JP4069745B2 - Organic EL panel - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス(EL)パネルに関し、特に、マルチカラー表示を行う有機ELパネルであって、使用時に上下電極の短絡による画素欠陥およびラインなどの表示不良を抑制した発光安定性に優れた有機ELパネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
有機ELパネルは、一対の電極すなわち下部電極と上部電極との間に有機EL材料からなる発光層を含む有機層を備えた複数個の画素を有するものである。
【0003】
このような有機ELパネルは、自己発光のため、視認性に優れ、かつ数V〜数十Vの低電圧駆動が可能なため駆動回路を含めた軽量化が可能である。そこで薄膜型ディスプレイ、照明、バックライトとしての活用が期待できる。
【0004】
多色発光を行うマルチカラーの有機ELパネルにおいては、発光色の異なる発光層を同一平面内に配置することにより、2色以上の異なる発光色を有する画素を有する構成としている。
【0005】
従来の一般的マルチカラータイプの有機ELパネルとして、黄色(Y)と青(B)の2色タイプの有機ELパネルの概略平面構成を図14に、概略断面構成を図15に示す。ここで、図14においては、識別のため、異なる発光色を有する画素Y、Bの境界は実線、下部電極10は一点鎖線、上部電極60は破線にて示してある。
【0006】
図14に示すように、黄色の発光色を有する黄色画素Yと青色の発光色を有する青色画素Bとが、YBYBYB……、というように異なる発光色の画素Y、B同士が隣接するように、同一平面内に繰り返し配置されている。なお、図14中の太線で囲んだ部分Uが繰り返しの1単位である。
【0007】
図14に示すように、各画素Y、Bは、1画素の縦ピッチがP1、横ピッチが(L1+S1)であり、画素Y、B中の発光領域Hは、その縦サイズがL3、横サイズがL1である。なお、下部電極10の間隔はS1、上部電極60の間隔は(P1−L3)である。
【0008】
その断面構成は、図15に示すように、基板1の上にITO等の下部電極10がフォトリソグラフ法にて形成され、この下部電極10の上に正孔輸送層30、発光層Y40、B40、電子輸送層50等の有機層55が順次積層され、その上に上部電極60が蒸着法にて積層されている。ここでは、下部電極10と上部電極60とはストライプ状であって、且つ直交している。
【0009】
ここで、複数個の画素Y、Bにおける正孔輸送層30および電子輸送層50すなわち発光層Y40、B40を除く有機層55は、一括して真空蒸着法にて成膜されることにより複数個の画素Y、B間で連続して一体化した膜として構成されている。
【0010】
一方、発光色の異なる発光層Y40、B40は、それぞれ発光層に対応した開口部を有するマスクを用いた真空蒸着法により成膜される。例えば、一方の発光層Y40をマスクを用いた真空蒸着にて成膜した後、マスクの位置をずらして、他方の発光層B40を真空蒸着にて成膜する。
【0011】
このようにして各画素Y、Bが形成され、図15に斜線ハッチング領域として示すように、各画素Y、Bのうち上下電極10、60が対向する領域が発光領域Hとして構成される。つまり、各画素Y、Bの発光領域Hにおいて、上下電極10、60の間に発光時には順バイアス電圧が印加され、非発光時には逆バイアス電圧が印加されるようなパルス電圧を加えることで表示を行うようにしている。
【0012】
しかしながら、図15に示すように、隣接する画素Y、Bの間においては、各画素の発光領域Hの周辺部において、有機層55中の発光層Y40、B40が薄くなり、ときには無くなることによって、発光領域Hにおける有機層55よりも薄くなった薄膜部55aが形成される場合がある。
【0013】
これは、上述したように、発光色の異なる発光層Y40、B40毎にマスクを用いた蒸着法にて成膜する際に、当該マスクの位置合わせ精度やマスクと基板間の距離に依存する蒸着材料の回り込みなどの影響から、発光層Y40、B40の端部が薄くなる(無くなる場合も含む)部分が生じるためである。
【0014】
すると、この隣接する画素Y、B間に形成される薄膜部55aにおいて、上下電極10、60の距離が必要以上に狭くなる部分が発生し、上下電極10、60間の短絡が生じやすくなる。例えば、図15中にジグザグ線Zgに示すように短絡が生じる。
【0015】
このような画素間の薄膜部に起因する上下電極の短絡の問題に対して、従来では、主として無機EL素子に適用されたものではあるが、隣接する画素間の発光層が必ず重なる部分を設けることで、当該重なり部分における層の膜厚を厚くし、上下電極の短絡を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0016】
ちなみに、従来では、薄膜部ではないが、画素の発光領域における対策として、当該発光領域に導電性異物等が存在することにより短絡しやすい欠陥部をオープン破壊させることで、自己修復させる技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
【0017】
【特許文献1】
特公平7−118387号公報(第2頁、第1図)
【0018】
【特許文献2】
特開平11−162637号公報(第3−6頁、第2−3図)
【0019】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、上述した隣接する画素間の発光層が必ず重なる部分を設ける手法では、以下のような問題が生じることがわかった。
【0020】
すなわち、重なり部分は、その膜厚が大きくなって電界強度が確保されず、非発光部となる。そのため、従来の一般的な隣接する画素間の発光層を重ねない構成に比べて、画素中の発光領域の面積が小さくなる。
【0021】
