JP2007265708A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半透明反射膜上にＩＴＯ等の透明電極を形成する際、反応性ガスとして導入する酸素により、Ａｇを主成分とする半透明反射膜が酸化され、光学特性が劣化し、有機ＥＬ素子の発光効率の低下が生じるという課題を解決する。
【解決手段】半透明反射膜上に酸素遮断性の金属薄膜を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は有機ＥＬ表示装置に関する。

有機ＥＬ表示装置を構成する有機ＥＬ素子とは、陰極と陽極との間に流れる電流によって、両電極間に在る有機化合物が発光する素子のことである。

有機ＥＬ表示装置は自発光性であるために視認性が高いと同時に、薄型軽量化が可能であるため、特にモバイル用アクティブマトリクス型パネルへの応用展開が進められている。

有機ＥＬ表示装置の断面構造の一例を図２に示す。図中、１は基板、２はＴＦＴ、３は平坦化膜、４は反射性金属膜、６は画素分離膜、７は正孔輸送層、８は発光層、９は電子輸送層、１３は透明電極をそれぞれ表しており、基板上面側より発光表示を行う。

近年、有機ＥＬ表示装置の光取り出し効率を高める目的で、電子輸送層と透明電極との間に半透明反射膜を形成して、同半透明反射膜と反射性金属膜とによる多重干渉を利用し、光共振構造をもたせる取り組みがなされている（特許文献１）。

特開２００３−１０９７７５号公報

半透明反射膜としてＡｇを主成分とする金属膜を使用したこれらの有機ＥＬ素子では、半透明反射膜上に透明電極であるＩＴＯ等の金属酸化物膜を形成する際、反応性ガスとして導入する酸素により、Ａｇを主成分とする半透明反射膜が酸化される。そのため、光学特性が劣化し、有機ＥＬ素子の発光効率の低下が生じるという問題がある。

本発明は、半透明反射膜上にＩＴＯ等の透明電極を形成する際、反応性ガスとして導入する酸素により、Ａｇを主成分とする半透明反射膜が酸化され、光学特性が劣化し、有機ＥＬ素子の発光効率の低下が生じるという課題を解決するものである。

上記した背景技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る有機ＥＬ表示装置は、
第一電極と、半透明反射膜、透明電極を積層した第二電極との間に有機発光層を含む有機層が少なくとも設けられており、かつ、前記第一電極と第二電極が前記有機発光層の発光を共振させる微小共振構造を有する有機ＥＬ表示装置において、
前記半透明反射膜上に酸素遮断性の金属薄膜を有することを特徴とする。

本発明の有機ＥＬ表示装置によれば、半透明反射膜上にＩＴＯ等の透明電極を形成する際に導入する酸素によってＡｇを主成分とする前記半透明反射膜が酸化することを防止することが可能となる。

したがって、半透明反射膜の劣化による有機ＥＬ素子の発光特性の劣化が防止され、良好な表示性能の有機ＥＬ表示装置を実現することが可能となる。

本発明の有機ＥＬ表示装置の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す有機ＥＬ表示装置はガラス基板１上に有機ＥＬ素子が設けられており、同有機ＥＬ素子が封止ガラスキャップ１５で封止されている。前記有機ＥＬ素子は、反射性金属膜４、透明導電膜５を積層した第一電極と、半透明反射膜１１、透明電極１３を積層した第二電極との間に、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０を積層した有機層が設けられた構成である。

本発明の有機ＥＬ表示装置は、前記半透明反射膜１１上に酸素遮断性の金属薄膜１２を有することを特徴とする。Ａｇを主成分とする半透明反射膜１１上に酸素遮断性の金属薄膜１２を形成することにより、ＩＴＯやＩＴＯ等の透明電極１３を形成する際に導入する酸素による半透明反射膜１１の酸化劣化を防止できる。

酸素遮断性の金属薄膜１２の材料としては、酸素雰囲気下で透過率、屈折率、及び、電気抵抗の変化が小さい金属が好適に使用できる。特に好ましくは、Ｐｔ、Ａｕ及び、それらを主成分とする合金が好適に使用可能である。

