JP2010147257A - Organic el device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子に関し、特に有機EL素子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。 The present invention relates to an organic EL (electroluminescence) element, and particularly relates to reduction of display failure and suppression of voltage drop due to a short circuit of an organic EL element.
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(Indium Tin Oxide)等からなる透明電極と、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)。 Conventionally, as a light emitting element, a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, and the like on a translucent support substrate made of a glass material. There is known an organic EL element configured by sequentially laminating an organic layer and a back electrode made of aluminum (Al) or the like (see, for example, Patent Document 1).
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。 An organic EL panel using an organic EL element has recently attracted attention as a self-luminous flat display device, has less viewing angle dependency than a liquid crystal display device, has a high contrast ratio, and can be thinned. R & D is being carried out in various places because of such advantages.
一方、有機EL素子は、水分を吸着することで非発光部となるダークエリアやダークスポットが発生及び成長してしまうため、封止基板を支持基板に接着して有機EL素子を封止し、さらに水分を捕獲する吸湿剤を封止空間内に配置するなどの方法が採用されている(例えば特許文献2参照)。しかし、吸湿剤を内包する方法は吸湿剤の物理的厚さのために薄型化に不利である。これに対し、薄型化に有利な方法として、二酸化シリコン(SiO2)や窒化シリコン(SiN)などからなるバリア膜を有機EL素子上にPE−CVD法やスパッタ法などで形成する方法が従来から知られている(例えば特許文献3参照)。 On the other hand, in the organic EL element, dark areas and dark spots that become non-light emitting parts are generated and grow by adsorbing moisture. Therefore, the organic EL element is sealed by bonding the sealing substrate to the support substrate, Further, a method such as disposing a hygroscopic agent that captures moisture in the sealed space is employed (see, for example, Patent Document 2). However, the method of including the hygroscopic agent is disadvantageous in reducing the thickness because of the physical thickness of the hygroscopic agent. On the other hand, as a method advantageous for thinning, a method of forming a barrier film made of silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN) or the like on the organic EL element by PE-CVD method or sputtering method has been conventionally used. It is known (see, for example, Patent Document 3).
他方、有機EL素子の製造においては、両電極が積層形成されているという構成上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4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5に開示されている。
しかしながら、有機EL素子をバリア膜で被覆して水分の侵入を防ぐいわゆる膜封止では、前述の自己修復あるいは修復エージングにおいて自己修復が十分になされないという問題点があった。すなわち、自己修復は不良部位における背面電極がジュール熱によって溶解,気化あるいは飛散することで達成されるが、背面電極上にバリア膜が形成されるとこのバリア膜ごと背面電極を除去しなければならず、ジュール熱が不足する。そのため、自己修復の失敗によって短絡が発生し、ひいては表示品位が低下するという問題点があった。 However, in the so-called film sealing that covers the organic EL element with a barrier film to prevent intrusion of moisture, there is a problem that the self-repair is not sufficiently performed in the above-described self-repair or repair aging. In other words, self-repair is achieved by the back electrode at the defective part being dissolved, vaporized or scattered by Joule heat, but when the barrier film is formed on the back electrode, the back electrode must be removed together with the barrier film. Without Joule heat. For this reason, there is a problem that a short circuit occurs due to the failure of self-repair and as a result, the display quality deteriorates.
本発明は、このような問題に鑑み、水分バリア性を確保するとともに薄型化が可能であり、さらに自己修復を行って短絡の発生を抑制可能な有機EL素子を提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide an organic EL element that can secure moisture barrier properties and can be thinned, and further can perform self-repair and suppress occurrence of a short circuit.
本発明は、前記課題を解決するために、透光性電極と、前記透光性電極上に形成され少なくとも有機発光層を含む機能層と、前記機能層上に形成される背面電極と、を備えてなる有機EL素子であって、前記機能層と前記背面電極との間に、少なくとも水分バリア性を有するバリア層を形成してなることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention includes a translucent electrode, a functional layer formed on the translucent electrode and including at least an organic light emitting layer, and a back electrode formed on the functional layer. An organic EL element provided, wherein a barrier layer having at least a moisture barrier property is formed between the functional layer and the back electrode.