そうなった場合、有機ELパネルにおいて必要な発光輝度を実現するためには、画素の発光領域の輝度を高くする必要がある。すると、駆動電圧の増加が必要となり、画素の劣化等によって使用時間に伴う輝度の低下が促進される。これは好ましいことではない。
【0022】
本発明は、上述したように本発明者らが見出した新規な課題に基づいてなされたものであり、異なる発光色の画素を同一平面内に配置する有機ELパネルにおいて、隣接する画素間にて必ず発光層を重ね合わせた構成とせずに、画素の発光領域の面積を低下させることなく、隣接画素間に存在する有機層の薄膜部に起因する上下電極の短絡を適切に低減させることを目的とする。
【0042】
【課題を解決するための手段】
有機ELパネルは、一対の電極すなわち下部電極と上部電極との間に発光層を含む有機層を備えた画素を有するものであり、その駆動は、画素に対して、発光時には順バイアス電圧が印加され、非発光時には逆バイアス電圧が印加されるようなパルス電圧を加えることで行う。
【0043】
そして、上述したように、画素の発光領域においては、上記特許文献2のように自己修復させることで、発光領域の欠陥部をオープン破壊させ、上下電極の短絡を防止する方法が従来からある。この技術の基本的な概念は、逆バイアスパルスの電圧エネルギーによって、上部電極を飛散させるものとされている。
【0044】
しかしながら、このような自己修復技術を画素間の薄膜部に適用した例は、従来では無い。
【0045】
本発明者らは、この逆バイアス電圧を印加することで、有機層の薄膜部の欠陥部すなわち薄膜部における短絡しやすい部分をオープン破壊させることに着目した。そして、鋭意検討した結果、薄膜部の耐圧に着目して、その耐圧に対応した素子構造を採ることで、薄膜部に起因する上下電極の短絡を防止できることがわかった。
【0046】
薄膜部の耐圧は、次のように定義した。基本的には、使用時の電圧印加条件における薄膜部の耐圧とした。薄膜部の耐圧は、有機ELパネルの原理から、逆バイアス電圧印加時の耐圧である。そして、その薄膜部の耐圧は逆バイアス電圧の印加方法に依存する。
【0047】
そこで、その耐圧の評価においては、実際に駆動する場合のデューティ比、周波数などによって規定されるパルス幅と同一の状態で測定した電圧に基づいて、逆バイアス電圧の設定を行うべきである。
【0048】
このようなことから、薄膜部の耐圧の評価は、所定のデューティ比やパルス幅を持つパルス電圧を画素に印加し、順方向に電流を流すことで発光させつつ、非発光時には逆バイアス電圧を印加するという使用時の電圧印加条件にて行った(図7参照)。
【0049】
この操作において、順方向の電流は一定(つまり発光輝度はほぼ一定)のままで、逆バイアスの電圧を増加ながら、発光しなくなる逆バイアス電圧を耐圧とする。逆バイアス電圧の変え方は、各電圧毎に5秒以上1分以下の保持をしながら、数Vづつ上げていく方法とした(図8参照)。
【0050】
このようにして、逆バイアス電圧を上昇させていくと、薄膜部の一部もしくは全部が飛散する。このときの逆バイアス電圧の値を薄膜部の耐圧として定義する。この方法によれば、使用時の電圧印加条件における薄膜部の耐圧としてほぼ一定の値が得られる。
【0051】
請求項に記載の発明は、上記したような薄膜部の耐圧を有機ELパネルにおいて求め、それを利用することで創出されたものである。
【0052】
すなわち、請求項1に記載の発明では、下部電極(10)と上部電極(60)との間に少なくとも発光層(Y40、B40)を含む有機層(55)を挟んでなる複数個の画素(Y、B)が、同一平面内に配置されてなる有機ELパネルにおいて、画素のうち発光領域(H)の周辺部にて、有機層は、発光層が発光領域よりも薄くなった薄膜部(55a)を形成しており、使用時の電圧印加条件における薄膜部の耐圧以下の逆バイアス電圧を印加したときに、薄膜部がオープン破壊できるようになっており、薄膜部(55a)の耐圧を薄膜部の単位厚さ当たりの電界強度で表したとき、当該電界強度を計算する場合に薄膜部から導電性の有機膜(20)を除外し、当該電界強度は3.4×10 6 V/cm以上であり、逆バイアス電圧をVrとし、薄膜部(55a)の厚さとして薄膜部から発光層(Y40、B40)を除いた厚さをDyとし、これらVrとDyとの比Vr/DyをYaとしたとき、当該Yaが1.4×10 6 V/cm以上であり、発光領域(H)における有機層(55)の厚さとして厚さDyに発光層の厚さを加えた厚さTyを用い、VrとTyとの比Vr/TyをZaとしたとき、当該Zaが1.4×10 6 V/cm以上2.4×10 6 V/cm以下であることを特徴とする。
【0053】
それによれば、使用時の電圧印加条件における薄膜部の耐圧を指標として、薄膜部の欠陥部をオープン破壊させるための逆バイアス電圧の値を適度な大きさに決定することができる。
【0054】
つまり、使用時において印加する電圧において、非発光時に印加する逆バイアス電圧を薄膜部の耐圧以下の大きさにすることにより、薄膜部の正常な部分も含めて薄膜部の全部が飛散してしまうような過大な逆バイアス電圧の設定を防止できる。
【0055】
また、薄膜部の耐圧を指標とするため、逆バイアス電圧の大きさは、その耐圧以下の大きさまでは許容される。そのため、逆バイアス電圧が小さすぎてオープン破壊が不十分になることも防止できる。
【0056】
このように、本発明によれば、隣接する画素間に有機層の薄膜部が存在していても、使用時にて薄膜部の欠陥部をオープン破壊し、飛散させることで、薄膜部が飛散した部分では上下電極をオープンにすることができ、短絡を防止することができる。
【0057】
そのため、本発明によれば、隣接する画素間にて必ず発光層を重ね合わせた構成を採る必要がなく、結果、画素の発光領域の面積を低下させることが無くなる。そして、隣接画素間に存在する有機層の薄膜部に起因する上下電極の短絡を適切に低減させることができる。
【0058】
