JP2011113737A

JP2011113737A - 有機ｅｌ装置

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Publication number: JP2011113737A
Application number: JP2009267760A
Authority: JP
Inventors: Shiro Sumida; 祉朗炭田; Satoshi Okuya; 聡奥谷; Shuhei Yokoyama; 周平横山; Masuyuki Ota; 益幸太田
Original assignee: Toshiba Mobile Display Co Ltd
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 2009-11-25
Filing date: 2009-11-25
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2029-11-25
Also published as: JP4942223B2

Abstract

【課題】有機ＥＬ素子の紫外線による劣化を抑制することを可能とする有機ＥＬ装置を提供する。
【解決手段】絶縁基板と、前記絶縁基板の上方にそれぞれ配置された第１画素電極及び第２画素電極と、前記第１画素電極の上及び前記第２画素電極の上に共通に設けられた有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記有機層の直上に位置する前記対向電極の上に配置され、紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有する保護層と、前記保護層の上に配置された封止膜と、前記封止膜の上方に配置された対向基板と、前記封止膜と前記対向基板との間に充填された充填層と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置に関する。

近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。この有機ＥＬ素子は、水分や酸素の影響により劣化しやすい薄膜を含んでいる。このため、有機ＥＬ素子が大気に曝されないように気密に封止する必要がある。

例えば、特許文献１によれば、有機ＥＬ素子を含む基板を覆って有機層を外気から遮断し少なくとも有機層上の領域に紫外線を吸収する紫外線吸収財を含有する封止膜を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置が開示されている。特に、この封止膜は、無機化合物を含む膜と有機化合物を含む膜とを有している。

特開２００９−３７８０９号公報

本発明は、紫外線による劣化を抑制することを可能とする有機ＥＬ装置を提供することにある。

本発明の一態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方にそれぞれ配置された第１画素電極及び第２画素電極と、前記第１画素電極の上及び前記第２画素電極の上に共通に設けられた有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記有機層の直上に位置する前記対向電極の上に配置され、紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有する保護層と、前記保護層の上に配置された封止膜と、前記封止膜の上方に配置された対向基板と、前記封止膜と前記対向基板との間に充填された充填層と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。

本発明の他の態様によれば、
絶縁基板と、前記絶縁基板の上方にそれぞれ配置された第１画素電極及び第２画素電極と、前記第１画素電極の上及び前記第２画素電極の上に共通に設けられた有機層と、前記有機層の上に配置された対向電極と、前記対向電極の上に配置された封止膜と、前記有機層の直上に位置する前記封止膜の上に配置され、紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有する保護層と、前記保護層の上方に配置された対向基板と、前記保護層と前記対向基板との間に充填された充填層と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置が提供される。

本発明によれば、紫外線による劣化を抑制することを可能とする有機ＥＬ装置を提供することができる。

図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。図２は、第１実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子及び第１乃至第３有機ＥＬ素子を含む表示パネルの断面図である。図３は、本実施形態で適用される保護層の膜厚（μｍ）に対する保護層の紫外線の透過率（Ｉ１／Ｉ０）の関係を示す図である。図４は、第２実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子及び第１乃至第３有機ＥＬ素子を含む表示パネルの断面図である。図５は、本実施形態のサンプルＢ乃至Ｄにおける表示パネルを概略的に示す断面図である。図６は、本実施形態のサンプルＥ乃至Ｇにおける表示パネルを概略的に示す断面図である。図７は、有機ＥＬ素子の紫外線照射による発光効率への影響を検証する実験の結果を示す図である。

以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、有機ＥＬ装置の一例として、アクティブマトリクス駆動方式を採用した有機ＥＬ表示装置の構成を概略的に示す平面図である。

すなわち、有機ＥＬ表示装置は、略矩形状の表示パネル１を備えている。この表示パネル１は、アレイ基板１００及び対向基板２００を備えている。アレイ基板１００は、画像を表示する略矩形状のアクティブエリア（第１領域）１０２と、このアクティブエリア１０２の周辺に枠状に形成された周辺エリア（第２領域）１０４と、を有している。アレイ基板１００のアクティブエリア１０２には、マトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが含まれている。

