JP2005166441A - 有機ｅｌパネルおよび有機ｅｌパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画素（有機発光層の発光部）以外の発光を防止して、電力の浪費を防止する有機ＥＬパネルおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】 透明基材１上に、第一電極２、リーク防止層３、有機発光層４および第二電極５を順次積層してなる有機ＥＬパネル１０において、リーク防止層３は、有機発光層４の発光部４２に重なる部分である重複部３２と他の当該重複部３２との間に当該各重複部３２よりも導電性の低い低導電性部３１を有する有機ＥＬパネル１０により、上記課題を解決する。また、同様の有機ＥＬパネル１０の製造方法において、リーク防止層３を、有機発光層４の発光部４２に重なる部分である重複部３２と他の当該重複部３２との間に当該各重複部３２よりも導電性の低い低導電性部３１を有するよう形成する有機ＥＬパネル１０の製造方法によっても、上記課題を解決する。
【選択図】 図１

Description

本願は、ディスプレイ等に用いられる有機ＥＬパネルおよびその製造方法に関し、さらに具体的には有機ＥＬパネルのリーク防止層の形成に関する。

従来より、ディスプレイ等に用いられるパネルとして、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルが知られている。この有機ＥＬパネルは、透明基材上に二つの電極に挟まれた有機発光層を有するものである。通常、有機発光層は、画素の形状にあわせてパターニングされ、画素部分のみが発光するよう構成されている。なお、単色の有機ＥＬパネルにおいては、有機発光層は、パネルの画素が形成される部分全面に形成されており、パターニングされていない。

こうした有機ＥＬパネルを構成する素子は、非常に薄い膜から構成されているため、基材上にゴミ等の不純物があると、陽極と陰極との間で電流がリークすることがある。

このリークを防止するために、導電性高分子からなるリーク防止層を透明電極上の全面にスピンコート等の成膜方法により形成することが考えられている。リーク防止層の形成にスピンコート法を用いれば、基材上にあるゴミ等の不純物を埋め込むことが可能となる。

一方、有機ＥＬ素子の発光層の所定部分に高エネルギー線を照射して当該部分の発光を失活させる方法が、知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−７６８７０号公報

しかし、従来の有機ＥＬパネルでは、リーク防止層を形成したときに、リーク防止層の抵抗値が比較的低いため、リーク防止層中を通じて面方向へも電流が流れ、有機発光層の発光部以外も発光する場合がある。また、有機発光層の発光部以外が発光しない場合でも、従来の有機ＥＬパネルは、リーク防止層中を電流が流れるために、消費電力が増加してしまう。こうした発光部以外も発光する現象や消費電力が増加する現象は、有機発光層のパターンが微細である程、顕著になる。

そこで、本願の課題は、上述の従来技術において生じる問題を解決することが一例として挙げられ、新規な有機ＥＬパネルおよびその製造方法を提供するものであって、画素（有機発光層の発光部）以外の発光を防止して、電力の浪費を防止する有機ＥＬパネル及びその製造方法を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、基材上に、第一電極、リーク防止層、有機発光層および第二電極を順次積層してなる有機ＥＬパネルにおいて、前記リーク防止層は、前記有機発光層の発光部に重なる部分と他の重なる部分との間に当該各重なる部分よりも導電性の低い低導電性部を有することを特徴とする。

また、上記の課題を解決するために、請求項４に記載の発明は、基材上に、第一電極、リーク防止層、有機発光層および第二電極を順次積層してなる有機ＥＬパネルの製造方法において、前記リーク防止層を、前記有機発光層の発光部に重なる部分と他の重なる部分との間に当該各重なる部分よりも導電性の低い低導電性部を有するよう形成することを特徴とする。

以下に、図面を参照して、本実施形態の有機ＥＬパネルについて具体的に説明する。

なお、図１は、本実施形態の有機ＥＬパネルの断面概略図であり、図２乃至図４は、本実施形態の有機ＥＬパネルにおけるリーク防止層のパターニングの各例を示す図である。また、図５は、図４に示す本実施形態の有機ＥＬパネルの部分断面概略図である。

本実施形態の有機ＥＬパネル１０は、図１に示されるように、透明基材１、第一電極２、低導電性部３１を有するリーク防止層３、有機発光層４、第二電極５、が順次積層されて形成される。また、有機ＥＬパネル１０には、必要により図示しない保護層や他の任意の層が形成される。

図２および図３には、リーク防止層３における低導電性部３１のパターンの各例を示す。低導電性部３１は、波線で示された有機発光層４の発光部４２と重なる部分３２以外の部分に設けられる。