また、前記バリア層は、膜厚が50nm以下であることを特徴とする。 The barrier layer has a thickness of 50 nm or less.
また、前記バリア層は、前記機能層と前記背面電極との間に形成され、伝導帯エネルギー準位が2.0〜5.5eVであることを特徴とする。 The barrier layer is formed between the functional layer and the back electrode, and has a conduction band energy level of 2.0 to 5.5 eV.
また、前記バリア層は、前記機能層と前記背面電極との間に形成され、前記背面電極は、前記バリア層と接するように形成されその仕事関数が前記バリア層の伝導帯エネルギー準位よりも低い金属層を有することを特徴とする。 The barrier layer is formed between the functional layer and the back electrode, and the back electrode is formed so as to be in contact with the barrier layer, and a work function thereof is higher than a conduction band energy level of the barrier layer. It has a low metal layer.
また、前記バリア層は、前記背面電極内に形成され、前記背面電極は、前記バリア層を挟持するように形成されその仕事関数が前記バリア層の伝導帯エネルギー準位と近似する金属層を有することを特徴とする。 The barrier layer is formed in the back electrode, and the back electrode has a metal layer that is formed so as to sandwich the barrier layer and whose work function approximates the conduction band energy level of the barrier layer. It is characterized by that.
また、前記バリア層は、窒化物あるいは酸化物からなることを特徴とする。 The barrier layer is made of nitride or oxide.
本発明は有機EL素子に関するものであって、水分バリア性を確保するとともに薄型化が可能であり、さらに自己修復を行って短絡の発生を抑制可能となる。 The present invention relates to an organic EL element, which can secure a moisture barrier property and can be thinned, and further can perform self-repair and suppress occurrence of a short circuit.
図1は、本発明をパッシブ駆動型の有機ELパネル1に適用した第一の実施形態を示す図である。有機ELパネル1は、支持基板2上に有機EL素子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、支持基板2上には有機EL素子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。 FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment in which the present invention is applied to a passive drive type organic EL panel 1. The organic EL panel 1 is formed by forming an organic EL element 3 on a support substrate 2 and applies self-repair by applying a reverse bias voltage in order to eliminate a portion (defective part) that causes a short circuit of an electrode. Is what you do. The self-repairing method may be a method in which a reverse bias voltage is applied during a non-emission period in driving of the organic EL panel 1, and a repair aging in which a reverse bias voltage is applied in the manufacturing process of the organic EL panel 1. You may perform a process. Further, a sealing member that hermetically covers the organic EL element 3 is provided on the support substrate 2, but the sealing member is omitted in FIG. 1.
支持基板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。 The support substrate 2 is made of a rectangular transparent glass material and is an electrically insulating substrate.
有機EL素子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、機能層7と、バリア層8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9と、から主に構成される。有機EL素子3は、透光性電極4と背面電極9との交差個所が発光画素となり、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9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9が電子を供給する陰極となる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the organic EL element 3 includes a plurality of light-transmitting
透光性電極4は、機能層7に正孔を注入する陽極となるものであり、ITO等の透光性の導電材料をスパッタリング法等の手段によって支持基板2上に層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって互いに略平行となるように複数のライン状に形成してなる。
The
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9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9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。
The
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フォトリソグラフィー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機能層7,バリア層8及び背面電極9を形成する場合にオーバーハング形状によって機能層7,バリア層8及び背面電極9をライン状に分離させる構造を得るものである。
The partition wall 6 is made of, for example, a phenol-based electrically insulating material and is formed on the insulating
機能層7は、少なくとも有機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、機能層7は、正孔注入層,正孔輸送層,有機発光層,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、前記有機発光層は、複数層が積層されるものであってもよい。
The
バリア層8は、機能層7(第一の実施形態においては前記電子注入層)上に形成されるものであり、少なくとも水分を遮断する水分バリア性を有する。バリア層8は、第一の実施形態においては窒化シリコン(SiN)をスパッタ法,EB(電子ビーム)などを使用した真空蒸着法あるいは薄膜形成可能なCVD法などの手段によって層状に形成してなる。バリア層8としては、他に窒化酸化シリコン(SiON)などの窒化物や、酸化ジルコニウム(ZrO2),酸化ハフニウム(HfO2)あるいは酸化チタン(TiO2)などの酸化物を用いてもよい。 The barrier layer 8 is formed on the functional layer 7 (the electron injection layer in the first embodiment) and has at least a moisture barrier property that blocks moisture. In the first embodiment, the barrier layer 8 is formed by layering silicon nitride (SiN) by means such as sputtering, vacuum deposition using EB (electron beam), or CVD capable of forming a thin film. . As the barrier layer 8, a nitride such as silicon nitride oxide (SiON), or an oxide such as zirconium oxide (ZrO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), or titanium oxide (TiO 2 ) may be used.