対向基板２００は、アクティブエリア１０２において、アレイ基板１００に備えられた有機ＥＬ素子ＯＬＥＤと向かい合っている。この対向基板２００は、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する絶縁基板である。

表示パネル１は、さらに、アクティブエリア１０２を囲む枠状に形成されたシール部材３００、及び、アレイ基板１００と対向基板２００との間において、シール部材３００によって囲まれた内側に配置された充填層３２０を備えている。シール部材３００及び充填層３２０は、例えば、紫外線硬化型樹脂などの有機系材料によって形成されている。なお、本実施形態において、紫外線とは、概略２００ｎｍ乃至４００ｎｍの波長範囲の電磁波に相当する。

アレイ基板１００及び対向基板２００は、シール部材３００及び充填層３２０によって貼り合わせされている。シール部材３００は、アレイ基板１００の側に形成されても良いし、対向基板２００の側に形成されても良い。シール部材３００が硬化した後に充填層３２０が充填された場合には、充填層３２０が硬化する前にアレイ基板１００及び対向基板２００が貼り合わされるため、充填層３２０が接着剤として機能し、充填層３２０は、アレイ基板１００と対向基板２００との双方に接着される。このような充填層３２０は、アレイ基板１００と対向基板２００との間の空間すべてに充填されていない場合には、一部に空隙が残るが、望ましくはアレイ基板１００と対向基板２００との間の空間すべてに充填されている。これらのシール部材３００及び充填層３２０は、アレイ基板１００と対向基板２００との間に配置された樹脂層に相当する。

また、アレイ基板１００の周辺エリア１０４には、対向基板２００の端辺２００Ｅから外方に向かって延在した延在部１１０が形成されている。この延在部１１０には、接続部１３０が設けられている。このような接続部１３０には、電源や各種制御信号などの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤに対して駆動に必要な信号を供給する駆動ＩＣチップやフレキシブル・プリンテッド・サーキット（以下、ＦＰＣと称する）などの信号供給源が実装可能である。

図２は、第１実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子ＳＷ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネル１の断面図である。なお、ここに示した第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、対向基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプである。

アレイ基板１００は、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する絶縁基板１０１を備えている。スイッチング素子ＳＷ、及び、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３は、絶縁基板１０１の上方において、画像を表示するアクティブエリア１０２にそれぞれ配置されている。

絶縁基板１０１の上には、第１絶縁膜１１１が配置されている。このような第１絶縁膜１１１は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第１絶縁膜１１１は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。

第１絶縁膜１１１の上には、スイッチング素子ＳＷの半導体層ＳＣが配置されている。この半導体層ＳＣは、例えばポリシリコンによって形成されている。この半導体層ＳＣには、チャネル領域ＳＣＣを挟んでソース領域ＳＣＳ及びドレイン領域ＳＣＤが形成されている。

半導体層ＳＣは、第２絶縁膜１１２によって被覆されている。また、この第２絶縁膜１１２は、第１絶縁膜１１１の上にも配置されている。このような第２絶縁膜１１２は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第２絶縁膜１１２は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。

第２絶縁膜１１２の上には、チャネル領域ＳＣＣの直上にスイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇが配置されている。この例では、スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型のｐチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。ゲート電極Ｇは、第３絶縁膜１１３によって被覆されている。また、この第３絶縁膜１１３は、第２絶縁膜１１２の上にも配置されている。このような第３絶縁膜１１３は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第３絶縁膜１１３は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物によって形成されている。

第３絶縁膜１１３の上には、スイッチング素子ＳＷのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄが配置されている。ソース電極Ｓは、半導体層ＳＣのソース領域ＳＣＳにコンタクトしている。ドレイン電極Ｄは、半導体層ＳＣのドレイン領域ＳＣＤにコンタクトしている。スイッチング素子ＳＷのゲート電極Ｇ、ソース電極Ｓ、及び、ドレイン電極Ｄは、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などの導電材料を用いて形成されている。

これらのソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄは、第４絶縁膜１１４によって被覆されている。また、この第４絶縁膜１１４は、第３絶縁膜１１３の上にも配置されている。このような第４絶縁膜１１４は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在している。この第４絶縁膜１１４は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機化合物や、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂などの有機化合物によって形成されている。

