JP2005108723A - Organic electroluminescence device and its manufacturing method - Google Patents

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孝久 榊原
Masakazu Sakata
雅一 坂田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an organic electroluminescence device capable of suppressing the variation of the emission luminance of a plurality of colors due to deterioration with the passage of time, and its manufacturing method. <P>SOLUTION: When the organic electroluminescent elements 50R, 50G and 50B are deteriorated with the passage of time, a drive voltage Vd impressed between a first electrode and a second electrode rises. When an operation current when the drive voltage Vd has risen to two times of an initial drive voltage Vo due to deterioration with the passage of time is made an operation current at the time of deterioration, the thickness of a hole transparent layer 16 of each organic electroluminescent element 50R, 50G and 50B is set so that the ratio of the operation current at the time of deterioration to the initial operation current is 95% or more. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an organic electroluminescence device and a method for manufacturing the same.

有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと称する)素子は、新しい自己発光型素子として期待されている。有機EL素子は、ホール注入電極と電子注入電極との間にキャリア輸送層(電子輸送層またはホール輸送層)および発光層が形成された積層構造を有している。   Organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) elements are expected as new self-emitting elements. The organic EL element has a laminated structure in which a carrier transport layer (electron transport layer or hole transport layer) and a light emitting layer are formed between a hole injection electrode and an electron injection electrode.

この有機EL素子においては、発光層を構成する有機材料を選択することにより、青色から赤色までの可視光を得ることが可能である。したがって、光の3原色(RGB)である赤色、緑色および青色の各単色光を発する複数の有機EL素子を用いることにより、フルカラー表示が可能な有機エレクトロルミネッセンス装置(以下、有機EL装置と呼ぶ。)を実現することが可能となる。   In this organic EL element, visible light from blue to red can be obtained by selecting an organic material constituting the light emitting layer. Therefore, an organic electroluminescence device capable of full-color display (hereinafter referred to as an organic EL device) can be obtained by using a plurality of organic EL elements that emit red, green, and blue monochromatic lights that are the three primary colors (RGB) of light. ) Can be realized.

アクティブマトリクス型有機EL装置では、複数の有機EL素子に対応して複数のTFT(薄膜トランジスタ)が設けられている。これらのTFTをオンおよびオフさせることにより、各有機EL素子の発光または非発光を制御することができる。   In an active matrix organic EL device, a plurality of TFTs (thin film transistors) are provided corresponding to a plurality of organic EL elements. By turning these TFTs on and off, light emission or non-light emission of each organic EL element can be controlled.

しかし、この光の3原色を実現するための各有機EL素子は、それぞれ異なった駆動電圧−動作電流特性(以下、電圧−電流特性と呼ぶ。)を有する。したがって、各有機EL素子の異なった電圧−電流特性を調整するために複雑な駆動電圧回路が必要となる。   However, each organic EL element for realizing the three primary colors of light has different driving voltage-operating current characteristics (hereinafter referred to as voltage-current characteristics). Therefore, a complicated drive voltage circuit is required to adjust different voltage-current characteristics of each organic EL element.

特許文献1には、光の3原色の各有機薄膜発光素子の構造を変化させることにより、各有機薄膜発光素子に対して所望の輝度を実現しながら、一定の駆動電圧で駆動することが可能な有機薄膜発光素子について記載されている。   In Patent Document 1, it is possible to drive each organic thin film light emitting element with a constant driving voltage while realizing a desired luminance by changing the structure of each organic thin film light emitting element of the three primary colors of light. An organic thin film light emitting device is described.

この特許文献1記載の有機薄膜発光素子を用いることによりそれぞれ異なった電圧−電流特性を有する有機薄膜発光素子を容易な駆動電圧回路で駆動することができる。
特開平7−94278号公報
By using the organic thin film light emitting element described in Patent Document 1, organic thin film light emitting elements having different voltage-current characteristics can be driven by an easy drive voltage circuit.
JP-A-7-94278

しかしながら、一般に有機EL素子は、経時劣化により電圧−電流特性が変化し、有機EL素子を流れる電流値が減少する。それにより、有機EL素子の輝度が低下する。   However, in general, the voltage-current characteristics of an organic EL element change due to deterioration with time, and the current value flowing through the organic EL element decreases. Thereby, the brightness | luminance of an organic EL element falls.

この電流値の減少度合いは、有機EL素子を構成する有機材料に依存するため、赤色、緑色および青色の各有機EL素子で異なる。したがって、各色の有機EL素子の輝度低下の割合が異なるため、3色の有機EL素子の輝度バランスが変化し、フルカラー表示時に画面上に色むらが生じる。   Since the degree of decrease in the current value depends on the organic material constituting the organic EL element, it differs for each of the red, green and blue organic EL elements. Therefore, since the ratios of the luminance reduction of the organic EL elements of the respective colors are different, the luminance balance of the organic EL elements of the three colors is changed, and color unevenness occurs on the screen during full color display.

本発明の目的は、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法を提供することである。   The objective of this invention is providing the organic electroluminescent apparatus which can suppress the dispersion | variation in the light emission luminance of several colors by deterioration with time, and its manufacturing method.

第1の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置は、複数色の発光を行う複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ対応して設けられた複数のトランジスタとを備え、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々は、第1の電極、有機層および第2の電極を順に含み、複数のトランジスタの各々は、一方の電極、他方の電極および制御電極を有し、各有機エレクトロルミネッセンス素子の第1の電極が対応するトランジスタの一方の電極に接続され、かつ各有機エレクトロルミネッセンス素子の第2の電極と対応するトランジスタの他方の電極との間に電源電圧が印加されるように、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子および複数のトランジスタが接続され、初期に各有機エレクトロルミネッセンス素子の第1の電極と第2の電極との間に印加される駆動電圧を初期駆動電圧とし、各有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を初期動作電流とし、経時劣化により駆動電圧が初期駆動電圧の2倍に上昇したときに有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を劣化時動作電流とした場合に、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さが設定されたものである。   An organic electroluminescence device according to a first invention includes a plurality of organic electroluminescence elements that emit light of a plurality of colors, and a plurality of transistors provided corresponding to the plurality of organic electroluminescence elements, respectively. Each of the electroluminescent elements includes a first electrode, an organic layer, and a second electrode in order, and each of the plurality of transistors has one electrode, the other electrode, and a control electrode, and each of the organic electroluminescent elements The first electrode is connected to one electrode of the corresponding transistor, and the power supply voltage is applied between the second electrode of each organic electroluminescence element and the other electrode of the corresponding transistor. An organic electroluminescence element and a plurality of transistors are connected, The driving voltage applied between the first electrode and the second electrode of the electroluminescent element is the initial driving voltage, the operating current flowing through each organic electroluminescent element is the initial operating current, and the driving voltage is reduced due to deterioration over time. When the operating current flowing in the organic electroluminescence element when the operating current increases to twice the initial driving voltage is set as the operating current during deterioration, the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more. The thickness of the organic layer of the electroluminescence element is set.

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置においては、各有機エレクトロルミネッセンス素子の第2の電極と対応するトランジスタの他方の電極との間に電源電圧が印加される。各トランジスタの制御電極に所定の電圧が与えられると、トランジスタがオンし、有機エレクトロルミネッセンス素子の第1の電極と第2の電極との間に駆動電圧が印加されるとともに、トランジスタを介して有機エレクトロルミネッセンス素子に動作電流が流れる。それにより、有機エレクトロルミネッセンス素子が発光する。   In the organic electroluminescence device according to the present invention, a power supply voltage is applied between the second electrode of each organic electroluminescence element and the other electrode of the corresponding transistor. When a predetermined voltage is applied to the control electrode of each transistor, the transistor is turned on, a driving voltage is applied between the first electrode and the second electrode of the organic electroluminescence element, and an organic signal is transmitted through the transistor. An operating current flows through the electroluminescence element. Thereby, the organic electroluminescence element emits light.