ところで、図１に示す有機ＥＬ表示装置は、第一電極の反射性金属膜４と第二電極の半透明反射膜１１とで共振器構造が構成される。

第一電極と第二電極との間の光学的距離をＬ、発光のピーク波長をλ、有機ＥＬ素子からの発光を視認する角度をΘ（有機ＥＬ素子に正対し視認する場合を０°）。また、第一、第二の各電極にて発光が反射する際の位相シフトの和をφ（ｒａｄ）とした場合、各パラメータ間に＜式１＞を満足する関係があると、共振効果による強めあいを利用できる。

＜式１＞ ２ＬｃｏｓΘ＋φ／２π＝ｍλ（ｍ＝１，２，３，・・・）

ここで光学的距離Ｌは、第一電極と第二電極との間にある各有機化合物層の光学膜厚（＝屈折率（ｎ）×膜厚（ｄ））の総和（ｎ１ｄ１＋ｎ２ｄ２＋・・・）である。なお、実際に第一、第二の各電極にて発光が反射する際、反射界面を構成する電極材料および有機材料の組み合わせにより、位相シフトの和φは、変化する。

本実施形態では、反射性金属膜４（陽極）及び半透明反射膜１１（陰極）の材料として、いずれも銀合金（ＡｇＮｉＣｕ）を用い、膜厚はそれぞれ１００ｎｍ、１５ｎｍとし、共振効果により強め合うように各有機化合物層の膜厚を設定した。そのため、高効率に光を取り出すことができる。

＜実施例＞
以下に、上記実施形態を更に詳細に説明する。なお、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、本実施例に限られない。

本実施例では、Ｒ（赤）Ｇ（緑）Ｂ（青）の３色からなる表示装置を以下に示す方法で作成した。

支持体としてのガラス基板１上に、低温ポリシリコンからなるＴＦＴ駆動回路２を形成し、その上にアクリル樹脂からなる平坦化膜３を形成し基板とした。

この上に反射性金属膜４としての銀合金（ＡｇＣｕＮｄ）を膜厚約１００ｎｍでスパッタリング法にて形成してパターニングし、さらに、透明導電膜５としてのＩＺＯ膜をスパッタリング法にて膜厚１０ｎｍで形成してパターニングし、陽極を形成した。

さらに、アクリル樹脂により画素分離膜６を形成した。

これをイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で超音波洗浄し、次いで、煮沸洗浄した後に乾燥させた。

さらに、ＵＶ／オゾン洗浄してから以下の手順で有機化合物を真空蒸着により形成した。

始めに、共通の正孔輸送層７として下記構造式で示される化合物［Ｉ］を、１５ｎｍの膜厚ですべての発光画素に形成した。この際の真空度は１×１０^-4Ｐａ、蒸着レートは０．２ｎｍ／ｓｅｃである。

次に、発光層８として、シャドーマスクを用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの発光層を形成した。Ｒの発光層としては、ホストとしてＡｌｑ３と、発光性化合物ＤＣＭ［４−（ｄｉｃｙａｎｏｍｅｔｈｙｌｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−６（ｐ−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｓｔｙｒｙｌ）−４Ｈ−ｐｙｒａｎ］とを共蒸着（重量比９９：１）して膜厚３０ｎｍの発光層を設けた。Ｇの発光層としては、ホストとしてＡｌｑ３と、発光性化合物クマリン６とを共蒸着（重量比９９：１）して膜厚４２ｎｍの発光層を設けた。Ｂの発光層としては、ホストとして下記に示す［ＩＩ］と発光性化合物［ＩＩＩ］を共蒸着（重量比８０：２０）して膜厚１０ｎｍの発光層を設けた。ちなみに、蒸着時の真空度は１×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件で形成した。

更に共通の電子輸送層９としてバソフェナントロリン（Ｂｐｈｅｎ）を真空蒸着法にて１０ｎｍの膜厚で形成した。蒸着時の真空度は１×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件であった。