ここで、本発明でいうオープン破壊とは、薄膜部の一部、具体的には短絡しやすい欠陥部としての薄膜部の部分が飛散し、当該飛散した部分にて上下電極間が電気的にオープンになることである。
【0060】
有機ELパネルにおいては、有機材料の種類にかかわらず有機層における薄膜部の耐圧は、そのトータル厚さで定義できることがわかった。そして、本発明の有機ELパネルとしては、上記電界強度が3.4×106V/cm以上であるものにしており、それによれば、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【0061】
ここで、薄膜部の膜厚は、銅フタロシアニン等の導電性の有機膜(30)を含む場合は当該導電性の膜を除いた薄膜部(30、Y40、B40、50)の膜厚である。当該導電性の膜を除外するのは、当該導電性の膜が、他の有機膜に比べて十分に抵抗値が小さく、電界がさほど加わらないためである。
【0062】
また、本発明では、逆バイアス電圧をVrとし、薄膜部(55a)の厚さとして薄膜部から発光層(Y40、B40)を除いた厚さをDyとし、これらVrとDyとの比Vr/DyをYaとしたとき、当該Yaが1.4×106V/cm以上であり、発光領域(H)における有機層(55)の厚さとして厚さDyに発光層の厚さを加えた厚さTyを用い、VrとTyとの比Vr/TyをZaとしたとき、当該Zaが1.4×106V/cm以上2.4×106V/cm以下としている。
【0063】
それによれば、使用時にて薄膜部の欠陥部だけでなく発光領域の欠陥部も確実にオープン破壊できるとともに、Zaに上限を設けることで、発光領域における正常部を含む上部電極のすべてが飛散してしまうことを防止できる。
【0064】
請求項に記載の発明では、逆バイアス電圧をVrとし、上部電極(60)の厚さをDaとし、これらVrとDaとの比Vr/DaをXaとしたとき、当該Xaが2.2×106V/cm以上であることを特徴とする。
【0065】
逆バイアス電圧が小さすぎたり、上部電極が厚すぎると、上部電極が飛散しにくく、自己修復しにくい。その点、逆バイアス電圧Vrと上部電極の厚さDaとの比Vr/Da=Xaを2.2×106V/cm以上とすれば、より適切に自己修復を行うことができるため(図12参照)、好ましい。
【0066】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【0067】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。
【0068】
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態に係る有機ELパネルの概略構成を示す図であり、(a)は概略平面図、(b)は概略断面図である。ここで、図1(a)においては、識別のため、異なる発光色を有する画素Y、Bの境界は実線、下部電極20は一点鎖線、上部電極60は破線、また、発光領域Hは斜線ハッチングにて示してある。なお、本実施形態の平面図においては、この図1(a)と同様の線およびハッチングを採用している。
【0069】
図1に示すように、本例では、黄色の発光色を有する黄色画素Yと青色の発光色を有する青色画素Bとからなる複数個の画素Y、Bを有する。そして、これら複数個の画素Y、Bのうち同一の発光色を有する画素YとY、BとB同士がYYBBYYBB……、というように2個隣接して繰り返し同一平面内に配置されている。なお、図1(a)中の太線で囲んだ部分Uが繰り返しの1単位である。
【0070】
図1(a)に示すように、各画素Y、Bについて、1画素の縦ピッチがP1であり、横ピッチについては同一色の画素同士では(L2+S2)であり、異色の画素同士では(L2+S1)である。ここで、S2<S1の大小関係にある。また、画素Y、B中の発光領域Hは、その縦サイズがL3、横サイズがL2である。下部電極10の間隔はS1、上部電極60の間隔は(P1−L3)である。
【0071】
各画素Y、Bの断面構成は、図1(b)に示すように、ガラス基板1の上に、下部電極10、正孔注入層20、正孔輸送層30、発光層Y40、B40、電子輸送層50、陰極60が順次形成されたものである。そして、両電極10、60間にこれら有機層20、30、Y40、B40、50といった有機層55が挟まれた形になっている。
【0072】
そして、本実施形態では、隣接している同一色の画素における発光層は、この隣接している同一色の画素同士で連続した一体のものとなっている。つまり、図1(b)に示すように、隣接する黄色画素Y同士では、連続した一体の黄色発光層Y40をほぼ半分ずつ共用しており、隣接する青色画素B同士では連続した一体の青色発光層B40をほぼ半分ずつ共用している。
【0073】
本例における各層10〜60の材質等について述べておく。下部電極10は、ITO(インジウムチンオキサイド)やインジウム−亜鉛の酸化物から構成でき、膜厚は例えば100nm〜1μm程度である。ここでは、150nm程度の厚さの透明電極としてのITOからなり、スパッタ法等にて成膜されフォトエッチングによってストライプ状にパターニングされたものである。
【0074】
また、下部電極10の間隔S1、S2をみてみると、隣接する同一の発光色を有する画素の間における下部電極10の間隔S2が、異なる発光色を有する画素の間における下部電極10の間隔S1よりも狭くなっている。
【0075】
正孔注入層20は厚さ10nmの銅フタロシアニン(CuPc)からなり、正孔輸送層30は厚さ40nmのα−ナフチルフェニルベンゼンからなる。
【0076】
黄色画素Yの発光層Y40は、ホストであるAlq3(アルミキノリノール)にルブレンを5%ドープしたものからなる厚さ40nmの層であり、青色画素Bの発光層B40は、ホストであるBAlqにペリレンを1%ドープしたものからなる厚さ40nmの層である。
【0077】
