JP2008311094A

JP2008311094A - 有機ｅｌパネル

Info

Publication number: JP2008311094A
Application number: JP2007158181A
Authority: JP
Inventors: Yusho Shida; 有章志田
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2008-12-25

Abstract

【課題】自己修復を行って短絡の発生を抑制するとともに配線抵抗を低減して電圧降下を抑制することが可能な有機ＥＬパネルを提供する。
【解決手段】有機ＥＬパネル１は基板２上に形成される透光性電極４と、透光性電極４上に形成され少なくとも発光層を含む有機層７と、有機層７上に形成される第一の背面電極（第一の電極層）８ａと、第一の背面電極８ａ上に形成され第一の背面電極８ａを部分的に露出させる開口部９ａを有する第一の絶縁性膜９と、第一の絶縁性膜９ａ上に形成され開口部９ａを介して第一の背面電極８ａと接触する第二の背面電極８ｂと、を備えてなる。開口部９ａと対向するように第一の背面電極８ａの下方に第二の絶縁性膜１０が部分的に形成されてなる。
【選択図】図２

Description

本発明は基板上に透光性電極，有機層及び背面電極を積層形成してなる有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）パネルに関し、特に電極の短絡による表示不良の低減と電圧降下の抑制に関するものである。

従来、発光素子として、ガラス材料からなる透光性の支持基板上に、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）等からなる透光性電極と、正孔注入層，正孔輸送層，発光層及び電子輸送層等からなる有機層と、アルミニウム（Ａｌ）等からなる非透光性の背面電極と、を順次積層形成して構成される有機ＥＬ素子が知られている（例えば特許文献１参照）。

有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬパネルは、自発光型平面表示装置として近年脚光を浴びており、液晶表示装置と比較して視野角依存性が少ない、コントラスト比が高い、薄膜化が可能であるなどの利点から各所で研究開発が行われている。

一方、有機ＥＬパネルを含む平面表示装置は市場要求から大画面化が進んでおり、特にパッシブ駆動型の有機ＥＬパネルにおいては、高Ｄｕｔｙや発光面積の拡大、あるいは発光画素数の増加などの要因によって背面電極の配線抵抗による電圧降下を無視できなくなっており、膜厚を厚く形成したり、補助配線を形成するなどによって配線抵抗を低減して電圧降下を抑制する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。

他方、有機ＥＬパネルの製造においては、両電極が積層形成されているという構成から製造工程における欠陥や高リーク部位などにより前記電極が短絡して非発光部を生じさせ、表示品質が低下するという問題が知られており、例えば特許文献３にはその解決方法としてそれら短絡を生じさせる個所（不良部位）を排除するために非発光期間に逆バイアス電圧を印加する自己修復方法が開示されている。また、不良部位を製品出荷前に逆バイアス電圧を印加して未然に除去（破壊）し、短絡が発生しないようにする修復エージングなどの技術も例えば特許文献４に開示されている。
特開２０００−６８０５７号公報特開２００３−１２３９８８号公報特開２００３−２８２２４９号公報特開２００５−９１７１７号公報

しかしながら、電圧降下を低減するべく背面電極の膜厚を厚くすると、前述の自己修復あるいは修復エージングにおいて不良部位を排除した欠損部に電極材料が残留して短絡を発症させるおそれがあり、自己修復が十分になされないという問題点があった。

本発明は、このような問題に鑑み、自己修復を行って短絡の発生を抑制するとともに配線抵抗を低減して電圧降下を抑制することが可能な有機ＥＬパネルを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、基板上に形成される透光性電極と、前記透光性電極上に形成され少なくとも発光層を含む有機層と、前記有機層上に形成される第一の背面電極と、前記第一の背面電極上に形成され前記第一の背面電極を部分的に露出させる開口部を有する第一の絶縁性膜と、前記第一の絶縁性膜上に形成され前記開口部を介して前記第一の背面電極と接触する第二の背面電極と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記開口部と対向するように前記第一の背面電極の下方に第二の絶縁性膜が部分的に形成されてなることを特徴とする。