背面電極9は、機能層7に電子を注入する陰極となるものであり、第一の実施形態においてはアルミニウム(Al)をスパッタ法や真空蒸着法などの手段により、複数のライン状に形成してなる。背面電極9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9は接続配線部10に電気的に接続されている。接続配線部10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。なお、背面電極9としては、透光性電極4よりも導電率が高い金属性導電材料が用いられ、他にマグネシウム(Mg),コバルト(Co),リチウム(Li),金(Au),銅(Cu),亜鉛(Zn)あるいはそれらの合金等を用いてもよい。
The back electrode 9 serves as a cathode for injecting electrons into the
第一の実施形態における有機EL素子3は、機能層7と背面電極9との間に水分バリア性を有するバリア層8を形成することで、有機EL素子3を封止する封止空間内に吸着剤を設けることなく有機EL素子3への水分の侵入を抑制することができるものであり、従来のように吸着剤の物理的厚さがなく有機ELパネル1を薄型化することが可能となる。また、従来のように背面電極9上を覆う物理的な膜が形成されていないため、逆バイアス電圧の印加によって不良部位を十分に排除することができ、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。
In the organic EL element 3 according to the first embodiment, the barrier layer 8 having a moisture barrier property is formed between the
ここで、バリア層8に絶縁材料であるSiNを用いた場合、バリア層8によって機能層7へのキャリア伝導を阻害するようにも考えられるが、本願発明者の研究結果からは、バリア層8を数nm〜50nmとすることで有機EL素子3の発光が確認された。これは例えばSiNは非誘電率が約5.3〜7程度と高い材料であり電圧降下が少ないことと、有機EL素子3は発光するのに通常0.4MV/cm〜0.8MV/cmの強い電界を印加して発光させるため、SiNなどではFowler−Nordheim Tunneling電流(以下、FNトンネル電流という)が発生しやすく、このFNトンネル電流が発光に寄与していると思われる。したがって、特に、比誘電率が高く、伝導帯エネルギー準位準位が背面電極9の仕事関数に近似する材料をバリア層8に用いれば、良好な素子特性(輝度,発光効率あるいは寿命など)を得ることができる。なお、第一の実施形態においては背面電極9に用いたAlの仕事関数は4.3eVであり、特にバリア層8の伝導帯エネルギー準位を2.0〜5.5eVとすることが望ましい。SiN,SiON,ZrO2,HfO2及びTiO2は、比誘電率が高く、伝導帯エネルギー準位が真空準位からそれぞれ約2.8eV,2.0〜2.8eV,3.8eV,3.7eV及び5.2eVであるため、この条件を満たすものである。
Here, when SiN which is an insulating material is used for the barrier layer 8, it can be considered that the barrier layer 8 inhibits carrier conduction to the
次に、図3を用いて本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一あるいは相当個所には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part same as the above-mentioned 1st embodiment, or an equivalent part, and detailed description is abbreviate | omitted.
第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、陰極となる背面電極9を、第一の金属層9aと第二の金属層9bの積層構造とした点である。 The second embodiment is different from the first embodiment in that the back electrode 9 serving as a cathode has a laminated structure of a first metal layer 9a and a second metal layer 9b.