また、電子輸送層50は厚さ20nmのAlq3からなる。陰極60は、下側から厚さ0.5nmのLiF、90nmのAl(アルミ)を順次積層したものからなる。これら正孔注入層20〜陰極60までは真空蒸着法により成膜される。
【0078】
黄色発光層Y40と青色発光層B40は、これら発光層に対応した開口部を有するガラスやステンレス等の金属からなるマスクを用いて、例えば黄色発光層Yを選択的に蒸着した後、マスクの位置をずらして位置あわせし、青色発光層B40を選択的に蒸着することで成膜される。
【0079】
これに対して、発光層Y40、B40の上下の有機層20、30、50、すなわち正孔注入層20、正孔輸送層30、電子輸送層50は、基板1の全面に一括して蒸着されることにより、複数個の画素Y、B間で連続して一体化した膜として構成されている。
【0080】
また、本例では、下部電極10は陽極、上部電極60は陰極として構成され、ともにストライプ状をなしている。ここで、図1に示すように、上下電極10、60は互いに直交しており、この直交する領域が発光領域Hとして構成されている。
【0081】
そして、本有機ELパネルでは、各画素Y、Bの発光領域Hにおいて、上下電極10、60の間に発光時には順バイアス電圧が印加され、非発光時には、クロストークを防止するために逆バイアス電圧が印加されるようなパルス電圧を加えることで、各発光層Y40、B40を発光させ表示を行うようにしている。
【0082】
本例では、黄色、青色の発光色の他、黄色と青色とが補色の関係にあるため、両色の同時発光による白色発光が可能になる。このように、2色の異なる発光色を有する画素Y、Bにおいて、互いの発光色が補色関係にあるものとすれば、白色発光が可能な有機ELパネルを実現できる。
【0083】
ところで、本実施形態によれば、複数個の画素Y、Bのうち同一発光色の画素を2個以上隣接させるとともに、これら隣接している同一発光色の画素における発光層Y40、B40を、隣接している同一発光色の画素同士で連続した一体のものとした構成としている。以下、この構成を「同一発光色隣接構成」ということにする。
【0084】
従来では、上記図14に示したように、異なる発光色の画素、例えば画素Y、画素Bを、YBYBYB……、というように、隣接する画素同士が異なる発光色のものとなるように繰り返し配置していた。この場合、上述したように、隣接する画素の間にて、有機層55のうち分離成膜された発光層Y40、B40の端部が薄くなることにより薄膜部が形成され、これが短絡を引き起こす可能性がある。
【0085】
それに対して、本実施形態によれば、隣接する異なる発光色の画素YとB同士の間では、薄膜部が発生する可能性があるが、隣接する同一発光色の画素YとY、BとB間にて発光層Y40、B40を連続した一体のものにしているため、この隣接する同一発光色の画素間では、そもそも薄膜部は存在しない。
【0086】
そのため、上記特許文献1に記載された技術のように、画素間の発光層を重ね合わせなくても、隣接した同一発光色の画素の領域の分、パネル内の薄膜部の発生確率が低減される。
【0087】
よって、本実施形態によれば、隣接する画素間にて必ず発光層を重ね合わせた構成とせずに、画素の発光領域Hの面積を低下させることなく、隣接画素間に存在する有機層55の薄膜部に起因する上下電極10、60の短絡を適切に低減させることができる。
【0088】
また、本実施形態では、図1(a)に示すように、隣接する同一発光色の画素YとY、BとBの間における下部電極10の間隔S2が、隣接する異なる発光色の画素YとBの間における下部電極10の間隔S1よりも狭くなっている。このような構成は、上記同一発光色隣接構成によりもたらされるものである。
【0089】
隣接する同一発光色の画素YとY、BとBの間では、発光層Y40、B40は分離されずに一体化しているため、当該画素間の下部電極10の間隔S2は、発光層Y40、B40のマスク成膜に対応した間隔を確保する必要はない。
【0090】
しかし、隣接する異なる発光色の画素YとBの間では発光層Y40と発光層B40とは分離成膜されているため、その間における下部電極10の間隔S1は、発光層のマスク成膜に対応した間隔を確保する必要がある。
【0091】
つまり、異なる発光色の画素間における下部電極10の間隔S1は、異なる発光層を成膜する際のマスクの位置合わせ精度やマスク下への蒸着材料の回り込み等を考慮して規定される。一方、同一発光色の画素間における下部電極10の間隔S2は、下部電極のフォトエッチング精度で規定される。
【0092】
そして、フォトエッチングの精度は一般にマスクを用いた蒸着法の成膜精度よりも高い。そのため、隣接する同一発光色の画素の間では、異なる発光色の画素の間よりも、フォトエッチング精度に合わせて下部電極10の間隔S2を狭くすることができる。
【0093】
そして、このように間隔S2をS1に比べて狭くできることにより、従来に比べて、画素の開口率すなわち発光領域を大きくできるという利点がある。このことについて、図1(a)と上記図14を参照しつつ具体的寸法の一例を挙げて説明する。
【0094】
まず、図14に示す従来のものにおいては、下部電極10の間隔S1=40μm、1画素の縦ピッチP1=240μm、横ピッチ(L1+S1)=120μm、発光領域Hの縦サイズL3=200μm、横サイズL1=80μmに設計される。
【0095】
それに対して、図1(a)に示す本例のものでは、異なる発光色の画素間における下部電極10の間隔S1=40μmは同様であるが、同一発光色の画素間における下部電極10の間隔S2=20μmと狭くできる。そして、本例では、1画素の縦ピッチP1=240μm、横ピッチ{L1+(S1+S2)/2}=120μm、発光領域Hの縦サイズL3=200μm、横サイズL2=90μmに設計される。
【0096】
本例では、1画素の横ピッチは、1単位である2画素の平均値とした。また、発光領域Hの横サイズL2は、同一発光色の画素間における下部電極10の間隔S2が、従来の電極間隔よりも狭くなった分広いものに設計できる。