まず、有機ＥＬパネル１０の全体の構成について説明する。

透明基材１は、通常、長方形形状で平坦なガラス基板または透明樹脂が用いられる。透明樹脂としては、通常、有機ＥＬパネルの透明基材として用いられているものが用いられ、材料は特に限定されない。

第一電極２は、通常、陽極である。第一電極２には、有機発光層３の光を外に取り出せるようにするために、透明の材料が用いられる。こうした第一電極２の材料は、特に限定されないが、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透明の材料が用いられる。なお、第一電極２は、通常、透明基材１上の画像が表示されることとなる部分の全面に形成される。

リーク防止層３は、第一電極２と第二電極５との間のリークを防止する機能を有する。また、リーク防止層３は、第一電極２と有機発光層４との間に設けられるため、正孔注入層または正孔輸送層としての役割をも果たす。このリーク防止層３は、通常、有機ＥＬパネル１０における第一電極２等の薄膜を形成する部分の全面、すなわち画像が表示されることとなる部分の全面に形成される。なお、このリーク防止層３については、後に詳述する。

有機発光層４は、第一電極２から輸送される正孔と第二電極５から輸送される電子とが再結合して励起され、発光する有機材料で形成される。ただし、有機発光層４の第一電極２側には、正孔注入層、正孔輸送層等が設けられる場合があり、有機発光層４の第二電極５側には、電子注入層、電子輸送層等が設けられる場合がある。これらの各層の材料は、上記各機能を有するものであれば特に限定されない。なお、有機発光層４は、図１に示されるように、透明基材１上の全面に形成されてもよいし、パターニングされて、部分的に形成されてもよい。

また、有機発光層４における発光部４２の形状および配列は、本実施形態の図２および図３における有機発光層４の発光部４２と重なる部分３２から示されるように、正方形形状がマトリックス状に配列されている。なお、発光部４２の形状および配列は、これに限定されるものではなく、必要に応じて種々の形状および配列にすることができる。

第二電極５は、通常、陰極である。この第二電極４の材料は、特に限定されず、通常、有機ＥＬの陰極として用いられている材料が使用される。第二電極５は、必要に応じて、透明基材１上の全面に、または部分的に形成される。

図示しない保護層は、有機ＥＬ素子全体を封止して、有機ＥＬ素子への水分等の混入等を防ぎ、有機ＥＬ素子の発光の劣化を防いでいる。なお、有機ＥＬ素子の劣化には、材料自体の劣化と、電極／有機材料界面の劣化があり、保護層は、これらの劣化を防ぐものである。この保護層の材料は、特に限定されず、通常、有機ＥＬの保護層や封止層として用いられている材料が使用される。保護層は、通常、図示しない引き出し電極の部分を除くＥＬ素子の全面に形成される。

こうした各層は、透明基材１、第一電極２、リーク防止層３、有機発光層４、第二電極５の順で積層される。第一電極２、有機発光層４、第二電極５および図示しない保護層は、印刷、塗布、ＣＶＤ及び蒸着等の従来公知の種々の成膜方法が適宜選択されて透明基材１上に形成される。また、これらの各層の層厚および膜厚は、特に限定されず、その機能等により適宜選択される。ここで、本明細書における上下の語は、有機ＥＬパネル１０を製造する際に有機ＥＬパネルが置かれた状態での上下を示す。

次いで、上述のリーク防止層３について詳述する。

リーク防止層３を形成する材料としては、導電性高分子が用いられる。特に、紫外線や電子線の照射、その他の外界からの影響により導電性を低下させることが可能である導電性高分子を用いることが好ましい。こうした導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン等の材料が用いられる。

リーク防止層３の膜厚は、通常、２０〜１００００Ａ（オングストローム）であり、好ましくは３０〜１０００Ａであり、より好ましくは３００〜５００Ａである。なお、リーク防止層３の膜厚が２０Ａよりも薄いと、リーク防止層３の厚みを均一にすることが困難となり、リーク防止層３としての機能が十分に発揮できなくなる場合がある。一方、リーク防止層３の膜厚は、ゴミによるリークを防止する作用を奏するよう、より厚い方が好ましいが、１００００Ａよりも厚いと、有機ＥＬ素子の性能が劣化してしまう場合がある。そのため、リーク防止層３の膜厚は、通常、上述の範囲とする。

リーク防止層３の形成方法は、スピンコート、ディップコート等の各種塗布方法、フレキソ印刷等の各種印刷方法、ＣＶＤ法及び蒸着法等の種々の成膜方法を使用することができる。これらの成膜方法のうち、均一に膜を形成できるため、リーク防止層３の形成方法として、スピンコートを用いることが好ましい。

