing the organic material dried by the dryer 132 at a third firing temperature. The configuration of the baking machine 133 is the same as that of the baking machine 113 described above.
IJ装置131が塗布した有機材料を、乾燥機132によって乾燥し、焼成機133によって第3の焼成温度で焼成することで、正孔注入層12Bが基板(の陽極11B)上に形成される。 The organic material applied by the IJ device 131 is dried by the dryer 132 and fired at the third firing temperature by the firing machine 133, so that the hole injection layer 12B is formed on (the anode 11B of) the substrate.
異種層形成装置140は、正孔輸送層13R上に赤色発光層14Rを、正孔輸送層13G上に緑色発光層14Gを、正孔注入層12B上に正孔輸送層13Bを、第4の焼成温度でそれぞれ形成するものである。 The different layer forming apparatus 140 includes a red light emitting layer 14R on the hole transport layer 13R, a green light emitting layer 14G on the hole transport layer 13G, a hole transport layer 13B on the hole injection layer 12B, and a fourth layer. It is formed at each firing temperature.
この異種層形成装置140は、正孔輸送層13R上に赤色発光層14Rの有機材料を、正孔輸送層13G上に緑色発光層14Gの有機材料を、正孔注入層12B上に正孔輸送層13Bの有機材料を、インクジェット方式でそれぞれ塗布するIJ装置141を有する。IJ装置141は、赤色発光層14Rの有機材料、緑色発光層14Gの有機材料、正孔輸送層13Bの有機材料は異なる材料であるため、有機材料毎に液滴吐出ヘッド(ノズル)を有する。 The heterogeneous layer forming apparatus 140 includes an organic material for the red light emitting layer 14R on the hole transport layer 13R, an organic material for the green light emitting layer 14G on the hole transport layer 13G, and a hole transport on the hole injection layer 12B. An IJ device 141 for applying the organic material of the layer 13B by an ink-jet method is provided. Since the organic material of the red light emitting layer 14R, the organic material of the green light emitting layer 14G, and the organic material of the hole transport layer 13B are different materials, the IJ device 141 has a droplet discharge head (nozzle) for each organic material.
また、異種層形成装置140は、IJ装置141が塗布した有機材料を減圧乾燥する乾燥機142を有する。乾燥機142の構成は上述の乾燥機112と同様である。 The heterogeneous layer forming apparatus 140 has a dryer 142 for drying the organic material applied by the IJ apparatus 141 under reduced pressure. The configuration of the dryer 142 is the same as that of the dryer 112 described above.
さらに、異種層形成装置140は、乾燥機142で乾燥された有機材料を第4の焼成温度で焼成する焼成機133を有する。焼成機133の構成は上述の焼成機113と同様である。 Further, the heterogeneous layer forming apparatus 140 has a firing machine 133 for firing the organic material dried by the dryer 142 at a fourth firing temperature. The configuration of the baking machine 133 is the same as that of the baking machine 113 described above.
IJ装置141が塗布した複数の有機材料を、乾燥機142によって一括して乾燥し、焼成機133によって第4の焼成温度で一括して焼成することで、赤色発光層14R、緑色発光層14G及び正孔輸送層13Bが基板(の正孔輸送層13R、13G、正孔注入層12B)上に形成される。 The plurality of organic materials applied by the IJ device 141 are collectively dried by the dryer 142 and baked collectively by the baking machine 133 at the fourth baking temperature, so that the red light emitting layer 14R, the green light emitting layer 14G and The hole transport layer 13B is formed on the substrate (the hole transport layers 13R and 13G and the hole injection layer 12B).
なお、以上の基板処理システム100は、不図示の制御部を有する。基板処理システム100の各装置110、120、130、140はこの制御部によって制御される。 The above-described substrate processing system 100 has a control unit (not shown). Each device 110, 120, 130, 140 of the substrate processing system 100 is controlled by this control unit.