【0097】
ここで、開口率は「発光領域Hの面積」を「1画素の面積(つまり1画素の縦ピッチと横ピッチの積)」で割った百分率で示される。上記寸法例では、従来のものでは開口率が56%であるのに対し、本例では63%であり、初期の設計レベルでも7%の開口率の増加が得られる。
【0098】
さらに、本実施形態では、隣接する異なる発光色の画素YとB間で、成膜の誤差等により一方の発光層が他方の発光層に一部重なって成膜されてしまった場合を考えても、開口率の面で従来に比べて有利である。
【0099】
例えば、図14のものにおいて、黄色発光層Y40の左右両端部に青色発光層B40が5μmの幅で重なったとする。同様の誤差が図1(a)に示す本例にて生じた場合、黄色発光層Y40の左右両端のうち片側の端部にのみ青色発光層B40が5μmの幅で重なることになる。
【0100】
つまり、従来では、トータルとして10μmの幅の重なり部分が生じ、その重なり部分が非発光部となるのに対し、本例では、発光領域Hの減少は、その半分の5μmである。そして、上記設計レベルでの開口率に、この重なり部による発光領域減少の影響を積算すると、従来では開口率は49%、本例では59%と、成膜時の5μmのずれが開口率にして10%の差を生じる。
【0101】
このように、本実施形態によれば、画素の発光領域Hの面積を低下させないというよりは、むしろ、発光領域Hの面積を従来よりも増加できるという利点がある。
【0102】
また、図1(a)に示す例では、個々の画素Y、Bの形状は長方形であり、この長方形の画素の縦横比として幅の狭い方向すなわち図中の横方向において、同一発光色の画素YとY、BとBが2個隣接している。
【0103】
上述したように、発光層Y40、B40は、通常、開口部を有するマスクを用いた真空蒸着法にて形成される。そして、このマスクの厚さは開口部の最小寸法幅によって規定される。つまり、この幅が狭いほどマスクの厚さは薄くなり、広いほど厚くなる。
【0104】
本例のように、長方形の画素Y、Bの縦横比として幅の狭い方向において、同一発光色の画素を隣接させれば、発光層を形成するためのマスクの開口部の最小寸法幅を広げることができる。2画素隣接させれば、従来に比べて同一発光色の発光層の横幅が2画素分に広くなり(図1(a)、図14参照)、当該マスクの厚さも厚くできる。
【0105】
マスクの厚さを厚くできるということは、マスクの剛性を大きくできるということである。そして、大面積パネル用のマスクとして使用しやすくなり、パネルの大型化を図れるという利点がある。
【0106】
ちなみに、長方形の画素の縦横比として幅の広い方向、例えば、図1(a)の縦方向において、同一発光色の画素を隣接させても良い。しかし、その場合、縦方向の発光層Y40、B40の長さは大きくなるが、横方向の発光層Y40、B40の長さは変わらない。そのため、発光層を形成するためのマスクの開口部の最小寸法幅は変わらず、当該マスクの厚さを厚くできない。
【0107】
さらに、本例では、複数個の画素Y、Bは、2色の異なる発光色の画素Y、Bにて構成されているが、これら2色の画素Y、Bのうち輝度低下特性が良好な方の画素を高輝度で発光させることが好ましい。
【0108】
有機ELパネルにおいては、一般に輝度を大きくするほど輝度低下が早くなる、つまり輝度寿命が短くなる。そのため、2色の画素Y、Bのうち輝度低下特性が良好な方の画素を高輝度で発光させるようにすれば、異なる2色の画素の間で輝度特性の低下度合を同程度にすることができ、好ましい。
【0109】
本例では、初期300cd/m2における青色発光層B40の輝度半減寿命が2000時間であるのに対して、黄色発光層Y40の輝度半減寿命は1万時間である。このことから、単色の発光輝度として、黄色の発光輝度を青色の発光輝度の5倍に設定するように駆動させることで、両色の輝度寿命を同程度に合わせ、焼き付きの少ない表示が可能になる。
【0110】
次に、本実施形態の変形例を示しておく。図2は本実施形態の第1の変形例としての有機ELパネルの概略平面図である。
【0111】
図2の例では、複数個の画素は、互いに補色でない色同士である緑色の発光色を有する緑色画素Gと赤色の発光色を有する赤色画素Rとからなる。これら複数個の画素G、Rのうち同一の発光色を有する画素GとG、RとR同士がGGRRGGRR……、というように2個隣接して繰り返し同一平面内に配置されている。なお、図2中の太線で囲んだ部分Uが繰り返しの1単位である。
【0112】
上記図1の例では、1つの発光層が横方向においては2画素単位、縦方向においては1画素単位で形成されていたが、この図2の例では、1つの発光層が横方向に2画素単位、縦方向にはすべての画素に渡るようにストライプ状に形成されている。つまり、発光層の成膜マスクとして、ストライプ状の開口部を有するものを用いればよい。
【0113】
この第1の変形例では、例えば、アルミキノリノール(Alq3)に1%クマリンをドープした緑色発光層と、Alq3に1%の4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM1)をドープした赤色発光層の組合せ等を採用できる。
【0114】
例えば、車載用に用いる場合、警告表示の赤表示と機能が正常であることを示す緑表示が可能である。さらにこれら赤と緑を同時発光させて混色とした黄色によって、注意を促す表示が達成できる。
【0115】
図3は本実施形態の第2の変形例としての有機ELパネルの概略平面図である。図3の例では、複数個の画素は、赤色の発光色を有する赤色画素Rと緑色の発光色を有する緑色画素Gと青色の発光色を有する青色画素Bからなる。
【0116】
これら複数個の画素R、G、Bのうち同一の発光色を有する画素RとR、BとB同士がRRGBBGRRGBB……、というように2個隣接して繰り返し同一平面内に配置されている。なお、図3中の太線で囲んだ部分Uが繰り返しの1単位である。