第一の金属層9aは、バリア層8上に形成されるものであり、第二の実施形態においてはカルシウム(Ca)を真空蒸着法等の手段によって層状に形成してなる。第一の金属層9aは、仕事関数が低く、特にその仕事関数がバリア層8の伝導帯エネルギー準位よりも低いことが望ましい。第二の実施形態において、第一の金属層9aに用いられるCaは、その仕事関数が2.6eVであって、バリア層8に用いられるSiNの伝導帯エネルギー準位(2.8eV)よりも低く、この条件を満たすものである。なお、第一の金属層9aとして、他にLi,セシウム(Cs),バリウム(Ba),Mg,インジウム(In)などを用いてもよい。 The first metal layer 9a is formed on the barrier layer 8, and in the second embodiment, calcium (Ca) is formed in layers by means such as vacuum deposition. The first metal layer 9a has a low work function, and in particular, the work function is preferably lower than the conduction band energy level of the barrier layer 8. In the second embodiment, Ca used for the first metal layer 9 a has a work function of 2.6 eV, which is higher than the conduction band energy level (2.8 eV) of SiN used for the barrier layer 8. Low and satisfies this condition. In addition, Li, cesium (Cs), barium (Ba), Mg, indium (In), or the like may be used as the first metal layer 9a.
第二の金属層9bは、第一の金属層9a上に形成されるものであり、第二の実施形態においては、Alをスパッタ法や真空蒸着法などの手段により層状に形成してなる。なお、第二の金属層9bは、他にMg,Co,Li,Au,Cu,Znあるいはそれらの合金等を用いてもよい。 The second metal layer 9b is formed on the first metal layer 9a. In the second embodiment, Al is formed in layers by means such as sputtering or vacuum deposition. In addition, Mg, Co, Li, Au, Cu, Zn, or alloys thereof may be used for the second metal layer 9b.
第二の実施形態における有機EL素子3は、前述の第一の実施形態と同様、有機EL素子3を封止する封止空間内に吸着剤を設けることなく有機EL素子3への水分の侵入を抑制することができるものであり、従来のように吸着剤の物理的厚さがなく有機ELパネル1を薄型化することが可能となる。また、従来のように背面電極9上を覆う物理的な膜が形成されていないため、逆バイアス電圧の印加によって不良部位を十分に排除することができ、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。 In the organic EL element 3 in the second embodiment, similarly to the first embodiment described above, moisture enters the organic EL element 3 without providing an adsorbent in the sealing space for sealing the organic EL element 3. Thus, there is no physical thickness of the adsorbent as in the prior art, and the organic EL panel 1 can be made thinner. In addition, since a physical film that covers the back electrode 9 is not formed as in the prior art, application of the reverse bias voltage can sufficiently eliminate the defective portion, and the self-repair can be carried out satisfactorily to prevent short-circuiting. Occurrence can be suppressed.
第二の金属層9bは、第一の金属層9aがCaなどの酸化されやすい材料からなるため酸化防止のために形成されるものであり、背面電極9の伝導特性を良好に保つことができる。なお、酸化防止を考慮しなければ、第二の金属層9bを形成せずに第一の金属層9aのみで背面電極9を構成してもよい。 The second metal layer 9b is formed to prevent oxidation because the first metal layer 9a is made of a material that is easily oxidized, such as Ca, and the conduction characteristics of the back electrode 9 can be kept good. . If the prevention of oxidation is not taken into consideration, the back electrode 9 may be formed of only the first metal layer 9a without forming the second metal layer 9b.
次に、図4を用いて本発明の第三の実施形態について説明する。なお、前述の第一,第二の実施形態と同一あるいは相当個所には同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the above-mentioned 1st, 2nd embodiment, or an equivalent part, and detailed description is abbreviate | omitted.
第三の実施形態が、第一,第二の実施形態と異なる点は、陰極となる背面電極9を、第一の金属層9aと第二の金属層9bの積層構造とし、バリア層8を第一の金属層9a内に形成した点である。 The third embodiment is different from the first and second embodiments in that the back electrode 9 serving as a cathode has a laminated structure of a first metal layer 9a and a second metal layer 9b, and the barrier layer 8 is It is the point formed in the 1st metal layer 9a.