次に、共通の電子注入層１０として、ＢｐｈｅｎとＣｓ₂ＣＯ₃を共蒸着（重量比９０：１０）してＲの発光部で５２ｎｍ、Ｇの発光部で１４ｎｍ、Ｂの発光部で２２ｎｍの膜厚に形成した。蒸着時の真空度は３×１０^-4Ｐａ、成膜速度は０．２ｎｍ／ｓｅｃの条件であった。

そして、スパッタ法で、半透明反射膜１１として、銀（Ａｇ）を１５ｎｍの膜厚、酸素遮断膜１２としてＡｕを１０ｎｍの膜厚で形成した。

さらに、透明電極１３としてＩＺＯ膜をスパッタリング法にて膜厚６０ｎｍで形成した。

陰極まで形成した基板を、真空を破ること無しにスパッタ装置へ移動して保護層１４として、窒化酸化シリコンを膜厚１５００ｎｍで形成して、有機ＥＬ素子を得た。

引き続いて、非発光領域に相当する部位に、乾燥剤（酸化カルシウム）１６を形成した封止ガラスキャップ１５を接着剤（アラルダイト、日本チバガイギー社製）１７を用い、基板１に貼り付け、有機ＥＬ素子の全体を被覆保護し、有機ＥＬ表示装置を得た。

＜比較例＞
支持体としてのガラス基板１上に、低温ポリシリコンからなるＴＦＴ駆動回路２を形成し、その上にアクリル樹脂からなる平坦化膜３、反射性金属膜４、透明導電膜５、画素分離膜６を形成して基板とした。

次いで、実施例１と同様の手法で、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０、半透明反射膜１１、透明電極１３（ＩＴＯ膜）、保護層１４を形成して、有機ＥＬ素子を得た。

引き続いて、非発光領域に相当する部位に、乾燥剤（酸化カルシウム）１６を形成した封止ガラスキャップ１５を接着剤（アラルダイト、日本チバガイギー社製）１７を用い、基板１１に貼り付け、有機ＥＬ素子の全体を被覆保護し、有機ＥＬ表示装置を得た。

表１には、実施例の有機ＥＬ表示装置における有機ＥＬ素子の白色表示消費電力と、比較例の有機ＥＬ素子の白色表示消費電力の相対比較を示した。

表１に示されるように、本実施例の有機ＥＬ表示装置は、半透明反射膜の劣化による有機ＥＬ素子の発光特性劣化が防止され、良好な表示性能を示した。一方、比較例の有機ＥＬ表示装置は、半透明反射膜の酸化劣化による屈折率、吸収変化により、共振構造が変化したため、有機ＥＬ素子の発光効率の低下が生じた。

本発明の実施例に基づく有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。 一般的な有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ ＴＦＴ
３ 平坦化膜
４ 反射性金属膜
５ 透明導電膜
６ 画素分離膜
７ 正孔輸送層
８ 発光層
９ 電子輸送層
１０ 電子注入層
１１ 半透明反射膜
１２ 酸素遮断膜
１３ 透明電極
１４ 保護層
１５ 封止ガラスキャップ
１６ 乾燥剤
１７ 接着剤

Claims (5)

1. 第一電極と、半透明反射膜、透明電極を積層した第二電極との間に有機発光層を含む有機層が少なくとも設けられており、かつ、前記第一電極と第二電極が前記有機発光層の発光を共振させる微小共振構造を有する有機ＥＬ表示装置において、
   前記半透明反射膜上に酸素遮断性の金属薄膜を有することを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。
2. 酸素遮断性の金属薄膜はＰｔを主成分とすることを特徴とする、請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 酸素遮断性の金属薄膜はＡｕを主成分とすることを特徴とする、請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 半透明反射膜はＡｇを主成分とすることを特徴とする、請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 透明電極は酸化インジウムを含有する金属酸化物であることを特徴とする、請求項１記載の有機ＥＬ表示装置。

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