【0117】
この第2の変形例では、画素RとBについて本実施形態の効果が発現される。また、この配列を決める場合、図3中の緑色画素Gの位置には、輝度寿命の長いものおよび発光効率が高く必要な輝度が出しやすい色を持ってくるようにすることが望ましい。
【0118】
図4は本実施形態の第3の変形例としての有機ELパネルおよびこれに組み合わせるカラーフィルタの概略平面図である。図4では(a)がカラーフィルタ70、(b)が有機ELパネルであり、カラーフィルタ70はこの配置のまま、(b)に示す有機ELパネルの上に貼り合わせられるものである。
【0119】
図4の例では、複数個の画素は、赤色の発光色を有する赤色画素Rと青色の発光色を有する青色画素Bからなる。そして、これら複数個の画素R、Bのうち同一の発光色を有する画素RとR、BとB同士がRRBBRRBB……、というように2個隣接して繰り返し同一平面内に配置されている。
【0120】
この例でも、上記図2と同様、各発光層は縦方向にストライプ状をなしている。そして、カラーフィルタ70は、緑色を透過する緑フィルタ部71と黄色を透過する黄フィルタ部72が設けられ、その他の領域は透明なものとなっている。
【0121】
このカラーフィルタ70を図4(b)の有機ELパネルの上に配置する場合、青色画素Bの一部に緑フィルタ部71が重なり、赤色画素Rの一部に黄フィルタ部72が重なるようにする。
【0122】
有機EL材料の発光スペクトルの半値幅は広く、例えば赤の発光でも黄色や橙の成分を有する。そこで、この第3の変形例のように、カラーフィルタ70を組み合わせることにより、画素の発光色を異ならせることができる。
【0123】
本例では、図5に模式的な色度図として示すように、赤、青、黄、緑の4色およびこれらの混色が発光可能となる。このように、画素の発光色が2色であっても、さらなる多色発光が可能となり、ひいてはフルカラーにも対応可能となる。なお、カラーフィルタの代わりに、蛍光体からなる色変換フィルタを用いても同様の効果が得られる。
【0124】
なお、本実施形態では、同一発光色の画素が例えば、YYBBYYBBYYB……、というように2個隣接していたが、例えばYYYBBBYYYBBB……、というように3個またはそれ以上隣接していても良い。
【0125】
これらの方式において注意を要するのは、繰り返し単位が大きくなりすぎると、表示ががたつくなどの品位の低下、さらには発光色が混色して認識されにくくなる。一般に混色距離は、繰り返し単位の200倍の距離離れればよいといわれているので、使用するディスプレイの設定によって考慮する。例えば、繰り返し単位が1mmの場合、200mm(20cm)以上離れて見る必要がある。この点に注意して、繰り返し単位の最大値を設定する必要がある。
【0126】
(第2実施形態)
図6は、本発明の第2実施形態に係る有機ELパネルの概略断面図である。なお、この図6に示す有機ELパネルの平面構成の概略は、上記図14に示すものと同様のものにできる。
【0127】
つまり、本例では、黄色の発光色を有する黄色画素Yと青色の発光色を有する青色画素Bとが、YBYBYB……、というように異なる発光色の画素Y、B同士が隣接するように、同一平面内に繰り返し配置されている。
【0128】
そして、各画素Y、Bは、図6に示すように、ガラス基板1の上に、下部電極10、正孔注入層20、正孔輸送層30、発光層Y40、B40、電子輸送層50、陰極60が順次形成されたものである。そして、両電極10、60間にこれら有機層20、30、Y40、B40、50といった有機層55が挟まれた形になっている。
【0129】
本例における各層10〜60の材質等について述べておく。下部電極10は、ITO(インジウムチンオキサイド)やインジウム−亜鉛の酸化物から構成でき、膜厚は例えば100nm〜1μm程度である。
【0130】
ここでは、下部電極10は、150nm程度の厚さの透明電極としてのITOからなり、スパッタ法等にて成膜されフォトエッチングによって、図6中の紙面垂直方向に延びるストライプ状にパターニングされたものである。
【0131】
正孔注入層20は厚さ10nmの銅フタロシアニン(CuPc)からなり、正孔輸送層30は厚さ40nmのα−ナフチルフェニルベンゼンからなる。
【0132】
黄色画素Yの発光層Y40は、ホストであるAlq3にルブレンを5%ドープしたものからなる厚さ40nmの層であり、青色画素Bの発光層B40は、ホストであるBAlqにペリレンを1%ドープしたものからなる厚さ40nmの層である。
【0133】
また、電子輸送層50は厚さ20nmのAlqからなる。陰極60は、下側から厚さ0.5nmのLiF、90nmのAl(アルミ)を順次積層したものからなる。これら正孔注入層20〜陰極60までは真空蒸着法により成膜される。
【0134】
黄色発光層Y40と青色発光層B40は、これら発光層に対応した開口部を有するガラスやステンレス等の金属からなるマスクを用いて、例えば黄色発光層Yを選択的に蒸着した後、マスクの位置をずらして位置あわせし、青色発光層B40を選択的に蒸着することで成膜される。
【0135】
これに対して、発光層Y40、B40の上下の有機層20、30、50、すなわち正孔注入層20、正孔輸送層30、電子輸送層50は、基板1の全面に一括して蒸着されることにより、複数個の画素Y、B間で連続して一体化した膜として構成されている。
【0136】
また、本例では、下部電極10は陽極、上部電極60は陰極として構成され、ともにストライプ状をなしている。上部電極60はマスクを用いた蒸着によって、図6中の左右方向に延びるストライプ状をなす。
【0137】
図6に示すように、上下電極10、60は互いに直交しており、この直交する領域が発光領域Hとして構成されている。つまり、平面の画素配置構成としては、ドットマトリクスタイプの画素構成となっている。