また、前記第一の絶縁性膜には、前記透光性電極と対向しない個所に前記開口部が形成されてなることを特徴とする。

また、前記第二の背面電極は、前記第一の背面電極よりも厚くなるように形成されてなることを特徴とする。

また、前記透光性電極と前記第一，第二の背面電極とは、互いに交差する複数のライン状に形成されてなることを特徴とする。

本発明は有機ＥＬパネルに関するものであって、自己修復を行って短絡の発生を抑制するとともに配線抵抗を低減して電圧降下を抑制することが可能となる。

図１は、本発明をパッシブ駆動型の有機ＥＬパネル１に適用した一実施形態を示す図である。有機ＥＬパネル１は、基板２上に積層体３が形成されてなるものであり、電極の短絡を生じさせる個所（不良部位）を排除するために逆バイアス電圧を印加して自己修復を行うものである。なお、自己修復の方法は、有機ＥＬパネル１の駆動における非発光期間に逆バイアス電圧を印加するものであってもよく、また、有機ＥＬパネル１の製造工程において逆バイアス電圧を印加する修復エージング工程を行うものであってもよい。また、基板２上には積層体３を気密的に覆う封止部材が設けられるが、図１においては封止部材を省略している。

基板２は、長方形形状の透明ガラス材からなり、電気絶縁性の基板である。

積層体３は、図１及び図２に示すように、ライン状に複数形成され信号電極となる透光性電極４と、絶縁層５と、隔壁部６と、有機層７と、透光性電極４と交差するようにライン状に複数形成され走査電極となる背面電極８と、から主に構成される。積層体３は、透光性電極４と背面電極８との交差個所が発光画素（有機ＥＬ素子）となり、この発光画素はマトリクス状に複数配置されて所定表示を行う表示領域（発光領域）を形成し、背面電極８を順次走査して発光駆動するものである。なお、本実施形態においては、透光性電極４が正孔を供給する陽極となり、背面電極８が電子を供給する陰極となる。

透光性電極４は、ＩＴＯ等の透光性の導電材料からなり、スパッタリング法等の手段によって基板２上に前記導電材料を層状に形成した後、エッチング法等によって互いに略平行となるようにライン状に複数形成される。

絶縁層５は、例えばポリイミド系の電気絶縁性材料から構成され、透光性電極４と背面電極８との間に位置するように透光性電極４上に形成され、透光性電極４を露出させる開口部を有するものである。絶縁層５は、電極となる透光性電極４及び背面電極８の短絡を防止するとともに、各発光画素の輪郭を明確にするものである。

隔壁部６は、例えばフェノール系の電気絶縁性材料からなり、絶縁層５上に形成される。隔壁部６は、その断面が絶縁層５に対して逆テーパー形状等のオーバーハング形状となるようにエッチング法等の手段によって形成されるものである。また、隔壁部６は、透光性電極４と直交する方向に等間隔にて複数形成される。隔壁部６は、その上方から蒸着法やスパッタリング法等によって有機層７及び背面電極８を形成する場合にオーバーハング形状によって有機層７及び背面電極８が段切れを起こす構造を得るものである。

有機層７は、少なくとも発光層を有する複数層からなり透光性電極４上に形成される。本実施の形態においては、有機層７は、正孔注入輸送層，第一の発光層，第二の発光層，電子輸送層及び電子注入層を蒸着法等の手段によって順次積層形成してなる。なお、前記第一の発光層はアンバー色の発光を呈し、前記第二の発光層は青色の発光を呈するものであり、前記各発光画素は混色によって白色を得るものである。