有機エレクトロルミネッセンス素子が経時劣化すると、第1の電極と第2の電極との間にかかる駆動電圧が上昇する。ここで、初期の動作電流を初期動作電流とし、経時劣化により駆動電圧が初期駆動電圧の2倍に上昇したときの動作電流を劣化時動作電流とした場合に、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さが設定されている。   When the organic electroluminescence element deteriorates with time, the driving voltage applied between the first electrode and the second electrode increases. Here, when the initial operating current is the initial operating current and the operating current when the driving voltage rises to twice the initial driving voltage due to deterioration over time is the operating current during deterioration, the operating current during deterioration with respect to the initial operating current The thickness of the organic layer of each organic electroluminescence element is set so that the ratio of the above becomes 95% or more.

それにより、経時劣化により駆動電圧が上昇した場合でも、動作電流の低下が5%以内に抑制される。したがって、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度の低下が一定範囲内に抑制され、複数色の発光輝度のバランスを維持することができる。その結果、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる。   As a result, even when the drive voltage increases due to deterioration over time, the decrease in operating current is suppressed to within 5%. Therefore, a decrease in the light emission luminance of the plurality of organic electroluminescence elements is suppressed within a certain range, and the balance of the light emission luminance of the plurality of colors can be maintained. As a result, it is possible to suppress variations in light emission luminance of multiple colors due to deterioration over time.

各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層は複数の層を含み、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の複数の層のうち少なくとも1つの層の厚さが設定されてもよい。   The organic layer of each organic electroluminescence element includes a plurality of layers, and at least one of the plurality of layers of each organic electroluminescence element is set such that the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more. The thickness may be set.

この場合、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、複数の層のうち少なくとも1つの層の厚さを設定することにより、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度の低下を一定範囲内に抑制することができる。したがって、発光特性に直接影響を与えない層の厚さを調整することにより、複数色の発光輝度のバランスを維持することができ、経時劣化による色バランスの変化を抑制することができる。   In this case, by setting the thickness of at least one of the plurality of layers so that the ratio of the deterioration-time operating current to the initial operating current is 95% or more, the emission luminance of the plurality of organic electroluminescence elements can be reduced. The decrease can be suppressed within a certain range. Therefore, by adjusting the thickness of the layer that does not directly affect the light emission characteristics, it is possible to maintain the balance of the light emission luminance of a plurality of colors, and to suppress the change in color balance due to deterioration over time.

少なくとも1つの層は、キャリア輸送層であってもよい。   At least one layer may be a carrier transport layer.

この場合、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、キャリア輸送層の厚さを設定することにより、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度の低下を一定範囲内に抑制することができる。したがって、発光特性に直接影響を与えることなく、複数色の発光輝度のバランスを維持することができ、経時劣化による発光輝度のばらつきを抑制することができる。   In this case, by setting the thickness of the carrier transport layer so that the ratio of the operating current at the time of deterioration to the initial operating current is 95% or more, the decrease in the emission luminance of the plurality of organic electroluminescence elements is within a certain range. Can be suppressed. Therefore, it is possible to maintain the balance of light emission luminances of a plurality of colors without directly affecting the light emission characteristics, and to suppress variations in light emission luminance due to deterioration with time.

初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が98%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さが設定されてもよい。   The thickness of the organic layer of each organic electroluminescence element may be set so that the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 98% or more.

それにより、経時劣化により駆動電圧が上昇した場合でも、動作電流の低下が2%以内に抑制される。したがって、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度の低下が一定範囲内に抑制され、複数色の発光輝度のバランスをさらに安定して維持することができる。その結果、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる。   As a result, even when the drive voltage increases due to deterioration over time, the decrease in operating current is suppressed to within 2%. Therefore, a decrease in the light emission luminance of the plurality of organic electroluminescence elements is suppressed within a certain range, and the balance of the light emission luminance of the plurality of colors can be maintained more stably. As a result, it is possible to suppress variations in light emission luminance of multiple colors due to deterioration over time.

第2の発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、複数色の発光を行う複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ対応して設けられた複数のトランジスタとを含む有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さを設定する工程と、一方の電極、他方の電極および制御電極を有する複数のトランジスタが設けられた基板を準備する工程と、基板上に第1の電極、有機層および第2の電極を有する複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程とを備え、各有機エレクトロルミネッセンス素子の第1の電極が対応するトランジスタの一方の電極に接続され、かつ各有機エレクトロルミネッセンス素子の第2の電極と対応するトランジスタの他方の電極との間に電源電圧が印加されるように、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子および複数のトランジスタを接続し、初期に各有機エレクトロルミネッセンス素子の第1の電極と第2の電極との間に印加される駆動電圧を初期駆動電圧とし、各有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を初期動作電流とし、経時劣化により駆動電圧が初期駆動電圧の2倍に上昇したときに有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を劣化時動作電流とした場合に、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さを設定するものである。   A method for manufacturing an organic electroluminescence device according to a second aspect of the invention includes an organic including a plurality of organic electroluminescence elements that emit light of a plurality of colors, and a plurality of transistors provided corresponding to the plurality of organic electroluminescence elements, respectively. A method for manufacturing an electroluminescence device, comprising preparing a substrate provided with a plurality of transistors having a step of setting the thickness of an organic layer of a plurality of organic electroluminescence elements and one electrode, the other electrode, and a control electrode And a step of forming a plurality of organic electroluminescent elements having a first electrode, an organic layer, and a second electrode on a substrate, wherein the first electrode of each organic electroluminescent element corresponds to a corresponding transistor. Connected to one electrode and each organic electroluminescent The plurality of organic electroluminescence elements and the plurality of transistors are connected so that a power supply voltage is applied between the second electrode of the transistor element and the other electrode of the corresponding transistor. A driving voltage applied between the first electrode and the second electrode is an initial driving voltage, an operating current flowing through each organic electroluminescence element is an initial operating current, and the driving voltage is 2 of the initial driving voltage due to deterioration over time. When the operating current flowing through the organic electroluminescence element when the operating current is doubled is defined as the operating current during deterioration, the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more. The layer thickness is set.

本発明に係る有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法によれば、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さが設定される。また、一方の電極、他方の電極および制御電極を有する複数のトランジスタが設けられた基板が準備される。さらに、基板上に第1の電極、有機層および第2の電極を有する複数の有機エレクトロルミネッセンス素子が形成される。   According to the manufacturing method of the organic electroluminescent device according to the present invention, the thickness of the organic layer of the plurality of organic electroluminescent elements is set. A substrate provided with a plurality of transistors each having one electrode, the other electrode, and a control electrode is prepared. Furthermore, a plurality of organic electroluminescence elements having a first electrode, an organic layer, and a second electrode are formed on the substrate.

この場合、各有機エレクトロルミネッセンス素子の第1の電極が対応するトランジスタの一方の電極に接続され、かつ各有機エレクトロルミネッセンス素子の第2の電極と対応するトランジスタの他方の電極との間に電源電圧が印加されるように、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子および複数のトランジスタが接続される。   In this case, the first electrode of each organic electroluminescence element is connected to one electrode of the corresponding transistor, and the power supply voltage is connected between the second electrode of each organic electroluminescence element and the other electrode of the corresponding transistor. The plurality of organic electroluminescence elements and the plurality of transistors are connected so that is applied.

また、初期の動作電流を初期動作電流とし、経時劣化により駆動電圧が初期駆動電圧の2倍に上昇したときの動作電流を劣化時動作電流とした場合に、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さが設定される。   In addition, when the initial operating current is the initial operating current, and the operating current when the driving voltage rises to twice the initial driving voltage due to deterioration over time is the operating current during deterioration, the operating current during deterioration relative to the initial operating current is The thickness of the organic layer of each organic electroluminescence element is set so that the ratio is 95% or more.