このリーク防止層３は、低導電性部３１を有する。低導電性部３１は、リーク防止層３における他の部分よりも導電性を低く構成した部分である。

リーク防止層３の低導電性部３１は、図１から図３に示されるように、有機発光層４の発光部４２と重なる部分３２（以下、発光部重複部３２ともいう。）以外の位置に設けられる。ただし、発光部重複部３２は、リーク防止層３において、その上に有機発光層４の発光部４２が形成される部分となる。なお、低導電性部３１は、具体的には、各発光部重複部３２の間に設けられる。なお、低導電性部３１は、発光部重複部３２以外の位置全体に幅を有するよう設けてもよいし、発光部重複部３２間の一箇所のみ、例えば、図２に示すように各発光部重複部３２間に一線だけ設けてもよい。

ここで、低導電性部３１と発光部重複部３２とが接していると、発光部重複部３２が劣化してしまうことがある。そのため、例えば図３に示すように、低導電性部３１は、発光部重複部３２に接しないように設けることが好ましい。

リーク防止層３の低導電性部３１は、具体的には、隣り合う発光部重複部３２の間に２０μｍ程度の距離があるとき、低導電性部３１は、そのうち０．１〜１９μｍ程度の太さで形成することが好ましく、５〜１０μｍ程度とすることがより好ましい。

低導電性部３１は、リーク防止層３の層厚方向の全体に設けられる。そのため、有機ＥＬパネル１０において、各発光部４２間に電流が流れ、発光することを防止できる。

低導電性部３１を形成するには、第一電極２上に、上述のようにリーク防止層３を形成した後、更に上層を形成する前に、発光部４２が形成される位置３２を避けた上述の位置に、電子線または紫外線のいずれかを照射する。これより、電子線または紫外線が照射された部分の導電性高分子が劣化して、他よりも導電性の低い部分、すなわち低導電性部３１が形成される。また、電子線照射によると、リーク防止層３を形成する導電性高分子において架橋または分断が起こり、電流が流れにくくなる。このようにして低導電性部３１が形成される場合もある。こうした紫外線または電子線の照射については、後述する。

なお、画素間に絶縁膜および隔壁を形成する場合にも、低導電性層３１を形成することができる。この場合、図４にリーク防止層３の上面図、図５に図４中のＡ−Ａ’断面図（有機発光帯４および第二電極５を省略している。）を示すように、第一電極２上の、上述の発光部４２（画素）が形成される位置３２を避けた位置のうち、一方方向（例えば、図４における水平方向）のみに絶縁膜３４を形成し、絶縁膜３４上に隔壁３３を形成した後、リーク防止層３を形成し、発光部４２（画素）が形成される位置３２を避けた位置における隔壁３３に対する垂直方向にのみ、電子線または紫外線のいずれかを照射する。ただし、上述のように発光部４２の形状および配列は限定されないため、隔壁３３および低導電性部３１の位置についても、発光部４２の形状および配列によって、適宜選択される。

また、低導電性部３１を形成するには、リーク防止層３自体を発光部４２が形成される位置３２を含むよう形成し、各発光部４２間の位置と重なる位置にリーク防止層３が形成されないようにすることができる。例えば、リーク防止層３と発光部４２とが重複することになる位置に、リーク防止層３を印刷によりパターニングして形成する。このとき、リーク防止層３が印刷されなかった部分を低導電性部３１とすることができる。

低導電性部３１は、リーク防止層３の低導電性部３１以外の部分よりも導電性を低くする。具体的には、低導電性部３１の抵抗値は、リーク防止層３の低導電性部３１以外の部分の抵抗値の１．５倍以上とすることが好ましい。より好ましくは、低導電性部３１の抵抗値は、リーク防止層３の低導電性部３１以外の部分の１．５〜１０００倍程度とする。

また、リーク防止層３を形成する導電性高分子の導電異方性を利用し、高分子を配向させて、発光部４２以外の部分が発光しないようにしてもよい。

次に、上述の電子線および紫外線の照射について説明する。

電子線または紫外線は、通常、電子線または紫外線と呼ばれる範囲のものを使用すればよく、特に限定されない。ただし、通常、電子線は、電子の流れを細くしぼり、ほぼ直線状としたものを指し、熱電子放出等により得られる。また、紫外線は、波長がＸ線より長く、可視光の最短波長より短い電磁波を指し、具体的な波長は、１．０ｎｍ〜０．４μｍ程度である。電子線または紫外線の発生手段および照射手段は、従来公知の装置等により電子線または紫外線を発生させ、かつ、照射すればよく、特に限定されない。