背面電極８は、有機層７上に形成される第一の電極層（第一の背面電極）８ａと、第二の電極層（第二の背面電極）８ｂと、を有し、ライン状に複数形成されるものである。また、第一の電極層８ａと第二の電極層８ｂとの間には開口部９ａを有する第一の絶縁性膜９が形成されており、第一，第二の電極層８ａ，８ｂは開口部９ａを介して互いに接触している。また、開口部９ａ形成個所において、第一の電極層８ａの下方（基板２側）に第二の絶縁性膜１０が部分的に形成されている。背面電極８の各ラインは透光性電極４の各ラインと略直角に交わる（交差する）ように形成される。また、背面電極８は接続配線部１１に電気的に接続されている。接続配線部１１は、透光性電極４とともに形成されるものであり、同一材料のＩＴＯからなるものである。

第一の電極層８ａは、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、リチウム（Ｌｉ）、金（Ａｕ）、亜鉛（Ｚｎ）あるいはそれらの合金等の透光性電極４よりも導電率が高い金属性導電材料を真空蒸着等の手段により層状に形成してなるものである。第一の電極層８ａの膜厚は、逆バイアス電圧印加によって不良部位を排除する際に前記不良部位が排除された欠損部に前記金属性導電材料が残留しない程度であればよく、例えば１００ｎｍ程度で形成される。

第二の電極層８ｂは、例えば前述の金属性導電材料を真空蒸着等の手段により層状に形成してなるものである。第二の電極層８ｂは、背面電極８の配線抵抗を低減するべく少なくとも第一の電極層８ａよりも厚くなるように形成される。さらには、配線抵抗をさらに低減するべく、比抵抗率が低く、融点の高い材料を使用することが望ましく、例えば銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）あるいはプラチナ（Ｐｔ）ないしはそれらの合金を使用することが望ましい。

第一の絶縁性膜９は、絶縁材料を蒸着法等の手段によって第一の電極層８ａと第二の電極層８ｂとの間に層状に形成してなるものであり、第一，第二の電極層８ａ，８ｂを接触させる開口部９ａを有する。絶縁材料としては、無機材料である二酸化シリコン（ＳｉＯ_２），ＤＬＣ，ＳｉＯＣまたはフラーレンや、有機材料であるＡｌｑ等が用いられる。第一の絶縁性膜９は、不良部位の排除時に発生する熱エネルギーが十分緩和される程度の膜厚とするのが好適である。

第二の絶縁性膜１０は、前述の絶縁材料を用いて蒸着法等の手段によって開口部９ａと対向するように第一の電極層８ａの下方に部分的に形成されるものである。第二の絶縁性膜１０は、第一，第二の電極層８ａ，８ｂの接触個所が不良部位の排除時に除去されることを防止するものである。開口部９ａの形成個所に応じて第二の絶縁性膜１０が形成されることによって、第一，第二の電極層８ａ，８ｂは第二の絶縁性膜１０上で接触することとなり、不良部位の排除時に発生する熱エネルギーは第一，第二の電極層８ａ，８ｂの接触部位には授与されない。なお、第二の絶縁性膜１０が形成された個所は非発光部位となるため、発光画素内に第二の絶縁性膜１０を形成する場合には第二の絶縁性膜１０の大きさは表示品位に影響を与えない程度（例えば１０μｍΦ程度）とすることが望ましい。また、第二の絶縁性膜１０の形成個所は絶縁されるため短絡が生じることはない。