【0138】
そして、本有機ELパネルでは、各画素Y、Bの発光領域Hにおいて、上下電極10、60の間に発光時には順バイアス電圧が印加され、非発光時にはクロストークを防止するために逆バイアス電圧が印加されるようなパルス電圧を加えることで、各発光層Y40、B40を発光させ表示を行うようにしている。
【0139】
ところで、図6に示すように、発光層Y40、B40が分離されて成膜されているために、発光層Y40、B40の端部が薄くなる。そのため、画素Y、Bのうち発光領域Hの周辺部の有機層55には、発光層Y40、B40が発光領域Hよりも薄くなっている薄膜部55aが形成される。なお、発光層が薄くなっているとは、発光層が無くなっている場合も含む。
【0140】
これは、上述したように、発光色の異なる発光層Y40、B40毎にマスクを用いた蒸着法にて成膜する際に、当該マスクの位置合わせ精度やマスクと基板間の距離に依存する蒸着材料の回り込みなどの影響から、発光層Y40、B40の端部が薄くなる(または無くなる)部分が生じるためである。
【0141】
すると、この隣接する画素Y、B間に形成される薄膜部55aにおいて、上下電極10、60の距離が必要以上に狭くなる部分が発生し、上下電極10、60間の短絡が生じやすくなる。
【0142】
このような問題に対して、本実施形態の有機ELパネルでは、使用時の電圧印加条件における薄膜部55aの耐圧以下の逆バイアス電圧を印加したときに、薄膜部55aがオープン破壊できるようにした独自の構成を採用している。
【0143】
具体的に、本例のドットマトリクスタイプの有機ELパネルにおいては、一つの画素YまたはBに対して、図7に示すような所定のデューティ比やパルス幅を有する駆動波形のパルス電圧が印加される。順バイアス電圧(順方向パルス)の印加時には、発光層Y40またはB40が発光し、逆バイアス電圧(逆バイアスパルス)の印加時には、非発光状態となる。
【0144】
上記図7に示すような駆動波形が、有機ELパネルにおける使用時の電圧印加条件であり、本実施形態では、この使用時の電圧印加条件における薄膜部55aの耐圧以下の逆バイアス電圧を印加したときに、薄膜部55aがオープン破壊できるようになっている。
【0145】
薄膜部55aの耐圧は、実際に駆動する場合のデューティ比、周波数などによって規定されるパルス幅と同一の状態で測定した電圧に基づいて決められる。つまり、図7に示す駆動波形において、順方向の電流は一定(つまり発光輝度はほぼ一定)のままで、逆バイアス電圧の大きさを増加ながら、発光しなくなる逆バイアス電圧を耐圧とする。
【0146】
ここで、逆バイアス電圧の変え方は、図8に示すように、各電圧毎の保持時間を5秒以上1分以下としながら、数Vづつ上げていく方法とする。このようにして、逆バイアス電圧を上昇させていくと、薄膜部55aの一部もしくは全部が飛散する。この飛散が発生したときの逆バイアス電圧の値が薄膜部55aの耐圧として定義される。
【0147】
この方法によれば、使用時の電圧印加条件における薄膜部55aの耐圧としてほぼ一定の値が得られる。限定するものではないが、本例では、順バイアス電圧を10Vに一定とし、各逆バイアス電圧において保持時間を5秒としながら、20Vから1Vづつ上昇させていくことにより、薄膜部55aの耐圧を求めることができる。
【0148】
さらに、本例の有機ELパネルS1では、複数個の画素Y、Bを有するため、薄膜部55aも複数個存在し、薄膜部55aの耐圧は、ある一定の分布を持っている。
【0149】
具体的には、本例において、複数個の薄膜部55aについて薄膜部55aの耐圧を調べた結果、図9に示すような分布を有するものとなった。そして、本例における薄膜部55aの耐圧は、その平均値すなわち平均耐圧(図9では26V)としている。
【0150】
このようにして、使用時の電圧印加条件における薄膜部55aの耐圧が定義された有機ELパネルにおいて、本実施形態では、当該薄膜部55aの耐圧以下の逆バイアス電圧を印加したときに、薄膜部55aがオープン破壊できるようになっている。
【0151】
それによれば、使用時の電圧印加条件における薄膜部55aの耐圧を指標として、自己修復するための逆バイアス電圧の値を適度な大きさに決定することができる。
【0152】
つまり、使用時において印加する電圧条件(上記図7参照)において、非発光時に印加する逆バイアス電圧を薄膜部55aの耐圧以下の大きさにすることで、薄膜部55aの正常な部分も含めて薄膜部55aの全部が飛散してしまうような過大な逆バイアス電圧の設定を防止できる。
【0153】
そして、薄膜部55aの耐圧以下の大きさの逆バイアス電圧であっても、自己修復は十分に行うことができる。これは、オープン破壊される薄膜部55aの部分は短絡を生じやすい欠陥部であるため、薄膜部55aの耐圧よりも低い逆バイアス電圧を印加しても、欠陥部の薄膜部55aを飛散させるのに十分な電圧エネルギーやジュール熱を発生させ得るためであると考えられる。
【0154】
また、薄膜部55aの耐圧を指標とするため、逆バイアス電圧の大きさは、その耐圧以下の大きさまでは許容される。そのため、逆バイアス電圧が小さすぎてオープン破壊が不十分になることも防止できる。
【0155】
具体的に、薄膜部55aがオープン破壊するとは、薄膜部55aの一部、具体的には短絡しやすい欠陥部としての薄膜部55aの部分が飛散し、当該飛散した部分にて上下電極10、60間が電気的にオープンになることである。実際には、飛散する薄膜部55aとともに、その上部の上部電極60も飛散する。
【0156】
このように、本実施形態によれば、使用時における薄膜部55aの欠陥部をオープン破壊できることにより、隣接する画素間にて必ず発光層を重ね合わせた構成を採る必要がなくなるため、画素の発光領域の面積を低下させることがない。そして、隣接画素間に存在する有機層55の薄膜部55aに起因する上下電極10、60の短絡を適切に低減させることができる。