それにより、経時劣化により駆動電圧が上昇した場合でも、動作電流の低下が5%以内に抑制される。したがって、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度の低下が一定範囲内に抑制され、複数色の発光輝度のバランスを維持することができる。その結果、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる。   As a result, even when the drive voltage increases due to deterioration over time, the decrease in operating current is suppressed to within 5%. Therefore, a decrease in the light emission luminance of the plurality of organic electroluminescence elements is suppressed within a certain range, and the balance of the light emission luminance of the plurality of colors can be maintained. As a result, it is possible to suppress variations in light emission luminance of multiple colors due to deterioration over time.

初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が98%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さを設定してもよい。   The thickness of the organic layer of each organic electroluminescence element may be set so that the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 98% or more.

それにより、経時劣化により駆動電圧が上昇した場合でも、動作電流の低下が2%以内に抑制される。したがって、複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の発光輝度の低下が一定範囲内に抑制され、複数色の発光輝度のバランスをさらに安定して維持することができる。その結果、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる。   As a result, even when the drive voltage increases due to deterioration over time, the decrease in operating current is suppressed to within 2%. Therefore, a decrease in the light emission luminance of the plurality of organic electroluminescence elements is suppressed within a certain range, and the balance of the light emission luminance of the plurality of colors can be maintained more stably. As a result, it is possible to suppress variations in light emission luminance of multiple colors due to deterioration over time.

本発明によれば、初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さを設定することにより、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる。   According to the present invention, by setting the thickness of the organic layer of each organic electroluminescent element so that the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more, the emission luminance of multiple colors due to deterioration over time Can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態に係る有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと略記する。)装置について図1〜図5に基づき説明する。   Hereinafter, an organic electroluminescence (hereinafter abbreviated as organic EL) device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は一実施の形態に係る有機EL装置を示す模式的平面図であり、図2は図1の有機EL装置のA−A線断面図である。   FIG. 1 is a schematic plan view showing an organic EL device according to an embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the organic EL device of FIG.

図1および図2の有機EL装置100においては、赤色に発光する有機EL素子50R、緑色に発光する有機EL素子50Gおよび青色に発光する有機EL素子50Bがマトリクス状に配置されている。   In the organic EL device 100 of FIGS. 1 and 2, the organic EL element 50R that emits red light, the organic EL element 50G that emits green light, and the organic EL element 50B that emits blue light are arranged in a matrix.

図1において、順に有機EL素子50R、有機EL素子50Gおよび有機EL素子50Bが設けられている。   In FIG. 1, an organic EL element 50R, an organic EL element 50G, and an organic EL element 50B are provided in order.

各有機EL素子50R,50G,50Bは行方向に延びる2つのゲート信号線51と列方向に延びる2つのドレイン信号線(データ線)52とに囲まれた領域に形成される。各領域内において、ゲート信号線51とドレイン信号線52との交点付近にはスイッチング素子であるnチャネル型のTFT(薄膜トランジスタ)130が形成され、中央付近には各有機EL素子50R,50G,50Bを駆動するpチャネル型のTFT140が形成される。   Each organic EL element 50R, 50G, 50B is formed in a region surrounded by two gate signal lines 51 extending in the row direction and two drain signal lines (data lines) 52 extending in the column direction. In each region, an n-channel TFT (thin film transistor) 130 as a switching element is formed near the intersection of the gate signal line 51 and the drain signal line 52, and each organic EL element 50R, 50G, 50B is formed near the center. A p-channel TFT 140 for driving is formed.

また、各領域内に補助電極70、およびITOからなるホール注入電極12が形成される。ホール注入電極12の領域に有機EL素子50R,50G,50Bが島状に形成される(図2参照)。   Further, an auxiliary electrode 70 and a hole injection electrode 12 made of ITO are formed in each region. Organic EL elements 50R, 50G, and 50B are formed in an island shape in the region of the hole injection electrode 12 (see FIG. 2).

TFT130のドレインはドレイン電極13dを介してドレイン信号線52に接続され、TFT130のソースはソ−ス電極13sを介して電極55に接続される。TFT130のゲート電極111は、ゲート信号線51から延びる。   The drain of the TFT 130 is connected to the drain signal line 52 through the drain electrode 13d, and the source of the TFT 130 is connected to the electrode 55 through the source electrode 13s. The gate electrode 111 of the TFT 130 extends from the gate signal line 51.

補助容量70は、電源電圧Vscを受けるSC線54と、能動層11(図2参照)と一体の電極55とから構成される。   The auxiliary capacitor 70 includes an SC line 54 that receives the power supply voltage Vsc, and an electrode 55 that is integrated with the active layer 11 (see FIG. 2).

TFT140のドレインはドレイン電極43dを介して有機EL素子50R,50G,50Bのホール注入電極12に接続され、TFT140のソースはソ−ス電極43sを介して列方向に延びる電源線53に接続される。TFT140のゲート電極41は電極55に接続される。   The drain of the TFT 140 is connected to the hole injection electrode 12 of the organic EL elements 50R, 50G, and 50B through the drain electrode 43d, and the source of the TFT 140 is connected to the power supply line 53 extending in the column direction through the source electrode 43s. . The gate electrode 41 of the TFT 140 is connected to the electrode 55.

次に、図2に示されるように、ガラス基板10上に多結晶シリコン等からなる能動層11が形成され、その能動層11の一部が有機EL素子50R,50G,50Bを駆動するためのTFT140となる。能動層11上にゲート酸化膜(図示せず)を介してダブルゲート構造のゲート電極41が形成され、ゲート電極41を覆うように能動層11上に層間絶縁膜13および第1の平坦化層15が形成される。   Next, as shown in FIG. 2, an active layer 11 made of polycrystalline silicon or the like is formed on the glass substrate 10, and a part of the active layer 11 drives the organic EL elements 50R, 50G, and 50B. TFT 140 is formed. A gate electrode 41 having a double gate structure is formed on the active layer 11 via a gate oxide film (not shown), and the interlayer insulating film 13 and the first planarization layer are formed on the active layer 11 so as to cover the gate electrode 41. 15 is formed.

第1の平坦化層15の材料としては、例えばアクリル樹脂を用いることができる。第1の平坦化層15上に透明なホール注入電極12が各画素ごとに形成され、ホール注入電極12を覆うように第1の平坦化層15上に絶縁性の第2の平坦化層18が形成される。   As a material of the first planarization layer 15, for example, an acrylic resin can be used. A transparent hole injection electrode 12 is formed for each pixel on the first planarization layer 15, and an insulating second planarization layer 18 is formed on the first planarization layer 15 so as to cover the hole injection electrode 12. Is formed.

TFT140は第2の平坦化層18の下に形成されている。ここで、第2の平坦化層18はホール注入電極12の全面に形成されるのではなく、TFT140が形成される領域を覆うようにかつ第2の平坦化層18の形状でホール注入電極12または後述の各有機材料層が断線しないように局所的に形成される。   The TFT 140 is formed under the second planarization layer 18. Here, the second planarization layer 18 is not formed on the entire surface of the hole injection electrode 12, but covers the region in which the TFT 140 is formed and has the shape of the second planarization layer 18. Or it forms locally so that each below-mentioned organic material layer may not be disconnected.

ホール注入電極12および第2の平坦化層18を覆うようにホール輸送層16が形成される。   A hole transport layer 16 is formed so as to cover the hole injection electrode 12 and the second planarization layer 18.