電子線は、磁場を用いて偏向させることにより照射することができる。したがって、磁場を制御することにより、電子線の照射領域を制御することができる。その結果、任意の幅や形状の低導電性部３１を得ることができる。磁場の制御は、磁場コイル等を用いる方法等の従来公知の方法で行うことができる。

紫外線は、偏向器とガルバノミラー等を用いて照射することができる。これらを用いることにより、紫外線の照射領域を制御することができ、任意の幅や形状の低導電性部３１を得ることができる。

紫外線の照射量は、特に限定されないが、通常、１０ｍＪ／ｃｍ^２〜１ｋＪ／ｃｍ^２程度（再度、単位をご確認下さい。）程度とする。

また、電子線および紫外線は、リーク防止層３の透明基材１側、および有機発光層４が形成される側、のいずれの方向から照射してもよい。より好ましくは、電子線および紫外線は、リーク防止層３の有機発光層４が形成される側から照射される。こちら側から照射することにより、より微細な低導電性部３２のパターンを形成することができる。また、上述のように電子線および紫外線の照射領域を制御せず、フォトマスクや金属マスクを用いて低導電性部３１をパターニングすることも可能である。

このように、本実施形態においては、基材としての透明基材１上に第一電極２を形成し、上述のようにリーク防止層３および低導電性部３１を設けた後、有機発光層４、第二電極５を順次積層することにより、有機ＥＬパネルが製造される。さらに、必要に応じて保護層等を積層することができる。

以上説明したように、本実施形態の有機ＥＬパネル１０は、基材１上に、第一電極２、リーク防止層３、有機発光層４および第二電極５を順次積層してなる有機ＥＬパネル１０において、リーク防止層３は、有機発光層４の発光部４２に重なる部分である発光部重複部３２と他の発光部重複部３２との間に当該各発光部重複部３２よりも導電性の低い低導電性部３１を有することを特徴とする。

よって、この有機ＥＬパネル１０では、リーク防止層３における有機発光層４の発光部４２と重なる各部分３２の間にある導電性の低い部分３１に、電流が流れない。そのため、有機ＥＬパネル１０の面方向（基材パネルの面方向）に電流が流れず、有機発光層４の発光部４２以外が発光することを防止できる。その結果、有機ＥＬパネル１０は、微細なパターンからなる鮮明な画像を提供でき、かつ、電力の浪費を低減できる。

また、本実施形態の有機ＥＬパネル１０は、さらに、リーク防止層３が有機ＥＬパネル１０における薄膜を形成する部分の全面に設けられた後、各重複部３２の間に紫外線または電子線のいずれか一方を照射することにより低導電性部３１が形成されるよう構成されている。

よって、この有機ＥＬパネル１０では、リーク防止層３には、紫外線または電子線を照射することにより低導電性部３１が形成できる。これより、有機発光層４の発光部４２以外の発光が防止される。そのため、有機ＥＬパネル１０は、鮮明な画像を提供できるほか、電力の浪費を低減できる。

また、本実施形態の有機ＥＬパネル１０は、更に、リーク防止層３が、導電性を変化させることが可能な導電性高分子で形成されるよう構成されている。

よって、この有機ＥＬパネル１０では、リーク防止層３をパネル１０の全面に形成した後、紫外線照射や電子線照射により、有機発光層４の発光部４２と重なる各部分３２の間に低導電性部３１を設けることができる。そのため、有機ＥＬパネル１０は、上述のように発光部４２以外の部分４１の発光を防止し、鮮明な画像を提供できるほか、電力の浪費を低減できる。

本実施形態の有機ＥＬパネル１０の製造方法は、透明基材１上に、第一電極２、リーク防止層３、有機発光層４および第二電極５を順次積層してなる有機ＥＬパネル１０の製造方法において、リーク防止層３を、有機発光層４の発光部４２に重なる部分である重複部３２と他の当該重複部３２との間に当該各重複部３２よりも導電性の低い低導電性部３１を有するよう形成することを特徴とする。

よって、リーク防止層３に導電性が低い部分３１が形成された有機ＥＬパネル１０が製造される。この製造された有機ＥＬパネル１０では、リーク防止層３における有機発光層４の発光部４２と重なる各部分３２の間にある低導電性部３１には電流が流れない。そのため、有機ＥＬパネル１０の面方向（基材パネルの面方向）に電流が流れず、有機発光層４の発光部４２以外が発光することを防止できる。その結果、製造された有機ＥＬパネル１０は、鮮明な画像を提供でき、かつ、電力の浪費を低減できる。