この第４絶縁膜１１４は、スイッチング素子ＳＷの上方に配置された絶縁膜に相当する。つまり、第４絶縁膜１１４は、スイッチング素子ＳＷと第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３との間に配置されている。また、この第４絶縁膜１１４には、スイッチング素子ＳＷに到達するコンタクトホールＣＨが形成されている。スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄの一部は、コンタクトホールＣＨの底部に位置している。

第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を構成する各々の画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ内に延在し、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。これらの画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。各画素電極ＰＥは、互いに離間している。第４絶縁膜１１４の一部は、隣接する画素電極ＰＥの間に位置する絶縁膜に相当する。

このような画素電極ＰＥの構造については、特に制限はないが、ここに示した例では、画素電極ＰＥは、反射層ＰＥＲ及び透過層ＰＥＴが積層された２層構造である。反射層ＰＥＲは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。透過層ＰＥＴは、反射層ＰＥＲの上に積層されている。反射層ＰＥＲは、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成されている。透過層ＰＥＴは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されている。

なお、画素電極ＰＥは、反射層単層、あるいは、透過層単層であっても良いし、さらには、３層以上の積層構造であっても良い。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３が対向基板２００の側から光を放射するトップエミッションタイプの場合には、画素電極ＰＥは少なくとも反射層ＰＥＲを含んでいる。

第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を構成する有機層ＯＲＧは、各画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在している。つまり、有機層ＯＲＧは、各画素電極ＰＥを被覆するとともに、画素電極ＰＥの間の第４絶縁膜１１４も被覆している。換言すると、有機層ＯＲＧは、各画素電極ＰＥに共通に設けられている。

この有機層ＯＲＧは、少なくとも図示を省略した発光層を含んでいる。なお、有機層ＯＲＧは、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層などを含んでいても良い。また、有機層ＯＲＧを構成する発光層は、蛍光材料によって形成されていても良いし、燐光材料によって形成されていても良い。なお、ここでは、『有機層』と称したが、有機層ＯＲＧが含む発光層、ホール注入層、ホール輸送層、電子注入層、電子輸送層の一部が無機系材料によって形成されていても良い。

第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この例では、対向電極ＣＥは、陰極に相当する。この対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、有機層ＯＲＧを被覆している。

このような対向電極ＣＥは、例えば半透過層によって形成されている。半透過層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。なお、対向電極ＣＥは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良いし、透過層単層構造、または、半透過層単層構造であっても良い。透過層は、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの光透過性を有する導電材料によって形成可能である。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３がトップエミッションタイプの場合には、対向電極ＣＥは反射層を含まない。

対向電極ＣＥの上には、保護層１５０が配置されている。より具体的には、この保護層１５０は、有機層ＯＲＧの直上に位置する対向電極ＣＥの上に配置されている。このような保護層１５０は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜である。また、保護層１５０は、光透過性を有し且つ紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有した材料、例えば、有機ＥＬ材料などの有機化合物によって形成されている。特に、保護層１５０は、トップエミッションタイプの有機ＥＬ素子の上方つまり光出射側に配置されるため、各有機ＥＬ素子から放射された光の透過率が高い材料によって形成されることが望ましい。このような保護層１５０は、対向基板２００の側から第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に到達する紫外線を低減する紫外線低減層として機能する。

保護層１５０の上には、封止膜１２０が配置されている。このような封止膜１２０は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在した連続膜である。つまり、封止膜１２０は、保護層１５０、及び、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を覆っている。この封止膜１２０は、光透過性を有し且つ水分が浸透しにくい材料、例えば、シリコン窒化物やシリコン酸窒化物などの無機化合物によって形成されている。このような封止膜１２０は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３への水分の浸透を防止する水分バリア膜として機能する。

対向基板２００は、アレイ基板１００に形成された第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３、保護層１５０、及び、封止膜１２０の上方に配置されている。この対向基板２００は、ガラス基板やプラスチック基板などの光透過性を有する絶縁基板である。

アレイ基板１００の封止膜１２０と対向基板２００との間には、充填層３２０が配置されている。充填層３２０は、例えば、光透過性を有する紫外線硬化型樹脂などの有機化合物によって形成されている。