有機EL素子50R、有機EL素子50Gおよび有機EL素子50Bのホール輸送層16上には、それぞれ赤色発光層22、緑色発光層24および青色発光層26が形成される。   A red light emitting layer 22, a green light emitting layer 24, and a blue light emitting layer 26 are formed on the hole transport layer 16 of the organic EL element 50R, the organic EL element 50G, and the organic EL element 50B, respectively.

赤色発光層22、緑色発光層24および青色発光層26の間の境界は第2の平坦化層18上の表面でガラス基板10と平行となっている領域に設けられる。   A boundary between the red light emitting layer 22, the green light emitting layer 24 and the blue light emitting layer 26 is provided in a region parallel to the glass substrate 10 on the surface of the second planarizing layer 18.

有機EL素子50R、有機EL素子50Gおよび有機EL素子50Bの赤色発光層22、緑色発光層24および青色発光層26上には、電子輸送層28がそれぞれ形成される。   On the organic EL element 50R, the organic EL element 50G, and the organic EL element 50B, the electron transport layer 28 is formed on the red light emitting layer 22, the green light emitting layer 24, and the blue light emitting layer 26, respectively.

さらに、各電子輸送層28上には電子注入層30が形成され、電子注入層30上には共通の電子注入電極32が形成される。電子注入電極32の上には樹脂等からなる保護層34が形成され、保護層34の上にはフィルタFが設けられている。   Further, an electron injection layer 30 is formed on each electron transport layer 28, and a common electron injection electrode 32 is formed on the electron injection layer 30. A protective layer 34 made of resin or the like is formed on the electron injection electrode 32, and a filter F is provided on the protective layer 34.

有機EL素子50Rのホール輸送層16、発光層22、電子輸送層28および電子注入層30が有機層を構成し、有機EL素子50Gのホール輸送層16、発光層24、電子輸送層28および電子注入層30が有機層を構成し、有機EL素子50Bのホール輸送層16、発光層26、電子輸送層28および電子注入層30が有機層を構成する。   The hole transport layer 16, the light emitting layer 22, the electron transport layer 28, and the electron injection layer 30 of the organic EL element 50R constitute an organic layer, and the hole transport layer 16, the light emitting layer 24, the electron transport layer 28, and the electrons of the organic EL element 50G. The injection layer 30 constitutes an organic layer, and the hole transport layer 16, the light emitting layer 26, the electron transport layer 28, and the electron injection layer 30 of the organic EL element 50B constitute an organic layer.

図3は、有機EL素子50GとTFT140との接続を示す回路図である。   FIG. 3 is a circuit diagram showing the connection between the organic EL element 50G and the TFT 140. As shown in FIG.

図3に示すように、TFT140のゲートはゲート信号線51を介して直流電源60の正極に接続され、ドレインはドレイン信号線52を介して有機EL素子50Gのホール注入電極12に接続され、ソースは電源線53を介して直流電源61の正極に接続される。有機EL素子50Gの電子注入電極32は、直流電極60,61の負極に接続される。直流電源61の電源電圧はVt(V)である。   As shown in FIG. 3, the gate of the TFT 140 is connected to the positive electrode of the DC power supply 60 via the gate signal line 51, the drain is connected to the hole injection electrode 12 of the organic EL element 50G via the drain signal line 52, and the source Is connected to the positive electrode of a DC power supply 61 through a power line 53. The electron injection electrode 32 of the organic EL element 50G is connected to the negative electrodes of the DC electrodes 60 and 61. The power supply voltage of the DC power supply 61 is Vt (V).

また、Vfは有機EL素子50Gに加わる駆動電圧を示し、VdsはTFT140のドレイン・ソース間に加わる電圧(ドレイン・ソース間電圧)を示し、VgsはTFT140のゲート電圧を示す。ここで、電源電圧Vtは、駆動電圧Vfとドレイン・ソース間電圧Vdsとの和である。また、Iは、有機EL素子50Gを流れる動作電流を示す。   Vf represents a driving voltage applied to the organic EL element 50G, Vds represents a voltage applied between the drain and source of the TFT 140 (drain-source voltage), and Vgs represents a gate voltage of the TFT 140. Here, the power supply voltage Vt is the sum of the drive voltage Vf and the drain-source voltage Vds. I represents an operating current flowing through the organic EL element 50G.

なお、有機EL素子50RとTFT140との接続および有機EL素子50BとTFT140との接続は、有機EL素子50GとTFT140との接続と同様である。   The connection between the organic EL element 50R and the TFT 140 and the connection between the organic EL element 50B and the TFT 140 are the same as the connection between the organic EL element 50G and the TFT 140.

図4は、有機EL素子50R,50G,50Bの駆動電圧−動作電流特性およびTFT140のドレイン・ソース間電圧−ドレイン・ソース間電流特性を示す図である。図4の縦軸は電流値を示し、横軸は電圧値を示す。   FIG. 4 is a diagram showing the driving voltage-operating current characteristics of the organic EL elements 50R, 50G, 50B and the drain-source voltage-drain-source current characteristics of the TFT 140. The vertical axis in FIG. 4 indicates the current value, and the horizontal axis indicates the voltage value.

以下、有機EL素子50R,50G,50Bの駆動電圧−動作電流特性をVf−I特性と呼び、TFT140のドレイン・ソース間電圧−ドレイン・ソース間電流特性をVds−I特性と呼ぶ。   Hereinafter, the drive voltage-operating current characteristics of the organic EL elements 50R, 50G, 50B are referred to as Vf-I characteristics, and the drain-source voltage-drain-source current characteristics of the TFT 140 are referred to as Vds-I characteristics.

ここで、曲線CRは有機EL素子50RのVf−I特性を示し、曲線CGは有機EL素子50GのVf−I特性を示し、曲線CBは有機EL素子50BのVf−I特性を示す。また、曲線DS1,DS2,DS3,DS4,DS5はゲート電圧Vgsを変化させた場合のTFT140のVds−I特性を示す。   Here, the curve CR indicates the Vf-I characteristic of the organic EL element 50R, the curve CG indicates the Vf-I characteristic of the organic EL element 50G, and the curve CB indicates the Vf-I characteristic of the organic EL element 50B. Curves DS1, DS2, DS3, DS4, and DS5 indicate Vds-I characteristics of the TFT 140 when the gate voltage Vgs is changed.

例えば、本実施の形態においては、TFT140のVds−I特性が曲線DS3で示されるように、ゲート電圧Vgsが設定されているものとする。   For example, in this embodiment, it is assumed that the gate voltage Vgs is set so that the Vds-I characteristic of the TFT 140 is indicated by a curve DS3.

この場合、曲線DS3と各曲線CR,CG,CBとの交点における電圧が有機EL素子50R,50G,50Bの駆動電圧Vfとなり、曲線DS3と各曲線CR,CG,CBとの交点における電流が有機EL素子50R,50G,50Bの動作電流Iとなる。   In this case, the voltage at the intersection of the curve DS3 and each of the curves CR, CG, CB becomes the drive voltage Vf of the organic EL elements 50R, 50G, 50B, and the current at the intersection of the curve DS3 and each of the curves CR, CG, CB is organic. This is the operating current I of the EL elements 50R, 50G, 50B.

例えば、有機EL素子50Gの駆動電圧VfはVGとなり、動作電流Iは、IGとなる。   For example, the drive voltage Vf of the organic EL element 50G is VG, and the operating current I is IG.

ここで、有機EL素子50R,50G,50BのVf−I特性は、経時劣化により右方向、すなわち、駆動電圧Vfが上昇する方向にシフトする。それにより、動作電流Iが減少する。以下、有機EL素子50Gの経時劣化によるVf−I特性の変化について詳細に説明する。   Here, the Vf-I characteristics of the organic EL elements 50R, 50G, and 50B shift to the right, that is, the direction in which the drive voltage Vf increases due to deterioration with time. Thereby, the operating current I decreases. Hereinafter, a change in the Vf-I characteristic due to deterioration with time of the organic EL element 50G will be described in detail.