また、本実施形態の有機ＥＬパネル１０の製造方法は、リーク防止層３を該有機ＥＬパネル１０における薄膜を形成する部分の全面に形成した後、リーク防止層３における各発光部重複部３２の間に紫外線または電子線のいずれか一方を照射することを特徴とする。

よって、この有機ＥＬパネル１０の製造方法によると、有機ＥＬパネル１０のリーク防止層３における、有機発光層４の発光部４２と重なる各部分３２の間に他よりも導電性が低い部分３１が形成される。この低導電性部３１には電流が流れない。そのため、有機ＥＬパネル１０の面方向（基材パネルの面方向）に電流が流れず、有機発光層４の発光部４２以外が発光することを防止できる。その結果、製造された有機ＥＬパネル１０は、鮮明な画像を提供でき、かつ、電力の浪費を低減できる。

また、本実施形態の有機ＥＬパネル１０の製造方法は、リーク防止層３を有機発光層４の発光部４２と重なる位置３２に印刷することにより、リーク防止層３を形成することを特徴とする。

よって、この有機ＥＬパネル１０の製造方法によると、リーク防止層３における有機発光層４の発光部４２と重なる部分３２の間に他よりも導電性が低い部分３１、すなわち、リーク防止層３が形成されていない部分ができる。このリーク防止層３が形成されていない低導電性部３１には電流が流れない。そのため、有機ＥＬパネル１０の面方向（基材パネルの面方向）に電流が流れず、有機発光層４の発光部４２以外が発光することを防止できる。その結果、製造された有機ＥＬパネル１０は、鮮明な画像を提供でき、かつ、電力の浪費を低減できる。

基材上に第一電極、ポリアニリンからなるリーク防止層をスピンコート法により３００オングストロームの膜厚で積層した。このリーク防止層の、発光部重複部以外に紫外線を照射した。その紫外線照射前後の、紫外線の照射量と抵抗値の関係を表１に示す。

このように、紫外線または電子線を照射する前と照射した後では、１．８倍以上の抵抗値の差ができる。そのため、リーク防止層には、有機発光層の発光部と重複する各部分の間に、他よりも導電性が低い部分が形成される。この低導電性部は、上述のようにリーク防止層の他の部分よりも抵抗値が高く、電流が流れない。そのため、有機ＥＬパネルの面方向（基材パネルの面方向）に電流が流れず、有機発光層の発光部以外が発光することを防止できる。その結果、有機ＥＬパネルは、鮮明な画像を提供でき、かつ、電力の浪費を低減できる。

本実施形態の有機ＥＬパネルの断面概略図である。 本実施形態の有機ＥＬパネルにおけるリーク防止層のパターニングの一例を示す図である。 本実施形態の有機ＥＬパネルにおけるリーク防止層のパターニングの他の一例を示す図である。 本実施形態の有機ＥＬパネルにおけるリーク防止層のパターニングのさらに他の一例を示す図である。 図４に示す本実施形態の有機ＥＬパネルの部分断面概略図である。

符号の説明

１ …透明基材
２ …第一電極
３ …リーク防止層
３１…低導電性部
３２…発光部重複部
４ …有機発光層
４１…発光部以外の部分
４２…発光部
５ …第二電極
１０…有機ＥＬパネル

Claims (6)

1. 基材上に、第一電極、リーク防止層、有機発光層および第二電極を順次積層してなる有機ＥＬパネルにおいて、前記リーク防止層は、前記有機発光層の発光部に重なる部分である重複部と他の当該重複部との間に当該各重複部よりも導電性の低い低導電性部を有することを特徴とする有機ＥＬパネル。
2. 前記リーク防止層には、当該リーク防止層が有機ＥＬパネルにおける薄膜を形成する部分の全面に設けられた後、前記各重複部の間に紫外線または電子線のいずれか一方を照射することにより前記低導電性部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
3. 前記リーク防止層は、導電性を変化させることが可能な導電性高分子で形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
4. 基材上に、第一電極、リーク防止層、有機発光層および第二電極を順次積層してなる有機ＥＬパネルの製造方法において、前記リーク防止層を、前記有機発光層の発光部に重なる部分である重複部と他の当該重複部との間に当該各重複部よりも導電性の低い低導電性部を有するよう形成することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
5. 前記リーク防止層を該有機ＥＬパネルにおける薄膜を形成する部分の全面に形成した後、該リーク防止層における前記各重複部の間に紫外線または電子線のいずれか一方を照射することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。
6. 前記リーク防止層を前記有機発光層の発光部と重なる位置に印刷することにより、前記リーク防止層を形成することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬパネルの製造方法。

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