背面電極８を形成する際には、まず、有機層７上に例えば蒸着マスクを用いて第二の絶縁性膜１０を部分的に形成する（図３（ａ）参照）。本実施形態では例えば、第二の絶縁性膜として前記絶縁材料であるＡｌｑを約１０μｍΦ、１μｍ厚で形成する。第二の絶縁性膜１０の形成個所は、後に第一の絶縁性膜９の開口部９ａと対向する個所である。なお、有機ＥＬパネルの生産性を考慮し、第二の絶縁性膜１０を他の層の製膜レートよりも高い製膜レートで形成すると、製膜に必要な時間を十分短縮でき、本発明により生産性を低下させることがない。次に、第一の電極層８ａを形成する（図３（ｂ）参照）。第一の電極層８ａは、自己修復を可能とするために薄膜で形成することが好ましく例えば２００ｎｍ厚程度に形成する。次に、周知の部分的に開口率を補正可能な蒸着マスクを用いて第二の絶縁性膜１０の形成個所に対向する部位の開口率を０％、それ以外の部位の開口率を１００％として、前記絶縁材料としてＡｌｑを製膜して第一の絶縁性膜９を形成する（図３（ｃ）参照）。本実施形態においては例えば第一の絶縁性膜９を開口率１００％で形成される個所が約１μｍ厚となるように形成する。このとき、第二の絶縁性膜１０の形成個所は開口率０％であるため開口部９ａが形成される。また、開口部９ａ近傍は蒸着マスクの開口率が減少することから、開口部９ａ近傍の膜厚は１μｍよりも薄くなる。さらに、第二の電極層８ｂを形成すると、第一，第二の電極層８ａ，８ｂは開口部９ａを介して第二の絶縁性膜１０上で接触して背面電極８を構成する（図３（ｄ）参照）。

有機ＥＬパネル１は、背面電極８として、有機層７上に形成される第一の電極層８ａと、第一の電極層８ａ上に第一の絶縁性膜９を介して形成される第二の電極層８ｂと、を備えるものである。さらに、第一の絶縁性膜９に開口部９ａを形成して第一，第二の電極層８ａ，８ｂを接触させるものである。また、開口部９ａと対向するように第一の電極層８ａの下方に第二の絶縁性膜１０を部分的に形成するものである。また、第一の電極層８ａを薄膜とし、第二の電極層８ｂを第一の電極層８ａよりも厚くなるように形成するものである。かかる積層体３は、逆バイアス電圧が印加され前記不良部位が排除された場合、前記不良部位において有機層７及び第一の電極層８ａが破損するものの、第一の絶縁性膜９の絶縁材料が飛散して破損個所に露出した透光性電極４を膜状に覆うことにより透光性電極４と背面電極８とが接触して短絡が発症することを抑制することができ、自己修復を良好に実施して短絡の発生を抑制することが可能となる。さらに、第二の電極層８ｂによって背面電極８の膜厚を厚くすることができるため、配線抵抗を低減することができる。

また、他の実施形態として、図４に示すように、第一の絶縁性膜９は、透光性電極４と対向しない個所すなわち非発光部に開口部９ａが形成されるものであってもよい。図４においては開口部９ａはライン状に形成される各透光性電極４間の間隙部に形成されている。さらに、非発光部に開口部９ａを形成する場合には透光性電極４がないために第二の絶縁性膜１０を形成しなくとも第一，第二の電極層８ａ，８ｂの接触個所で短絡が生じることがないため、図５に示すように、第二の絶縁性膜１０を形成しない構成とするものであってもよい。

以下、さらに実施例を上げ、本発明の具体的な効果を説明する。まず、評価方法として、自己修復がなされているか（不良部位が排除されているか）は、自己修復により形成される破壊痕（以下、修復痕という）が形成されているか否かで判断可能である。なお、修復痕は、非発光部位であるいわゆるピンホールとなるが、前記ピンホールの大きさは数μｍ〜数十μｍ程度であるため肉眼で認識可能な大きさではなく、有機ＥＬパネルとしての表示品位を低下させるものではない。評価基準（Ｒｅｆ）として、ドットサイズ０．５×０．５ｍｍ、背面電極（走査電極）１６ライン、透光性電極（信号電極）８０ライン、背面電極の膜厚５０〜２００ｎｍで構成されるパッシブ駆動型有機ＥＬパネルＡを逆バイアス電圧２０Ｖが印加される自己修復エージング工程にて、約８０℃の高温で１０００時間発光させた。このとき、有機ＥＬパネルＡは、図４に示すように、自己修復による修復痕が同パネル内に適度に分布を持ち生成され、修復痕発生率が約０．０３個／ｍｍ^２程度であり、短絡を一切発症しなかった。これは自己修復が十分行われた事によるものである。以下、従来例及び実施例の評価方法として、有機ＥＬパネルＡとの修復痕発生率の比較と、短絡が発症するか否かによって自己修復性を判断した。