図5は、有機EL素子50Gの経時劣化時のVf−I特性の変化を示す図である。図5の縦軸は電流値を示し、横軸は電圧値を示す。   FIG. 5 is a diagram showing a change in the Vf-I characteristic when the organic EL element 50G deteriorates with time. The vertical axis in FIG. 5 indicates the current value, and the horizontal axis indicates the voltage value.

ここで、有機EL素子50Gの駆動電圧Vfが初期の駆動電圧の2倍に上昇したときに有機EL素子50Gが劣化したものと定義する。すなわち、有機EL素子50Gの初期の駆動電圧VfをVf0とした場合、2Vf0を劣化時駆動電圧と定義する。   Here, it is defined that the organic EL element 50G has deteriorated when the drive voltage Vf of the organic EL element 50G increases to twice the initial drive voltage. That is, when the initial driving voltage Vf of the organic EL element 50G is Vf0, 2Vf0 is defined as the deterioration driving voltage.

有機EL素子50Gにおいて、Vf−I特性は有機層の厚さにより変化する。   In the organic EL element 50G, the Vf-I characteristic varies depending on the thickness of the organic layer.

例えば、有機層の厚さをt1とした場合のVf−I特性を曲線G1で示す。このとき初期の駆動電圧Vf0はVG1であり、初期の動作電流IはIG1である。この有機EL素子50Gの経時劣化時には、Vf−I特性は曲線G1aにシフトする。このとき、劣化時駆動電圧2Vf0は、VG1aであり。劣化時動作電流はIG1aである。   For example, the curve G1 shows the Vf-I characteristic when the thickness of the organic layer is t1. At this time, the initial drive voltage Vf0 is VG1, and the initial operating current I is IG1. When the organic EL element 50G deteriorates with time, the Vf-I characteristic shifts to the curve G1a. At this time, the deterioration driving voltage 2Vf0 is VG1a. The operating current at the time of deterioration is IG1a.

上記のことより、有機層の厚さがt1の有機EL素子50Gは、経時劣化により動作電流がIG1からIG1aに低下する。図5の例では、初期の動作電流IG1に対する劣化時動作電流IG1aの比は約80%となる。それにより、輝度が約20%低下する。   From the above, the organic EL element 50G having the organic layer thickness t1 has the operating current reduced from IG1 to IG1a due to deterioration over time. In the example of FIG. 5, the ratio of the deterioration-time operating current IG1a to the initial operating current IG1 is about 80%. Thereby, the luminance is reduced by about 20%.

一方、有機層の厚さをt2とした場合のVf−I特性を曲線G2で示す。このとき初期の駆動電圧Vf0はVG2であり、初期の動作電流はIG2である。この有機EL素子50Gの経時劣化時には、Vf−I特性は曲線G2aにシフトする。このとき、劣化時駆動電圧2Vf0は、VG2aであり。劣化時動作電流はIG2aである。図5の例では、初期の動作電流IG2に対する劣化時動作電流IG2aの比は約100%となる。それにより、輝度が低下しない。   On the other hand, the Vf-I characteristic when the thickness of the organic layer is t2 is indicated by a curve G2. At this time, the initial drive voltage Vf0 is VG2, and the initial operating current is IG2. When the organic EL element 50G deteriorates with time, the Vf-I characteristic shifts to the curve G2a. At this time, the deterioration driving voltage 2Vf0 is VG2a. The operating current at the time of deterioration is IG2a. In the example of FIG. 5, the ratio of the degradation operating current IG2a to the initial operating current IG2 is about 100%. Thereby, the luminance does not decrease.

上記のことより、有機EL素子50Gの有機層の膜厚t2に設定した場合には、経時劣化により動作電流がほとんど低下しないため、有機EL素子50Gの発光輝度の低下を防止することができる。   From the above, when the film thickness t2 of the organic layer of the organic EL element 50G is set, the operating current hardly decreases due to deterioration over time, so that the emission luminance of the organic EL element 50G can be prevented from decreasing.

そこで、本実施の形態では、初期動作電流をI0とし、劣化時動作電流をI1とした場合、初期動作電流I0に対する劣化時動作電流I1の比が95%以上になるように有機層の厚さを設定する。すなわち、劣化時駆動電圧がVds−I特性の飽和領域に位置するように有機層の膜厚を設定する。あるいは、有機EL素子50Gの初期の輝度に対する劣化時の輝度の割合が90%以上になるように有機層の厚さを設定してもよい。   Therefore, in this embodiment, when the initial operating current is I0 and the degradation operating current is I1, the thickness of the organic layer is such that the ratio of the degradation operating current I1 to the initial operating current I0 is 95% or more. Set. That is, the film thickness of the organic layer is set so that the deterioration driving voltage is located in the saturation region of the Vds-I characteristic. Or you may set the thickness of an organic layer so that the ratio of the brightness | luminance at the time of deterioration with respect to the initial stage brightness | luminance of the organic EL element 50G may be 90% or more.

同様に、有機EL素子50Rおよび有機EL素子50Bにおいても、有機EL素子50Gと同様に、初期動作電流I0に対する劣化時動作電流I1の比が95%以上になるように有機層の厚さを設定する。あるいは、有機EL素子50Rおよび有機EL素子50Bにおいても、初期の輝度に対する劣化時の輝度の割合が90%以上になるように有機層の厚さを設定してもよい。   Similarly, in the organic EL element 50R and the organic EL element 50B, similarly to the organic EL element 50G, the thickness of the organic layer is set so that the ratio of the operating current I1 during deterioration to the initial operating current I0 is 95% or more. To do. Alternatively, in the organic EL element 50R and the organic EL element 50B, the thickness of the organic layer may be set so that the ratio of the luminance at the time of deterioration to the initial luminance is 90% or more.

さらに、初期動作電流I0に対する劣化時動作電流I1の比が98%以上になるように有機層の厚さを設定するのが好ましい。   Furthermore, it is preferable to set the thickness of the organic layer so that the ratio of the degradation operating current I1 to the initial operating current I0 is 98% or more.

有機EL素子50R,50G,50Bの有機層の厚さを設定する場合に、ホール輸送層16の厚さを調整してもよく、発光層22,24,26の厚さを調整してもよく、電子輸送層28の厚さを調整してもよく、電子注入層30の厚さを調整してもよい。   When setting the thickness of the organic layers of the organic EL elements 50R, 50G, and 50B, the thickness of the hole transport layer 16 may be adjusted, and the thickness of the light emitting layers 22, 24, and 26 may be adjusted. The thickness of the electron transport layer 28 may be adjusted, and the thickness of the electron injection layer 30 may be adjusted.

以上のように、有機EL素子50R,50G,50Bの経時劣化による駆動電圧が上昇した場合でも、初期動作電流I0に対する劣化時動作電流I1の割合が95%以上になるように有機層の厚みを設定することにより各有機EL素子50R,50G,50Bの動作電流の減少を5%以内に抑制することができる。したがって、複数の有機EL素子50R,50G,50Bの発光輝度の低下が10%以内に抑制され、複数色の発光輝度のバランスを維持することができる。その結果、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる。   As described above, the thickness of the organic layer is set so that the ratio of the deterioration-time operating current I1 to the initial operating current I0 is 95% or more even when the driving voltage is increased due to deterioration with time of the organic EL elements 50R, 50G, 50B. By setting, the decrease in the operating current of each organic EL element 50R, 50G, 50B can be suppressed within 5%. Therefore, a decrease in the light emission luminance of the plurality of organic EL elements 50R, 50G, 50B is suppressed within 10%, and the balance of the light emission luminance of the plurality of colors can be maintained. As a result, it is possible to suppress variations in light emission luminance of multiple colors due to deterioration over time.