基板処理システム100では、上述のように、正孔注入層12R,12Gを形成する第1の正孔注入層形成装置110とは別に、正孔注入層12Bを形成する第2の正孔注入層形成装置130を設け、高温が必要となる正孔輸送層13R、13Gの形成後に第2の正孔注入層形成装置130によって正孔注入層12Bを形成する。したがって、正孔注入層12Bが高温に晒されることがないため、有機発光ダイオード1の青色の光の点灯寿命を、従来の方法で作製したものに比べて延ばすことができる。また、正孔注入層12R、12G及び正孔輸送層13R、13Gは従来と同様の焼成温度で焼成するため、赤色及び緑色の発光特性が従来の方法で作製したものに比べて劣化することがない。 In the substrate processing system 100, as described above, the second hole injection layer 12B is formed separately from the first hole injection layer forming apparatus 110 that forms the hole injection layers 12R and 12G. The forming apparatus 130 is provided, and after forming the hole transport layers 13R and 13G requiring high temperature, the hole injection layer 12B is formed by the second hole injection layer forming apparatus 130. Accordingly, since the hole injection layer 12B is not exposed to a high temperature, the lighting life of the organic light emitting diode 1 for blue light can be extended as compared with that manufactured by the conventional method. Further, since the hole injection layers 12R and 12G and the hole transport layers 13R and 13G are fired at the same firing temperature as before, the red and green emission characteristics may be deteriorated as compared with those manufactured by the conventional method. Absent.
また、以上の説明では、第3の焼成温度すなわち青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bの焼成温度は、第1の焼成温度すなわち赤色有機EL素子1R及び緑色有機EL素子1Gの焼成温度と同じであるとしていたが、第3の焼成温度は第1の焼成温度より低くしてもよい。これにより、有機発光ダイオード1の青色の光の点灯寿命をさらに延ばすことができる。 In the above description, the third baking temperature, that is, the baking temperature of the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B is the first baking temperature, that is, the baking temperature of the red organic EL element 1R and the green organic EL element 1G. Although described as being the same, the third firing temperature may be lower than the first firing temperature. Thereby, the lighting life of the blue light of the organic light emitting diode 1 can be further extended.
図5は、本発明の第2の実施形態に係る基板処理システムを説明する図である。
図4の基板処理システム100は、赤色発光層14R、緑色発光層14G及び青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bについては、同じ焼成温度(第4の焼成温度)で焼成するため、同一の装置すなわち異種層形成装置140で形成していた。
FIG. 5 is a diagram illustrating a substrate processing system according to a second embodiment of the present invention.
In the substrate processing system 100 of FIG. 4, the red light emitting layer 14R, the green light emitting layer 14G, and the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B are fired at the same firing temperature (fourth firing temperature). The apparatus, that is, the heterogeneous layer forming apparatus 140 was used.
それに対し、図5の基板処理システム200は、赤色発光層14R及び緑色発光層14Gを形成する装置(発光層形成装置210)と、正孔輸送層13Bを形成する装置(正孔輸送層形成装置220)とを別体の装置としている。
この構成は、発光層形成装置210の焼成機213の焼成温度、すなわち赤色発光層14R及び緑色発光層14Gの焼成温度と、正孔輸送層形成装置220の焼成機213の焼成温度、すなわち正孔注入層12Bの焼成温度とが異なる場合に好ましい。なお、これらの焼成温度は、上述の第3の焼成温度は低くなるよう設計される。
In contrast, the substrate processing system 200 of FIG. 5 includes a device for forming the red light emitting layer 14R and the green light emitting layer 14G (light emitting layer forming device 210) and a device for forming the hole transport layer 13B (hole transport layer forming device). 220) are separate devices.
This configuration includes the firing temperature of the firing device 213 of the light emitting layer forming device 210, that is, the firing temperature of the red light emitting layer 14R and the green light emitting layer 14G, and the firing temperature of the firing device 213 of the hole transport layer forming device 220, that is, the hole. It is preferable when the firing temperature of the injection layer 12B is different. These firing temperatures are designed so that the above-described third firing temperature is lower.
発光層形成装置210及び正孔輸送層形成装置220のIJ装置211、221及び乾燥機212、222の構成は、異種層形成装置140のものと同様である。 The configurations of the IJ devices 211 and 221 and the dryers 212 and 222 of the light emitting layer forming device 210 and the hole transport layer forming device 220 are the same as those of the heterogeneous layer forming device 140.