本実施形態においては、発光層を含む有機層ＯＲＧが第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜でありながら、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光色は、互いに異なるように構成されている。ここに示した例では、第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１の有機層ＯＲＧにおける発光色は赤色であり、第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２の有機層ＯＲＧにおける発光色は緑色であり、第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３の有機層ＯＲＧにおける発光色は青色である。

ここでは、主波長が５９５ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲を第１波長範囲と定義し、この第１波長範囲内にある色を赤色とする。また、主波長が４９０ｎｍより長く且つ５９５ｎｍよりも短い範囲を第２波長範囲と定義し、この第２波長範囲内にある色を緑色とする。さらに、主波長が４００ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲を第３波長範囲と定義し、この第３波長範囲内にある色を青色とする。

このような構成は、例えば、以下のような構成で実現可能である。すなわち、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧは、例えば、発光色が赤色の第１ドーパント材料、発光色が緑色の第２ドーパント材料、及び、発光色が青色の第３ドーパント材料を含でいる。第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１については、第１ドーパント材料が発光し、赤色を呈する。第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２については、第１ドーパント材料が消光しており、第２ドーパント材料が発光し、緑色を呈する。第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３については、第１ドーパント材料及び第２ドーパント材料が消光しており、第３ドーパント材料が発光し、青色を呈する。

なお、有機層ＯＲＧの形態は、特に制限はなく、第１ドーパント材料を含む第１発光層、第２ドーパント材料を含む第２発光層、及び、第３ドーパント材料を含む第３発光層を積層した３層構造であっても良いし、第１発光層及び第２発光層を積層した２層構造であっても良いし、第１発光層のみからなる単層構造であっても良い。２層構造の場合、第１発光層は、第１ドーパント材料のみならず、第２ドーパント材料や第３ドーパント材料を含んでいても良いし、第２発光層は、第２ドーパント材料のみならず、第１ドーパント材料や第３ドーパント材料を含んでいても良い。単層構造の場合、第１発光層は、第１ドーパント材料、第２ドーパント材料、及び、第３ドーパント材料を含んでいても良い。

また、第１乃至第３ドーパント材料としては、紫外線照射によって発光性能が変化する材料として、消光する材料を適用した場合について説明したが、消光に限らず、紫外線照射によって発光色が変化するなどの発光性能が変化する材料が適用可能である。

例えば、紫外線などの電磁波照射によって分子の立体構造が変化して発光色が変化するあるいは消光する材料が適用可能である。例えば、一方のドーパント材料が他方のドーパント材料の異性体である場合がこの例に相当する。異性体の一種として、シス体及びトランス体の例について簡単説明する。シス体とは、主骨格に対して２つの側鎖（あるいは原子団）が同じ側にある分子の立体構造を示し、トランス体とは、主骨格に対して２つの側鎖（あるいは原子団）が互いに反対側にある分子の立体構造を示している。このようなドーパント材料は、紫外線などの電磁波照射により、シス体からトランス体に変化する、あるいは、トランス体からシス体に変化する材料から選択され、このような材料として、例えば、フォトクロミック材料が挙げられる。

また、他の異性体の例としては、光変換型タンパク質あるいは蛍光タンパク質などと称される材料も挙げられる。例えば、蛍光タンパク質の中には、紫外線などの電磁波照射により、消光状態から活性化されて発光するようになる材料や、ある発光波長から別の発光波長に変換される材料などがあり、これらも本実施形態のドーパント材料として適用可能である。

また、紫外線などの電磁波照射によって発光層に含まれるドーパント材料と添加剤あるいはホスト材料とが化学結合して発光色が変化するあるいは消光する材料も適用可能である。

図２に示した表示パネル１は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を区画するための隔壁を省略した構成を採用している。このため、各画素電極ＰＥの周縁を含む画素電極全体と有機層ＯＲＧとが接している。しかも、有機層ＯＲＧが第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜であるため、有機層ＯＲＧは、隣接する画素電極ＰＥの間に位置した第４絶縁膜１１４とも接している。