本実施の形態においては、有機エレクトロルミネッセンス素子50R,50G,50Bが複数の有機エレクトロルミネッセンス素子に相当し、TFT130およびTFT140が複数のトランジスタに相当し、ホール注入電極12が第1の電極に相当し、ホール輸送層16、発光層22,24,26、電子輸送層28および電子注入層30が有機層に相当し、電子注入電極32が第2の電極に相当し、ソース電極、ドレイン電極が一方の電極、他方の電極に相当し、ゲート電極が制御電極に相当し、ホール輸送層16がキャリア輸送層に相当する。   In the present embodiment, the organic electroluminescence elements 50R, 50G, and 50B correspond to a plurality of organic electroluminescence elements, the TFTs 130 and 140 correspond to a plurality of transistors, and the hole injection electrode 12 corresponds to a first electrode. The hole transport layer 16, the light emitting layers 22, 24, 26, the electron transport layer 28, and the electron injection layer 30 correspond to an organic layer, the electron injection electrode 32 corresponds to a second electrode, and the source electrode and the drain electrode are one of them. The gate electrode corresponds to the control electrode, and the hole transport layer 16 corresponds to the carrier transport layer.

以下、上記一実施の形態について実施例1〜4の有機EL素子を作製し、有機EL素子の駆動電圧上昇率および輝度低下について調査した。   Hereinafter, the organic EL element of Examples 1-4 was produced about the said one embodiment, and it investigated about the drive voltage increase rate and luminance fall of the organic EL element.

[実施例1]
図6は、実施例1〜4において作製した有機EL素子50R,50G,50Bを示す模式的構造断面図である。
[Example 1]
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing organic EL elements 50R, 50G, and 50B produced in Examples 1 to 4.

なお、上記実施の形態において説明したガラス基板10、能動層11、層間絶縁膜13、第1の平坦化層15、TFT130およびTFT140を備える基板を基板1と呼ぶ。なお、本実施例1〜4では、図2の電子注入層30は設けられていない。   Note that the substrate including the glass substrate 10, the active layer 11, the interlayer insulating film 13, the first planarization layer 15, the TFT 130, and the TFT 140 described in the above embodiment is referred to as a substrate 1. In Examples 1 to 4, the electron injection layer 30 in FIG. 2 is not provided.

図6に示すように、実施例1における有機EL素子50R,50G,50Bは、基板1、ホール注入電極12、ホール輸送層16、発光層22,24,26、電子輸送層28および電子注入電極32を順に積層して作製した。   As shown in FIG. 6, the organic EL elements 50R, 50G, 50B in Example 1 are the substrate 1, the hole injection electrode 12, the hole transport layer 16, the light emitting layers 22, 24, 26, the electron transport layer 28, and the electron injection electrode. 32 were laminated in order.

有機EL素子50Rにおいて、ホール注入電極12としてITOを用い、ホール輸送層16として下記式(1)に示されるN,N'-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン(N,N'-Di(naphthalene-1-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine:以下、NPBと略記する)を用いた。赤色発光層22のホスト材料として下記式(2)に示されるトリス(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum:以下、Alqと略記する)を用い、下記式(3)に示される1.4%の(2-(1,1-ジメチルエチル)-6-(2-(2,3,6,7-テトラヒドロ-1,1,7,7-テトラメチル-lII,5II-ベンゾ〔ij〕キノリジン-9-イル)エテニル)-4H-ピラン-4-イリデン)プロパンジニトリル(2-(1,1-Dimethylethyl)-6-(2-(2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-lII,5II-benzo〔ij〕quinolizin-9-yl)ethenyl)-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile:以下、DCJTBと略記する。)を赤色ドーパントとして用い、電子輸送層28としてAlqを用い、電子注入電極32としてAlを用いた。   In the organic EL element 50R, ITO is used as the hole injection electrode 12, and N, N'-di (naphthalen-1-yl) -N, N'-diphenyl-benzidine represented by the following formula (1) is used as the hole transport layer 16. (N, N′-Di (naphthalene-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine: hereinafter abbreviated as NPB) was used. Tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum (hereinafter abbreviated as Alq) represented by the following formula (2) is used as a host material for the red light emitting layer 22 and the following formula (3) is used. 1.4% of (2- (1,1-dimethylethyl) -6- (2- (2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-lII, 5II- Benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl) -4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile (2- (1,1-Dimethylethyl) -6- (2- (2,3,6,7-tetrahydro) -1,1,7,7-tetramethyl-lII, 5II-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl) -4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile: hereinafter abbreviated as DCJTB. ) As a red dopant, Alq was used as the electron transport layer 28, and Al was used as the electron injection electrode 32.

Figure 2005108723
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また、有機EL素子50Gにおいて、ホール注入電極12としてITOを用い、ホール輸送層16としてNPBを用いた。緑色発光層24のホスト材料としてAlqを用い、下記式(4)に示される1.0%の10-(2-benzothiazolyl)-2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7-tetramethyl-1H,5H,11H-[1]Benzopyrano[6,7,8-ij]quinolizin-11-one(以下、C545Tと略記する)を緑色発光ドーパントして用いた。電子輸送層28としてAlqを用い、電子注入電極32としてAlを用いた。   Further, in the organic EL element 50G, ITO was used as the hole injection electrode 12, and NPB was used as the hole transport layer 16. Alq is used as a host material for the green light emitting layer 24, and 1.0% of 10- (2-benzothiazolyl) -2,3,6,7-tetrahydro-1,1,7,7 shown in the following formula (4). -tetramethyl-1H, 5H, 11H- [1] Benzopyrano [6,7,8-ij] quinolizin-11-one (hereinafter abbreviated as C545T) was used as a green light-emitting dopant. Alq was used as the electron transport layer 28 and Al was used as the electron injection electrode 32.

さらに、有機EL素子50Bにおいて、ホール注入電極12としてITOを用い、ホール輸送層16としてNPBを用いた。青色発光層26のホスト材料として下記式(5)に示されるtert-ブチル置換ジナフチルアントラセンを用い、1.0%のベリレンを青色発光ドーパントとして用いた。電子輸送層28としてAlqを用い、電子注入電極32としてAlを用いた。   Furthermore, in the organic EL element 50B, ITO was used as the hole injection electrode 12, and NPB was used as the hole transport layer 16. As a host material for the blue light-emitting layer 26, tert-butyl-substituted dinaphthylanthracene represented by the following formula (5) was used, and 1.0% berylene was used as a blue light-emitting dopant. Alq was used as the electron transport layer 28 and Al was used as the electron injection electrode 32.

Figure 2005108723
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Figure 2005108723
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ここで、実施例1においては、有機EL素子50R、有機EL素子50Gおよび有機EL素子50BのNPBからなるホール輸送層16の膜厚を1900Åとした。   Here, in Example 1, the thickness of the hole transport layer 16 made of NPB of the organic EL element 50R, the organic EL element 50G, and the organic EL element 50B was 1900 mm.

[実施例2]
実施例2における有機EL装置の断面構造は、図6に示す有機EL装置の断面構造と同様である。
[Example 2]
The cross-sectional structure of the organic EL device in Example 2 is the same as the cross-sectional structure of the organic EL device shown in FIG.

実施例2における有機EL装置では、ホール輸送層16の膜厚を1500Åとした以外は実施例1と同様である。   The organic EL device in Example 2 is the same as Example 1 except that the thickness of the hole transport layer 16 is 1500 mm.

[実施例3]
実施例3における有機EL装置の断面構造は、図6に示す有機EL装置の断面構造と同様である。
[Example 3]
The cross-sectional structure of the organic EL device in Example 3 is the same as the cross-sectional structure of the organic EL device shown in FIG.