また、赤色発光層14Rの焼成温度と緑色発光層14Gの焼成温度とを異なるものにしてもよく、この場合は、赤色発光層14Rの形成装置と、緑色発光層14Gの形成装置とも別体の装置とすることが好ましい。 In addition, the firing temperature of the red light emitting layer 14R and the firing temperature of the green light emitting layer 14G may be different. In this case, the apparatus for forming the red light emitting layer 14R and the apparatus for forming the green light emitting layer 14G are separate. Preferably, it is a device.
図6は、第2の正孔注入層形成装置の他の例を説明する概略図である。
図6の第2の正孔注入層形成装置130´は、乾燥機132´に付着防止機構134を有する。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating another example of the second hole injection layer forming apparatus.
The second hole injection layer forming apparatus 130 'of FIG. 6 has an adhesion preventing mechanism 134 in a dryer 132'.
付着防止機構134は、青色有機EL素子1Bの正孔注入層12Bの形成時に、該正孔注入層12Bの有機材料の気化成分が、赤色有機EL素子1Rの正孔輸送層13R及び/または青色有機EL素子1Bの正孔輸送層13B上に付着することを防ぐものである。付着防止機構134は、例えば、冷却板で構成することができる。冷却板とは、正孔輸送層13R、13Bが形成された基板10より低い温度に冷却された板状部材であり、当該装置(乾燥機132´)内に載置された基板10から離間した位置に設けられたものである。 When the hole injection layer 12B of the blue organic EL element 1B is formed, the adhesion preventing mechanism 134 converts the vaporized component of the organic material of the hole injection layer 12B into the hole transport layer 13R and / or the blue color of the red organic EL element 1R. This is to prevent adhesion to the hole transport layer 13B of the organic EL element 1B. The adhesion preventing mechanism 134 can be constituted by, for example, a cooling plate. The cooling plate is a plate-like member cooled to a lower temperature than the substrate 10 on which the hole transport layers 13R and 13B are formed, and is separated from the substrate 10 placed in the device (dryer 132 '). It is provided at the position.
また、付着防止機構134は、正孔輸送層13R、13Bが形成された基板10を加熱する加熱装置で構成することもできる。さらに、付着防止機構134は、これら冷却板と加熱装置とで構成することもできる。 Further, the adhesion preventing mechanism 134 can be configured by a heating device that heats the substrate 10 on which the hole transport layers 13R and 13B are formed. Further, the adhesion preventing mechanism 134 can be constituted by the cooling plate and the heating device.
以上の例では、付着防止機構は第2の正孔注入層形成装置の乾燥機に設けていたが、IJ装置や焼成機に設けてもよく、また、IJ装置、乾燥機及び焼成機のいずれか2つに設けてもよく、全てに設けてもよい。 In the above example, the adhesion preventing mechanism is provided in the dryer of the second hole injection layer forming apparatus, but may be provided in the IJ apparatus or the baking machine. It may be provided on two or all of them.
本発明は基板上に処理液を塗布する技術に有用である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is useful for the technique of apply | coating a processing liquid on a board | substrate.