第一の金属層9aは、機能層7上に形成されるものであり、第三の実施形態においてはCaを真空蒸着法等の手段によって層状に形成してなる。第一の金属層9aはその下層(機能層7側)と上層(第二の金属層9b側)とでバリア層8を挟持するように形成されるものである。具体的には、まず、機能層7上に第一の金属層9aの下層を形成し、第一の金属層9aの下層上にバリア層8を形成し、バリア層8上に第一の金属層9aの上層を形成することで、第一の金属層9a内にバリア層8を設けることができる。かかる構造において第一の金属層9aは、その仕事関数がバリア層8の伝導帯エネルギー準位と近似することが望ましい。第三の実施形態において、第一の金属層9aに用いられるCaは、その仕事関数が2.6eVであって、バリア層8に用いられるSiNの伝導帯エネルギー準位(2.8eV)と近似するため、この条件を満たすものである。
The first metal layer 9a is formed on the
第三の実施形態における有機EL素子3は、前述の第一,第二の実施形態と同様、有機EL素子3を封止する封止空間内に吸着剤を設けることなく有機EL素子3への水分の侵入を抑制することができるものであり、従来のように吸着剤の物理的厚さがなく有機ELパネル1を薄型化することが可能となる。また、従来のように背面電極9上を覆う物理的な膜が形成されていないため、逆バイアス電圧の印加によって不良部位を十分に排除することができ、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。 The organic EL element 3 according to the third embodiment can be applied to the organic EL element 3 without providing an adsorbent in the sealing space for sealing the organic EL element 3 as in the first and second embodiments. Intrusion of moisture can be suppressed, and there is no physical thickness of the adsorbent as in the prior art, and the organic EL panel 1 can be thinned. In addition, since a physical film that covers the back electrode 9 is not formed as in the prior art, application of the reverse bias voltage can sufficiently eliminate the defective portion, and the self-repair can be carried out satisfactorily to prevent short-circuiting. Occurrence can be suppressed.
第二の金属層9bは、第一の金属層9aがCaなどの酸化されやすい材料からなるため酸化防止のために形成されるものであり、背面電極9の伝導特性を良好に保つことができる。なお、酸化防止を考慮しなければ、第二の金属層9bを形成せずに第一の金属層9aのみで背面電極9を構成してもよい。 The second metal layer 9b is formed to prevent oxidation because the first metal layer 9a is made of a material that is easily oxidized, such as Ca, and the conduction characteristics of the back electrode 9 can be kept good. . If the prevention of oxidation is not taken into consideration, the back electrode 9 may be formed of only the first metal layer 9a without forming the second metal layer 9b.
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。この修復痕形成時に背面電極と透明電極が接触しなければ修復は成功し、短絡などに起因する表示不良を生じさせることはない。以下、従来例及び実施例の評価方法として、逆バイアス電圧20Vが印加されるモジュール駆動方法にて、約80℃の高温で250時間発光させた。そして、自己修復による修復痕がパネル内に適度に分布を持ち生成され、かつ修復痕発生率が0.02〜0.05個/mm2であり、修復痕のサイズが数μm〜数十μm程度であるかを確認し、自己修復性を判断した。また、水分バリア性に関しては、有機ELパネル内に吸湿剤などの水分を除去する部材を配置せずに封止部材で封止し、上記の250時間発光後のダークエリア量やダークスポットのおおよその数量にて判断した。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with further examples. First, as an evaluation method, whether self-repair has been made (whether a defective part has been eliminated) can be determined by whether or not a destruction mark (hereinafter referred to as a repair mark) formed by self-repair is formed. . The repair mark is a so-called pinhole which is a non-light emitting part, but the size of the pinhole is about several μm to several tens of μm, so it is not a size recognizable with the naked eye, but as an organic EL panel. It does not reduce the display quality. If the back electrode and the transparent electrode are not in contact with each other when the repair mark is formed, the repair is successful, and no display defect due to a short circuit or the like is caused. Hereinafter, as a method for evaluating the conventional example and the example, light was emitted for 250 hours at a high temperature of about 80 ° C. by a module driving method to which a reverse bias voltage of 20 V was applied. Then, repair marks by self-healing are generated with moderate distribution in the panel, the repair mark occurrence rate is 0.02 to 0.05 pieces / mm 2 , and the size of the repair marks is several μm to several tens μm. The degree of self-healing was judged. As for the moisture barrier property, the organic EL panel is sealed with a sealing member without arranging a member for removing moisture such as a hygroscopic agent, and the amount of dark area and dark spots after the above-mentioned 250 hours of light emission are approximated. Judged by quantity.