実施例3における有機EL装置では、ホール輸送層16の膜厚を1200Åとした以外は実施例1と同様である。   The organic EL device in Example 3 is the same as Example 1 except that the thickness of the hole transport layer 16 is 1200 mm.

[実施例4]
実施例4における有機EL装置の断面構造は、図6に示す有機EL装置の断面構造と同様である。
[Example 4]
The cross-sectional structure of the organic EL device in Example 4 is the same as the cross-sectional structure of the organic EL device shown in FIG.

実施例4における有機EL装置では、ホール輸送層16の膜厚を500Åとした以外は実施例1と同様である。   The organic EL device in Example 4 is the same as Example 1 except that the thickness of the hole transport layer 16 is 500 mm.

[評価]
上記実施例1〜4において作製した有機EL素子を85℃の雰囲気中に146時間放置し、輝度比および動作電流比を調査した結果を表1に示す。なお、ホール注入電極12および電子注入電極32における初期電流密度は20mA/cm2 である。また、有機EL素子の劣化時の駆動電圧と初期の駆動電圧との比率は約2倍である。
[Evaluation]
Table 1 shows the results of examining the luminance ratio and the operating current ratio by leaving the organic EL elements produced in Examples 1 to 4 in an atmosphere of 85 ° C. for 146 hours. The initial current density at the hole injection electrode 12 and the electron injection electrode 32 is 20 mA / cm 2 . Further, the ratio of the driving voltage when the organic EL element is deteriorated to the initial driving voltage is about twice.

Figure 2005108723
Figure 2005108723

ここで、輝度比は有機EL素子の初期の輝度に対する劣化時の輝度の比率である。動作電流比は、有機EL素子の初期の動作電流に対する劣化時の動作電流の比率である。   Here, the luminance ratio is the ratio of the luminance at the time of deterioration to the initial luminance of the organic EL element. The operating current ratio is the ratio of the operating current at the time of deterioration to the initial operating current of the organic EL element.

実施例1〜4の有機EL素子50Bにおいては、ホール輸送層16の膜厚が500Åおよび1200Åの場合、輝度比が90%以上となり、すなわち輝度低下率が10%以内となった。また、動作電流比が95%以上となり、すなわち、動作電流低下率が5%以内となった。また、ホール輸送層16の膜厚が500Åの場合、動作電流比が98%以上となり、すなわち、動作電流低下率が2%以内となった。   In the organic EL elements 50B of Examples 1 to 4, when the film thickness of the hole transport layer 16 was 500 mm and 1200 mm, the luminance ratio was 90% or more, that is, the luminance reduction rate was within 10%. Further, the operating current ratio was 95% or more, that is, the operating current reduction rate was within 5%. When the thickness of the hole transport layer 16 was 500 mm, the operating current ratio was 98% or more, that is, the operating current reduction rate was within 2%.

一方、ホール輸送層16の膜厚が1500Åおよび1900Åの場合、輝度比が90%よりも低くなり、すなわち輝度低下率が10%よりも大きくなった。また、動作電流比が95%よりも低くなり、すなわち、動作電流低下率が5%よりも大きくなった。   On the other hand, when the film thickness of the hole transport layer 16 was 1500 mm and 1900 mm, the luminance ratio was lower than 90%, that is, the luminance reduction rate was higher than 10%. Further, the operating current ratio was lower than 95%, that is, the operating current reduction rate was higher than 5%.

したがって、有機EL素子50Bにおいては、ホール輸送層16の膜厚を500Å〜1200Åに設定することが好ましく、ホール輸送層16の膜厚を500Åにすることがさらに好ましいことがわかった。   Therefore, it was found that in the organic EL element 50B, the thickness of the hole transport layer 16 is preferably set to 500 to 1200 mm, and the thickness of the hole transport layer 16 is further preferably set to 500 mm.

次に、実施例1〜4の有機EL素子50Rにおいては、ホール輸送層16の膜厚が500Åおよび1200Åの場合、輝度比が90%以上となり、すなわち輝度低下率が10%以内となった。また、動作電流比が95%以上となり、すなわち、動作電流低下率が5%以内となった。また、ホール輸送層16の膜厚が500Åの場合、動作電流比が98%以上となり、すなわち、動作電流低下率が2%以内となった。   Next, in the organic EL elements 50R of Examples 1 to 4, when the film thickness of the hole transport layer 16 was 500 mm and 1200 mm, the luminance ratio was 90% or more, that is, the luminance reduction rate was within 10%. Further, the operating current ratio was 95% or more, that is, the operating current reduction rate was within 5%. When the thickness of the hole transport layer 16 was 500 mm, the operating current ratio was 98% or more, that is, the operating current reduction rate was within 2%.

一方、ホール輸送層16の膜厚が1500Åおよび1900Åの場合、輝度比が90%よりも低くなり、すなわち輝度低下率が10%よりも大きくなった。また、動作電流比が95%よりも低くなり、すなわち、動作電流低下率が5%よりも大きくなった。   On the other hand, when the film thickness of the hole transport layer 16 was 1500 mm and 1900 mm, the luminance ratio was lower than 90%, that is, the luminance reduction rate was higher than 10%. Further, the operating current ratio was lower than 95%, that is, the operating current reduction rate was higher than 5%.

したがって、有機EL素子50Rにおいては、ホール輸送層16の膜厚を500Å〜1200Åに設定することが好ましく、ホール輸送層16の膜厚を500Åにすることがさらに好ましいことがわかった。   Therefore, it was found that in the organic EL element 50R, the thickness of the hole transport layer 16 is preferably set to 500 mm to 1200 mm, and the film thickness of the hole transport layer 16 is more preferably set to 500 mm.

続いて、実施例1〜4の有機EL素子50Gにおいては、ホール輸送層16の膜厚が500Å,1200Åおよび1500Åの場合、輝度比が90%以上となり、すなわち輝度低下率が10%以内となった。また、動作電流比が95%以上となり、すなわち、動作電流低下率が5%以内となった。また、ホール輸送層16の膜厚が500Åおよび1200Åの場合、動作電流比が98%以上となり、すなわち、動作電流低下率が2%以内となった。   Subsequently, in the organic EL elements 50G of Examples 1 to 4, when the film thickness of the hole transport layer 16 is 500 mm, 1200 mm, and 1500 mm, the luminance ratio is 90% or more, that is, the luminance reduction rate is within 10%. It was. Further, the operating current ratio was 95% or more, that is, the operating current reduction rate was within 5%. Further, when the thickness of the hole transport layer 16 was 500 mm and 1200 mm, the operating current ratio was 98% or more, that is, the operating current reduction rate was within 2%.

一方、ホール輸送層16の膜厚が1900Åの場合、輝度比が90%よりも低くなり、すなわち輝度低下率が10%よりも大きくなった。また、動作電流比が95%よりも低くなり、すなわち、動作電流低下率が5%よりも大きくなった。   On the other hand, when the film thickness of the hole transport layer 16 was 1900 mm, the luminance ratio was lower than 90%, that is, the luminance reduction rate was higher than 10%. Further, the operating current ratio was lower than 95%, that is, the operating current reduction rate was higher than 5%.

したがって、有機EL素子50Rにおいては、ホール輸送層16の膜厚を500Å〜1500Åに設定することが好ましく、ホール輸送層16の膜厚を500Å〜1200Åにすることがさらに好ましいことがわかった。   Therefore, it was found that in the organic EL element 50R, the thickness of the hole transport layer 16 is preferably set to 500 mm to 1500 mm, and the thickness of the hole transport layer 16 is further preferably set to 500 mm to 1200 mm.