なお、表示パネル１は、図示を省略するが、無機化合物の絶縁材料や有機化合物の絶縁材料によって形成された隔壁を備えていても良い。この場合、隔壁は、隣接する画素電極ＰＥの間に位置した絶縁膜に相当する。このため、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜である有機層ＯＲＧは、画素電極ＰＥの各々、及び、隔壁に接している。

このような第１実施形態によれば、トップエミッションタイプの第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３と対向基板２００との間に、紫外線低減層である保護層１５０が配置されている。このため、対向基板２００を介して第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に向かって外光が入射した際、この外光に含まれる紫外線による第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の劣化、特に有機層ＯＲＧに含まれる発光層の劣化を抑制することが可能となる。

特に、本実施形態で説明したように、発光層を含む有機層ＯＲＧが第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在した連続膜でありながら、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の発光色が互いに異なる構成においては、有機層ＯＲＧに含まれる有機ＥＬ材料は、紫外線を吸収して変質する傾向にあり、紫外線に対して敏感である。このため、発光色を制御するために紫外線を照射した以降については、有機層ＯＲＧを紫外線から保護する事が必要となる。

したがって、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の上方に保護層１５０を配置することにより、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧを紫外線から保護することが可能となる。

また、本実施形態で説明したように、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の直上に位置する封止膜１２０と対向基板２００との間に配置された充填層３２０が紫外線硬化型樹脂によって形成された場合、硬化処理のために照射された紫外線から有機層ＯＲＧを保護することが必要となる。

したがって、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３と充填層３２０との間に保護層１５０を配置することにより、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧを紫外線から保護することが可能となる。

一般に、光の透過率（入射光強度に対する透過光強度の比率）は、入射光強度をＩ０、透過光強度をＩ１、光の角振動数をω、波長をλ、吸収計数をκ、屈折率をｎ、光速度をＣ、膜厚をＺとすると、Ｉ１／Ｉ０＝ｅｘｐ（−２ωκ／Ｃ・Ｚ）＝ｅｘｐ（−４πκ／λ／ｎ・Ｚ）で表される。対向電極ＣＥの上方に配置された保護層１５０による紫外線の吸収量をできるだけ多くする、つまり、保護層１５０を透過する紫外線をできるだけ少なくするためには、保護層１５０のκ／ｎ・Ｚをできるだけ大きくする必要がある。したがって、保護層１５０の膜厚Ｚを調整することにより、紫外線による有機層ＯＲＧへのダメージを軽減することが可能となる。

特に、有機ＥＬ材料が紫外線を吸収しやすい特性を利用して、保護層１５０は、有機ＥＬ材料によって形成することが好適である。このような材料からなる保護層１５０は、塗布や蒸着といった手法で形成可能である。

図３は、保護層１５０の膜厚（μｍ）に対する保護層１５０の紫外線の透過率（Ｉ１／Ｉ０）の関係を示す図である。なお、ここでは、保護層１５０の屈折率ｎが２．０２であり、保護層１５０の吸収係数κが０．１８であり、保護層１５０に入射する紫外線の波長λは３６５ｎｍである。

図示したように、保護層１５０の膜厚が厚いほど、紫外線の透過率が低下する傾向が確認できる。特に、保護層１５０を透過する紫外線の透過率を５０％以下とするためには、保護層１５０の膜厚は、約０．２μｍ以上であることが望ましい。

次に、第２実施形態について説明する。

図４は、第２実施形態における有機ＥＬ表示装置のスイッチング素子ＳＷ及び第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を含む表示パネル１の断面図である。図４に示した例は、図２に示した例と比較して、対向電極ＣＥと封止膜１２０との間の保護層１５０に代えて、封止膜１２０と充填層３２０との間に保護層１５０を配置した点で相違している。なお、図２に示した例と同一構成については、同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。

アレイ基板１００の絶縁基板１０１と第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３との間には、第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷなどが配置されている。この第４絶縁膜１１４には、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに到達するコンタクトホールＣＨが形成されている。

第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を構成する各々の画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置されている。第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の各々の画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ内に延在し、それぞれスイッチング素子ＳＷのドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。各画素電極ＰＥは、第４絶縁膜１１４の上に配置された反射層ＰＥＲ及び反射層ＰＥＲの上に配置された透過層ＰＥＴによって形成されている。