第一の従来例として、ドットサイズ0.5×0.5mm、走査線(背面電極)32ライン、信号線(透光性電極)80ラインで構成し、透光性電極としてITOを100nm形成し、機能層としてMoO3である正孔注入層を50nm、さらに正孔輸送層,有機発光層,電子輸送層及び電子注入層を真空蒸着法にて形成し、真空蒸着法で背面電極としてAlを膜厚100nmで形成してなるパッシブ駆動型の有機ELパネルAを作製した。有機ELパネルAについて前述の評価方法を実施した結果、図5に示すように、自己修復性に関して十分な機能が確認できたものの、水分バリア性に関してはダークエリア及びダークスポットが全域に及んでおり十分な機能が確認できなかった。 As a first conventional example, the dot size is 0.5 × 0.5 mm, the scanning line (back electrode) is 32 lines, and the signal line (translucent electrode) is 80 lines. The hole injection layer of MoO 3 as the functional layer is 50 nm, the hole transport layer, the organic light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer are formed by vacuum deposition, and Al is used as the back electrode by vacuum deposition. A passive drive type organic EL panel A formed with a film thickness of 100 nm was produced. As a result of carrying out the above-described evaluation method for the organic EL panel A, as shown in FIG. 5, although a sufficient function was confirmed with respect to self-healing properties, the dark area and dark spots covered the entire area with respect to moisture barrier properties. A sufficient function could not be confirmed.
また、第二の従来例として、前記背面電極を覆うようにSiNからなるバリア膜をスパッタ法にて50nmで形成する以外は、第一の従来例と同様なパッシブ駆動型有機ELパネルBを作製した。有機ELパネルBについて前述の評価方法を実施した結果、図5に示すように、水分バリア性に関してはダークエリア量及びダークスポット量が許容範囲内となり十分な効果が確認できたものの、自己修復性に関しては修復痕発生率が前述の基準を満たさず、短絡発症率が約60%であり十分な効果が確認できなかった。 In addition, as a second conventional example, a passive drive organic EL panel B similar to the first conventional example is manufactured except that a barrier film made of SiN is formed by sputtering to cover the back electrode. did. As a result of performing the above-described evaluation method for the organic EL panel B, as shown in FIG. 5, although the amount of dark area and the amount of dark spot are within the allowable range with respect to the moisture barrier property, a sufficient effect has been confirmed, but self-repairability In regard to, the occurrence rate of repair marks did not satisfy the above-mentioned criteria, and the short-circuit occurrence rate was about 60%, and a sufficient effect could not be confirmed.