以上のことから、有機EL装置の有機EL素子50Gのホール輸送層16の膜厚を1500Å、有機EL素子50Bのホール輸送層16の膜厚を1200Å、有機EL素子50Rのホール輸送層16の膜厚を1200Åに設定することにより、有機EL素子50R,50G,50Bの劣化による動作電流低下および輝度の低下を抑制することができる。   From the above, the film thickness of the hole transport layer 16 of the organic EL element 50G of the organic EL device is 1500 mm, the film thickness of the hole transport layer 16 of the organic EL element 50B is 1200 mm, and the film of the hole transport layer 16 of the organic EL element 50R. By setting the thickness to 1200 mm, it is possible to suppress a decrease in operating current and a decrease in luminance due to deterioration of the organic EL elements 50R, 50G, and 50B.

本発明は、経時劣化による複数色の発光輝度のばらつきを抑制することができる有機エレクトロルミネッセンス装置およびその製造方法に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an organic electroluminescence device capable of suppressing variations in light emission luminance of multiple colors due to deterioration with time and a method for manufacturing the same.

一実施の形態に係る有機EL装置を示す模式的平面図である。1 is a schematic plan view showing an organic EL device according to an embodiment. 図1の有機EL装置のA−A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the organic EL device of FIG. 1 taken along line AA. 有機EL素子とTFTとの接続を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the connection of an organic EL element and TFT. 有機EL素子の駆動電圧−動作電流特性およびTFTのドレイン・ソース間電圧−ドレイン・ソース間電流特性を示す図である。It is a figure which shows the drive voltage-operating current characteristic of an organic EL element, and the drain-source voltage-drain-source current characteristic of TFT. 有機EL素子の経時劣化時のVf−I特性の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the Vf-I characteristic at the time of time-dependent deterioration of an organic EL element. 実施例1〜4において作製した有機EL素子を示す模式的構造断面図である。It is typical structure sectional drawing which shows the organic EL element produced in Examples 1-4.

符号の説明Explanation of symbols

12 ホール注入電極
16 ホール輸送層
22,24,26 発光層
28 電子輸送層
30 電子注入層
32 電子注入電極
50R,50G,50B 有機エレクトロルミネッセンス素子
130,140 TFT
12 hole injection electrode 16 hole transport layer 22, 24, 26 light emitting layer 28 electron transport layer 30 electron injection layer 32 electron injection electrode 50R, 50G, 50B organic electroluminescence device 130, 140 TFT

Claims (6)

複数色の発光を行う複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ対応して設けられた複数のトランジスタとを備え、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の各々は、第1の電極、有機層および第2の電極を順に含み、
前記複数のトランジスタの各々は、一方の電極、他方の電極および制御電極を有し、
各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第1の電極が対応するトランジスタの前記一方の電極に接続され、かつ各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第2の電極と対応するトランジスタの前記他方の電極との間に電源電圧が印加されるように、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子および前記複数のトランジスタが接続され、
初期に各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加される駆動電圧を初期駆動電圧とし、各有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を初期動作電流とし、経時劣化により駆動電圧が前記初期駆動電圧の2倍に上昇したときに前記有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を劣化時動作電流とした場合に、
初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記有機層の厚さが設定されたことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
A plurality of organic electroluminescent elements that emit light of a plurality of colors;
A plurality of transistors provided corresponding to each of the plurality of organic electroluminescence elements,
Each of the plurality of organic electroluminescence elements includes a first electrode, an organic layer, and a second electrode in order,
Each of the plurality of transistors has one electrode, the other electrode, and a control electrode,
The first electrode of each organic electroluminescence element is connected to the one electrode of the corresponding transistor, and a power source is connected between the second electrode of each organic electroluminescence element and the other electrode of the corresponding transistor. The plurality of organic electroluminescence elements and the plurality of transistors are connected so that a voltage is applied,
Initially, a driving voltage applied between the first electrode and the second electrode of each organic electroluminescence element is an initial driving voltage, an operating current flowing through each organic electroluminescence element is an initial operating current, When the operating current flowing through the organic electroluminescence element when the driving voltage has increased to twice the initial driving voltage due to deterioration is set as the operating current during deterioration,
An organic electroluminescent device, wherein the thickness of the organic layer of each organic electroluminescent element is set so that the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more.
各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記有機層は複数の層を含み、
前記初期動作電流に対する前記劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記複数の層のうち少なくとも1つの層の厚さが設定されたことを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
The organic layer of each organic electroluminescence element includes a plurality of layers,
The thickness of at least one of the plurality of layers of each organic electroluminescence element is set so that a ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more. Item 2. The organic electroluminescence device according to Item 1.
前記少なくとも1つの層は、キャリア輸送層であることを特徴とする請求項2記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The organic electroluminescence device according to claim 2, wherein the at least one layer is a carrier transport layer. 前記初期動作電流に対する前記劣化時動作電流の割合が98%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記有機層の厚さが設定されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 The thickness of the said organic layer of each organic electroluminescent element was set so that the ratio of the said operating current at the time of deterioration with respect to the said initial stage operating current might be 98% or more. The organic electroluminescent device according to 1. 複数色の発光を行う複数の有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子にそれぞれ対応して設けられた複数のトランジスタとを含む有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法であって、
前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子の有機層の厚さを設定する工程と、
一方の電極、他方の電極および制御電極を有する前記複数のトランジスタが設けられた基板を準備する工程と、
前記基板上に第1の電極、有機層および第2の電極を有する前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子を形成する工程とを備え、
各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第1の電極が対応するトランジスタの前記一方の電極に接続され、かつ各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第2の電極と対応するトランジスタの前記他方の電極との間に電源電圧が印加されるように、前記複数の有機エレクトロルミネッセンス素子および前記複数のトランジスタを接続し、
初期に各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加される駆動電圧を初期駆動電圧とし、各有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を初期動作電流とし、経時劣化により駆動電圧が前記初期駆動電圧の2倍に上昇したときに前記有機エレクトロルミネッセンス素子に流れる動作電流を劣化時動作電流とした場合に、
前記初期動作電流に対する劣化時動作電流の割合が95%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記有機層の厚さを設定することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
A method of manufacturing an organic electroluminescence device comprising a plurality of organic electroluminescence elements that emit light of a plurality of colors and a plurality of transistors provided corresponding to the plurality of organic electroluminescence elements, respectively.
Setting the thickness of the organic layer of the plurality of organic electroluminescence elements;
Preparing a substrate provided with the plurality of transistors having one electrode, the other electrode and a control electrode;
Forming the plurality of organic electroluminescent elements having a first electrode, an organic layer, and a second electrode on the substrate,
The first electrode of each organic electroluminescence element is connected to the one electrode of the corresponding transistor, and a power source is connected between the second electrode of each organic electroluminescence element and the other electrode of the corresponding transistor. Connecting the plurality of organic electroluminescence elements and the plurality of transistors such that a voltage is applied;
Initially, a driving voltage applied between the first electrode and the second electrode of each organic electroluminescence element is an initial driving voltage, an operating current flowing through each organic electroluminescence element is an initial operating current, When the operating current flowing through the organic electroluminescence element when the driving voltage is increased to twice the initial driving voltage due to deterioration is set as the operating current during deterioration,
A method of manufacturing an organic electroluminescent device, wherein the thickness of the organic layer of each organic electroluminescent element is set so that the ratio of the operating current during deterioration to the initial operating current is 95% or more.
前記初期動作電流に対する前記劣化時動作電流の割合が98%以上になるように、各有機エレクトロルミネッセンス素子の前記有機層の厚さを設定することを特徴とする請求項5記載の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。 6. The organic electroluminescence device according to claim 5, wherein the thickness of the organic layer of each organic electroluminescence element is set so that a ratio of the deterioration-time operating current to the initial operating current is 98% or more. Manufacturing method.
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