第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を構成する有機層ＯＲＧは、各画素電極ＰＥの上に配置されている。この有機層ＯＲＧは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在している。つまり、有機層ＯＲＧは、各画素電極ＰＥ及び画素電極ＰＥの間の第４絶縁膜１１４を被覆している。

第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を構成する対向電極ＣＥは、有機層ＯＲＧの上に配置されている。この対向電極ＣＥは、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜であり、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３に亘って延在し、有機層ＯＲＧを被覆している。

対向電極ＣＥの上には、封止膜１２０が配置されている。このような封止膜１２０は、アクティブエリア１０２の全体に亘って延在した連続膜である。つまり、封止膜１２０は、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３を覆っている。

封止膜１２０の上には、保護層１５０が配置されている。より具体的には、この保護層１５０は、有機層ＯＲＧの直上に位置する封止膜１２０の上に配置されている。このような保護層１５０は、アクティブエリア１０２の概ね全体に亘って延在した連続膜である。

保護層１５０と対向基板２００との間には、充填層３２０が配置されている。

このような第２実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。

次に、本実施形態における有機ＥＬ装置について、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの紫外線照射による発光効率への影響を検証する実験を行った。

４００ｍｍ×５００ｍｍの長方形状のガラス基板からなる第１マザー基板の上にスイッチング素子ＳＷ、第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、画素電極ＰＥの反射層ＰＥＲ及び透過層ＰＥＴなどを形成した。この第１マザー基板には、アクティブエリア１０２の対角寸法が３．５型となるアレイ基板１００を形成するための領域が２４箇所形成される。なお、スイッチング素子ＳＷは、半導体層としてポリシリコン薄膜を備えた低温ポリシリコンＴＦＴとして構成されている。このような第１マザー基板を７枚（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）準備した。

続いて、サンプルＡ乃至Ｇの７枚の第１マザー基板をそれぞれ抵抗加熱方式の有機ＥＬ成膜装置にセットし、画素電極ＰＥの上に有機ＥＬ材料として、ホール輸送層を形成し、このホール輸送層の上に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３が各々形成される領域の全面に亘って赤色に発光する第１ドーパント材料を含む赤色発光層を形成した後、一旦有機ＥＬ成膜装置から取り出し、フォトマスクを介して第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２及び第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が形成される領域に主波長が３６５ｎｍの紫外光を照射し、これらの領域に形成された赤色発光層に含まれる第１ドーパント材料が発光しないようにした。

その後、サンプルＡ乃至Ｇの第１マザー基板のそれぞれを再び有機ＥＬ成膜装置にセットして、赤色発光層の上に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３が各々形成される領域の全面に亘って緑色に発光する第２ドーパント材料を含む緑色発光層を形成した後、一旦有機ＥＬ成膜装置から取り出し、フォトマスクを介して第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３が形成される領域に主波長が３６５ｎｍの紫外光を照射し、この領域に形成された緑色発光層に含まれる第２ドーパント材料が発光しないようにした。

さらに、サンプルＡ乃至Ｇの第１マザー基板のそれぞれを再び有機ＥＬ成膜装置にセットして、緑色発光層の上に、第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３が各々形成される領域の全面に亘って青色に発光する第３ドーパント材料を含む青色発光層を形成した後、青色発光層の上に電子輸送層を形成し、さらに、電子輸送層の上に電子注入層を形成し、その後、この電子注入層の上にマグネシウム・銀を用いて対向電極ＣＥを形成した。

続いて、サンプルＡ乃至Ｇの第１マザー基板について、以下の手順に沿ってそれぞれ対向電極ＣＥの上に封止膜１２０及び保護層１５０を形成した。

すなわち、サンプルＡの第１マザー基板については、プラズマＣＶＤ法を用いて対向電極ＣＥの上に封止膜１２０として窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる薄膜を１μｍの膜厚で形成した。このサンプルＡについては、保護層１５０に相当する部材を備えていないため、（κ／ｎ・Ｚ）の値はゼロである。