100、200…基板処理システム
110…第1の正孔注入層形成装置
111、121、131、141、211、221…インクジェット式塗布装置(IJ装置)
112、122、132、132´、142、212、222…乾燥機
113、123、133、143、213、223…焼成機
120…正孔輸送層形成装置
130、130´…第2の正孔注入層形成装置
134…付着防止機構
140…異種層形成装置
210…発光層形成装置
220…正孔輸送層形成装置
100, 200: substrate processing system 110: first hole injection layer forming device 111, 121, 131, 141, 211, 221: ink jet type coating device (IJ device)
112, 122, 132, 132 ', 142, 212, 222 ... dryer 113, 123, 133, 143, 213, 223 ... baking machine 120 ... hole transport layer forming apparatus 130, 130' ... second hole injection Layer forming device 134: adhesion preventing mechanism 140: heterogeneous layer forming device 210: light emitting layer forming device 220: hole transport layer forming device
Claims (9)
前記別の色用の正孔注入層を第1の焼成温度で基板上に形成する第1の正孔注入層形成装置と、
基板に形成された前記別の色用の正孔注入層上に、前記第1の焼成温度より高い第2の焼成温度で、前記別の色用の正孔輸送層を形成する正孔輸送層形成装置と、
前記別の色用の正孔注入層及び前記別の色用の正孔輸送層が形成された基板上に、前記第1の焼成温度以下の第3の焼成温度で、青色用の正孔注入層を形成する第2の正孔注入層形成装置と、を備えることを特徴とする、基板処理システム。 A substrate processing system for forming a hole injection layer and a hole transport layer for each color of the organic light emitting diode that emits light of a different color from blue and blue and the light emitting layer for the different color on a substrate,
A first hole injection layer forming apparatus for forming the hole injection layer for another color on a substrate at a first baking temperature;
A hole transport layer that forms the hole transport layer for another color on the hole injection layer for another color formed on the substrate at a second firing temperature higher than the first firing temperature; A forming device;
At a third firing temperature equal to or lower than the first firing temperature, blue hole injection is performed on the substrate on which the hole injection layer for another color and the hole transport layer for another color are formed. A second hole injection layer forming apparatus for forming a layer.
基板に形成された前記青色用の正孔注入層上に、前記第3の焼成温度より低い別の焼成温度で、前記青色用の正孔輸送層を形成する別の正孔輸送層形成装置を備えることを特徴とする、請求項1に記載の基板処理システム。 A light emitting layer forming apparatus for forming the light emitting layer for another color on the hole transporting layer for another color formed on the substrate at a firing temperature lower than the third firing temperature;
Another hole transport layer forming apparatus for forming the hole transport layer for blue at another firing temperature lower than the third firing temperature on the hole injection layer for blue formed on the substrate. The substrate processing system according to claim 1, further comprising:
前記別の色の正孔注入層及び前記別の色の正孔輸送層が形成された基板上に、青色用の正孔注入層を構成する有機材料を基板に吐出する吐出装置を有することを特徴とする、正孔注入層形成装置。 A hole injection layer forming apparatus for forming a hole injection layer for blue of an organic light emitting diode that emits light of a different color from blue and blue on a substrate,
On the substrate on which the hole injection layer of another color and the hole transport layer of another color are formed, a discharge device for discharging an organic material constituting a hole injection layer for blue to the substrate is provided. A hole injection layer forming apparatus characterized by the above-mentioned.
該乾燥装置により乾燥された有機材料を焼成し前記青色用の正孔注入層を形成する焼成装置と、を有することを特徴とする、請求項5に記載の正孔注入層形成装置。 A drying device for drying the organic material discharged to the substrate by the discharge device,
The hole injection layer forming apparatus according to claim 5, further comprising: a firing apparatus for firing the organic material dried by the drying apparatus to form the hole injection layer for blue.
前記別の色用の正孔注入層を第1の焼成温度で基板上に形成するステップと、
基板に形成された前記別の色用の正孔注入層上に、前記第1の焼成温度より高い第2の焼成温度で、前記別の色用の正孔輸送層を形成するステップと、
前記別の色用の正孔注入層及び前記別の色用の正孔輸送層が形成された基板上に、前記第1の焼成温度以下の第3の焼成温度で、青色用の正孔注入層を形成するステップと、を含むことを特徴とする、基板処理方法。 A substrate processing method of forming a hole injection layer and a hole transport layer for each color of the organic light emitting diode that emits light of a different color from blue and blue and a light emitting layer for the different color on a substrate,
Forming the hole injection layer for another color on a substrate at a first baking temperature;
Forming the hole transport layer for another color at a second firing temperature higher than the first firing temperature on the hole injection layer for another color formed on the substrate;
At a third firing temperature equal to or lower than the first firing temperature, the blue hole injection is performed on the substrate on which the hole injection layer for another color and the hole transport layer for another color are formed. Forming a layer.
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