従来例として、ドットサイズ０．４×０．４ｍｍ、背面電極（走査電極）６４ライン、透光性電極（信号電極）２５６ラインで構成し、背面電極としてＡｌを膜厚６００ｎｍで形成してなるパッシブ駆動型の有機ＥＬパネルＢを用いた。有機ＥＬパネルＢにおける最大電圧降下は約０．５Ｖであり電圧降下を低減することができた。しかしながら、同有機ＥＬパネルＢを前述の有機ＥＬパネルＡと同様に自己修復エージング工程を行った結果、図６に示すように、修復痕発生率は約０．０１個／ｍｍ^２未満と有機ＥＬパネルＡよりも低い値であり、短絡が発症した。したがって、有機ＥＬパネルＢでは十分な自己修復を行うことができないという結果が得られた。

実施例として、背面電極として第一，第二の電極層８ａ，８ｂを備える以外は、第一，従来例と同様なパッシブ駆動型の有機ＥＬパネルＣを形成した。有機ＥＬパネルＣは、有機層７上に部分的に第二の絶縁性膜１０を形成し、有機層７上に薄膜の第一の電極層８ａを約２００ｎｍのＡｌで形成し、第一の電極層８ａ上に開口部９ａを有する第一の絶縁性膜９を前記絶縁材料であるＡｌｑで形成し、第一の絶縁性膜９上に第二の電極層８ｂを約４００ｎｍのＡｌで形成してなる。有機ＥＬパネルＣは、最大電圧降下が約０．５Ｖであった。また、同有機ＥＬパネルＣを前記自己修復エージング工程を行った結果、図６に示すように、修復痕発生率は約０．０５個／ｍｍ^２程度と有機ＥＬパネルＡと同程度以上であり、短絡を一切発症しなかった。

かかる評価結果によっても、本発明を適用することで自己修復により短絡の発症を抑制するとともに配線抵抗を低減して電圧降下を抑制することが可能であることは明らかである。

本発明の実施形態である有機ＥＬパネルを示す概観図。同上の有機ＥＬパネルを示す模式断面図。同上の有機ＥＬパネルにおける背面電極の形成方法を示す図。本発明の他の実施形態である有機ＥＬパネルを示す模式断面図。本発明の他の実施形態である有機ＥＬパネルを示す模式断面図。本発明の実施例と従来例とを比較した評価結果を示す図。

符号の説明

１有機ＥＬパネル
２基板
３積層体
４透光性電極
５絶縁層
６隔壁部
７有機層
８背面電極
８ａ第一の電極層
８ｂ第二の電極層
９第一の絶縁性膜
９ａ開口部
１０第二の絶縁性膜
１１接続配線部

Claims

基板上に形成される透光性電極と、前記透光性電極上に形成され少なくとも発光層を含む有機層と、前記有機層上に形成される第一の背面電極と、前記第一の背面電極上に形成され前記第一の背面電極を部分的に露出させる開口部を有する第一の絶縁性膜と、前記第一の絶縁性膜上に形成され前記開口部を介して前記第一の背面電極と接触する第二の背面電極と、を備えてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
前記開口部と対向するように前記第一の背面電極の下方に第二の絶縁性膜が部分的に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記第一の絶縁性膜には、前記透光性電極と対向しない個所に前記開口部が形成されてな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。
前記第二の背面電極は、前記第一の背面電極よりも厚くなるように形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記透光性電極と前記第一，第二の背面電極とは、互いに交差する複数のライン状に形成されてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。