サンプルＢ乃至Ｄの第１マザー基板については、抵抗加熱方式の有機ＥＬ成膜装置を用いて、対向電極ＣＥの上に有機ＥＬ材料を用いて保護層１５０を形成した後に、この保護層１５０の上にプラズマＣＶＤ法を用いて封止膜１２０として窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる薄膜を１μｍの膜厚で形成した。

サンプルＢについては、保護層１５０の膜厚は１００ｎｍとした。このサンプルＢにおける（κ／ｎ・Ｚ）の値は８．９１ｎｍである。サンプルＣについては、保護層１５０の膜厚は２００ｎｍとした。このサンプルＣにおける（κ／ｎ・Ｚ）の値は１７．８２ｎｍである。サンプルＤについては、保護層１５０の膜厚は３００ｎｍとした。このサンプルＤにおける（κ／ｎ・Ｚ）の値は２６．７３ｎｍである。

サンプルＥ乃至Ｇの第１マザー基板については、抵抗加熱方式の有機ＥＬ成膜装置を用いて、対向電極ＣＥの上にプラズマＣＶＤ法を用いて封止膜１２０として窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる薄膜を１μｍの膜厚で形成した後に、この封止膜１２０の上に有機ＥＬ材料を用いて保護層１５０を形成した。

サンプルＥについては、保護層１５０の膜厚は１００ｎｍとした。このサンプルＥにおける（κ／ｎ・Ｚ）の値は８．９１ｎｍである。サンプルＦについては、保護層１５０の膜厚は２００ｎｍとした。このサンプルＦにおける（κ／ｎ・Ｚ）の値は１７．８２ｎｍである。サンプルＧについては、保護層１５０の膜厚は３００ｎｍとした。このサンプルＧにおける（κ／ｎ・Ｚ）の値は２６．７３ｎｍである。

これらのサンプルＢ乃至Ｇの保護層１５０として用いた有機ＥＬ材料の、波長３６５ｎｍの紫外線に対する吸収計数κは０．１８であり、屈折率ｎは２．０２であった。

一方、対向基板２００としてガラス基板から第２マザー基板を用意した。それぞれの第２マザー基板の上には、シール部材３００としてディスペンサーを用いて紫外線硬化型樹脂を塗布し、さらに、シール部材３００の内側に充填層３２０を形成するための紫外線硬化型樹脂を適量滴下した。これらの第２マザー基板は、真空チャンバー内で、サンプルＡ乃至Ｇのそれぞれの第１マザー基板に貼りあわせられる。

その後、シール部材３００となる紫外線硬化型樹脂及び充填層３２０となる紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して硬化させた。このとき、照射される紫外線の主波長は３６５ｎｍであり、波長３６５ｎｍでのエネルギーは５Ｊ／ｃｍ^２であった。

そして、第１マザー基板と第２マザー基板とが貼り合わせられた基板対について、２４個の表示パネル１に割断した後、各表示パネル１に信号供給源を実装した。

このようにして形成されたサンプルＢ乃至Ｄは、上述した第１実施形態に相当する。

図５は、サンプルＢ乃至Ｄにおける表示パネル１を概略的に示す断面図である。なお、この図５において、アレイ基板１００は、既に説明したように第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷなどを備えているが、図示を省略する。

この表示パネル１において、各画素電極ＰＥは有機層ＯＲＧによって覆われ、また、有機層ＯＲＧは対向電極ＣＥによって覆われている。対向電極ＣＥの上には、保護層１５０が配置されている。対向電極ＣＥ及び保護層１５０は、封止膜１２０によって覆われている。シール部材３００によって囲まれた内側であって、封止膜１２０と対向基板２００との間には、充填層３２０が配置されている。

また、形成されたサンプルＥ乃至Ｇは、上述した第２実施形態に相当する。

図６は、サンプルＥ乃至Ｇにおける表示パネル１を概略的に示す断面図である。なお、この図６において、アレイ基板１００は、第１絶縁膜１１１、第２絶縁膜１１２、第３絶縁膜１１３、第４絶縁膜１１４、スイッチング素子ＳＷなどを備えているが、図示を省略する。