第一の実施例として、前述の第一の実施形態で示したように機能層7と背面電極9との間にバリア層8を形成する以外は、第一の従来例と同様なパッシブ駆動型の有機ELパネルCを作製した。有機ELパネルCは、バリア層8としてSiNをスパッタ法により膜厚50nmで形成した。有機ELパネルCについて前述の評価方法を実施した結果、図5に示すように、自己修復性及び水分バリア性ともに十分な効果が確認できた。なお、第一の実施例については素子特性が第一,第二の従来例よりも劣るという結果が得られたが、これはバリア層8の材料をさらに最適化することで改善することが可能であると考えられる。例えばバリア層8に伝導帯エネルギー準位がAlの仕事関数よりも高いTiO2を用いれば同様の有機ELパネルCについても良好な素子特性が得られると推測される。
As a first example, the passive drive type is the same as the first conventional example except that the barrier layer 8 is formed between the
さらに、第二の実施例として、前述の第二の実施形態で示したように機能層7と背面電極9との間にバリア層8を形成し、背面電極9として第一,第二の金属層9a,9bを備える以外は、第一の従来例と同様なパッシブ駆動型の有機ELパネルDを作製した。有機ELパネルDは、機能層7上にバリア層8としてSiNをスパッタ法により膜厚50nmで形成し、第一の金属層9aとしてCaを真空蒸着法にて膜厚20nmで形成し、第二の金属層9bとしてAlを真空蒸着法にて膜厚80nmで形成した。有機ELパネルDについて前述の評価方法を実施した結果、図5に示すように、自己修復性及び水分バリア性ともに十分な効果が確認できた。また、有機ELパネルEは、第一の実施例よりも素子特性が著しく向上した。これは、背面電極9のバリア層8と接する側をその仕事関数がバリア層8の伝導帯エネルギー準位よりも低い第一の金属層9aとすることにより、FNトンネル電流ではない、バンド理論に即した電気伝導形態を示すためと推測される。
Further, as a second example, a barrier layer 8 is formed between the
さらに、第三の実施例として、前述の第三の実施形態で示したように、背面電極9として第一,第二の金属層9a,9bを備え、第一の金属層9a内にバリア層8を形成する以外は、第一の従来例と同様なパッシブ駆動型有機ELパネルEを作製した。有機ELパネルEは、機能層7上に第一の金属層9aの下層としてCaを真空蒸着法にて膜厚20nmで形成し、バリア層8としてSiNをスパッタ法により膜厚50nmで形成し、第一の金属層9aの上層としてCaを真空蒸着法にて膜厚20nmで形成し、第二の金属層9bとしてAlを真空蒸着法にて膜厚60nmで形成した。有機ELパネルEについて前述の評価方法を実施した結果、図5に示すように、自己修復性及び水分バリア性ともに十分な効果が確認できた。背面電極9は、バリア層8を含み、第一の金属層9aの下層,バリア層8,第一の金属層9aの上層及び第二の金属層9bの積層構造となるが、自己修復は最上層の第二の金属層9bまで至り、その結果短絡は一切発症しなかった。これは、バリア層8が比較的薄く、かつ第一の金属層9aに用いられたCaは気化しやすく、また、Caは容易に酸素と結合して酸化され絶縁体を形成するため透光性電極4と接触しても通電が起こらないことによる。また、有機ELパネルEは、第一の実施例よりも素子特性が著しく向上した。これは、バリア層8の伝導帯エネルギー準位が第一の金属層9aの仕事関数に近いため、電界印加によって第一の金属層9aの下層にキャリアが移動し、発光を呈したためと推測される。
Furthermore, as shown in the third embodiment, as a third example, the first and second metal layers 9a and 9b are provided as the back electrode 9, and a barrier layer is provided in the first metal layer 9a. Except for forming 8, a passive drive organic EL panel E similar to the first conventional example was produced. The organic EL panel E is formed by forming Ca as a lower layer of the first metal layer 9a on the
かかる評価結果によっても、本発明を適用することで水分バリア性を確保するとともに薄型化が可能であり、さらに自己修復を行って短絡の発生を抑制可能であることは明らかである。 It is clear from this evaluation result that by applying the present invention, the moisture barrier property can be secured and the thickness can be reduced, and further, self-healing can be performed to suppress the occurrence of a short circuit.
1 有機ELパネル
2 基板
3 有機EL素子
4 透光性電極
5 絶縁層
6 隔壁部
7 有機層
8 バリア層
9 背面電極
9a 第一の金属層
9b 第二の金属層
10 接続配線部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Organic EL panel 2 Board | substrate 3
Claims (6)
前記機能層と前記背面電極との間あるいは前記背面電極内に、少なくとも水分バリア性を有するバリア層を形成してなることを特徴とする有機EL素子。 An organic EL device comprising: a translucent electrode; a functional layer formed on the translucent electrode and including at least an organic light emitting layer; and a back electrode formed on the functional layer,
An organic EL device, wherein a barrier layer having at least a moisture barrier property is formed between the functional layer and the back electrode or in the back electrode.
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