この表示パネル１において、各画素電極ＰＥは有機層ＯＲＧによって覆われ、また、有機層ＯＲＧは対向電極ＣＥによって覆われている。対向電極ＣＥは、封止膜１２０によって覆われている。封止膜１２０の上には、保護層１５０が配置されている。シール部材３００によって囲まれた内側であって、保護層１５０と対向基板２００との間には、充填層３２０が配置されている。

続いて、サンプルＡ乃至Ｇの各々について、２４枚の表示パネル１の電流値０．５ｍＡにおける発光効率（ｃｄ／Ａ）を測定し、各サンプルの発光効率の平均値を算出した。この結果を図７に示す。

保護層１５０を備えていないサンプルＡについては、シール部材３００及び充填層３２０を形成する工程で照射された紫外線の影響により第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の有機層ＯＲＧがダメージを受けている。このため、著しく発光効率が低く、その平均値は２．１ｃｄ／Ａであった。

保護層１５０を備えたサンプルＢ乃至Ｇについては、紫外線の影響が低減されるため、サンプルＡと比較して高い発光効率が得られた。サンプルＢの発光効率の平均値は、３．２ｃｄ／Ａであった。サンプルＣの発光効率の平均値は、４．５ｃｄ／Ａであった。サンプルＤの発光効率の平均値は、４．８ｃｄ／Ａであった。サンプルＥの発光効率の平均値は、３．１ｃｄ／Ａであった。サンプルＦの発光効率の平均値は、４．６ｃｄ／Ａであった。サンプルＧの発光効率の平均値は、４．９ｃｄ／Ａであった。

また、サンプルＢ、サンプルＣ、及び、サンプルＤの比較、あるいは、サンプルＥ、サンプルＦ、及び、サンプルＧの比較によれば、保護層１５０の膜厚が厚いほど紫外線による第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の劣化が抑制でき、高い発光効率が得られることが確認された。

さらに、サンプルＢとサンプルＥとの比較、あるいは、サンプルＣとサンプルＦとの比較、あるいは、サンプルＤとサンプルＧとの比較によれば、同等の発光効率が得られていることから、封止膜１２０と保護層１５０との形成順序に関係なく、紫外線による第１乃至第３有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ１乃至３の劣化が抑制できることが確認された。

このように、対向電極ＣＥと封止膜１２０との間、あるいは、封止膜１２０と充填層３２０との間に、紫外線を吸収する保護層１５０を配置することにより、発光効率の高い表示パネル１を提供することが可能となる。

なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置について説明したが、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどにも利用可能である。

１…表示パネル
ＯＬＥＤ１…第１有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ２…第２有機ＥＬ素子ＯＬＥＤ３…第３有機ＥＬ素子
１２０…封止膜
１５０…保護層
２００…対向基板
３００…シール部材
３２０…充填層
ＳＷ…スイッチング素子
ＰＥ…画素電極ＰＥＲ…反射層ＰＥＴ…透過層
ＯＲＧ…有機層ＣＥ…対向電極

Claims

絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方にそれぞれ配置された第１画素電極及び第２画素電極と、
前記第１画素電極の上及び前記第２画素電極の上に共通に設けられた有機層と、
前記有機層の上に配置された対向電極と、
前記有機層の直上に位置する前記対向電極の上に配置され、紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有する保護層と、
前記保護層の上に配置された封止膜と、
前記封止膜の上方に配置された対向基板と、
前記封止膜と前記対向基板との間に充填された充填層と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
絶縁基板と、
前記絶縁基板の上方にそれぞれ配置された第１画素電極及び第２画素電極と、
前記第１画素電極の上及び前記第２画素電極の上に共通に設けられた有機層と、
前記有機層の上に配置された対向電極と、
前記対向電極の上に配置された封止膜と、
前記有機層の直上に位置する前記封止膜の上に配置され、紫外線を吸収する紫外線吸収剤を含有する保護層と、
前記保護層の上方に配置された対向基板と、
前記保護層と前記対向基板との間に充填された充填層と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
前記第１画素電極と前記対向電極との間の前記有機層は、前記第２画素電極と前記対向電極との間の前記有機層とは異なる色に発光することを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
前記保護層は、有機ＥＬ材料によって形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。
前記充填層は、紫外線硬化型樹脂によって形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置。