【0157】
[好適手段]
次に、本実施形態における好ましい手段を挙げておく。本実施形態の有機ELパネルにおいては、薄膜部55aの耐圧を薄膜部55aの単位厚さ当たりの電界強度で表したとき、当該電界強度を計算する場合に薄膜部55aから導電性の有機膜を除外し、当該電界強度は3.4×106V/cm以上であることが好ましい。
【0158】
図10は、本実施形態にて上述した材質の例において、本発明者らが調べた有機層55の厚さ(nm)と有機層55の平均耐圧(V)との関係を示す図である。この図10では、有機層55の厚さは、導電性の有機膜であるCuPcからなる正孔注入層20の厚さは除外してある。
【0159】
図10中には、本実施形態にて上述した膜厚の例において、発光領域Hの有機層55の値、および有機層55の薄膜部55aの値も、それぞれ黒丸プロット、白丸プロットで示してある。
【0160】
この図10に示されるように、有機層55の厚さと耐圧とはほぼ直線関係であることから、有機ELパネルにおいては、有機材料の種類にかかわらず薄膜部55aの耐圧は、薄膜部55aに導電性の膜が存在する場合は、その導電性の膜の厚さを除外した薄膜部55aそのトータルの厚さで定義できることがわかる。
【0161】
そして、薄膜部55aについては、3.4×106V/cm以上の電界強度とした場合において、上述した薄膜部55aのオープン破壊を適切に実現できることが実験的に確認できた。ちなみに、薄膜部55aの耐圧が、上記電界強度で3.4×106V/cm未満であると、全画素の上部電極が飛散してしまう等の不具合が生じやすいこともわかった。
【0162】
また、逆バイアス電圧をVrとし、薄膜部55aの厚さとして薄膜部55aから発光層Y30、B30を除いた厚さをDyとする。つまり、薄膜部55aの厚さとして、発光層が存在せずにその他の有機層20、30、50のみからなる薄膜部55aの厚さをDyとする。そして、これらVrとDyとの比Vr/DyをYaとする。
【0163】
また、発光領域Hにおける有機層55の厚さとして前記の薄膜部55aの厚さDyに発光層Y40、B40の厚さを加えた厚さTyを用い、これらVrとTyとの比Vr/TyをZaとする。
【0164】
そして、本実施形態においては、これら値Ya(=Vr/Dy)と値Za(=Vr/Ty)とについて、値Yaが1.4×106V/cm以上であり、且つ値Zaが1.4×106V/cm以上2.4×106V/cm以下であることが好ましい。
【0165】
これら値Ya、Zaが小さいとは、同じ逆バイアス電圧Vrで考えると、薄膜部55aや発光領域Hの有機層55が厚い場合を示し、これら値Ya、Zaが大きいとは薄膜部55aや発光領域Hの有機層55が薄い場合を示す。
【0166】
薄膜部55aとともに発光領域Hの欠陥部もオープン破壊させて自己修復するには、一定の電界強度を必要とするが、高すぎると全画素の上部電極が飛散する等によって発光しなくなる。一方、薄膜部55aについては、その部分の上部電極60が飛散しても、画素の周辺部であるため、さほど発光には問題ない。
【0167】
そこで、本発明者らは、本実施形態の有機ELパネルにおいて、上記値Ya(=Vr/Dy)および値Za(=Vr/Ty)と上下電極10、60の短絡率との関係を調べた。その結果を図11に示す。
【0168】
図11では、上下電極の短絡率は、使用時間としての耐久時間が1000時間後すなわち有機ELパネルを1000時間駆動させた後において、薄膜部55aや発光領域Hにて発生した上下電極10、60の短絡(例えばライン欠陥等)の発生率を表している。
【0169】
また、横軸は、上記値Ya(=Vr/Dy)および値Za(=Vr/Ty)を含めた表記として逆バイアス/有機膜厚さ(V/cm)と表している。そして、図11中、実線グラフが値Ya(=Vr/Dy)、破線グラフが値Za(=Vr/Ty)を示している。実際には、これら両グラフは重なっており、両値Ya、Zaとも、上下電極の短絡率との関係は同様の傾向を持つものであった。
【0170】
図11から、上記比Vr/Dy=Yaが1.4×106V/cm未満の場合では、薄膜部55aが厚すぎたり、逆バイアス電圧が小さすぎたりして薄膜部55aの飛散が不十分であってオープン破壊しにくいことがわかる。
【0171】
また、上記比Vr/Ty=Zaが1.4×106V/cm未満の場合では、発光領域Hの有機層30が厚すぎたり、逆バイアス電圧が小さすぎたりして有機層30や上部電極40の飛散が不十分となり、発光領域Hで自己修復しにくいことがわかる。
【0172】
一方、上記比Vr/Ty=Zaが2.4×106V/cmよりも大きい場合では、発光領域Hの有機層30が飛散しすぎてしまい、表示品質の著しい低下を引き起こし、好ましくない。
【0173】
このような検討結果から、値Ya(=Vr/Dy)と値Za(=Vr/Ty)とについて、値Yaが1.4×106V/cm以上であり、且つ値Zaが1.4×106V/cm以上2.4×106V/cm以下であれば、使用時にて薄膜部55aの欠陥部だけでなく発光領域Hの欠陥部も確実にオープン破壊して自己修復できることがわかった。
【0174】
また、本実施形態の有機ELパネルにおいては、逆バイアス電圧をVrとし、上部電極60の厚さをDaとし、これらVrとDaとの比Vr/DaをXaとしたとき、Xa(=Vr/Da)の値が2.2×106V/cm以上であることが好ましい。
【0175】
薄膜部55aのオープン破壊においては、実際には飛散する薄膜部55aとともに、その上部の上部電極60も飛散する。そこで、逆バイアス電圧が小さすぎたり、上部電極60が厚すぎると、上部電極60が飛散しにくく、オープン破壊しにくい。つまり、Xa(=Vr/Da)の値が小さすぎるとオープン破壊しにくい。
【0176】
そこで、本発明者らは、本実施形態の有機ELパネルにおいて、上記比Vr/Da=Xaと上下電極10、60の短絡率との関係を調べた。その結果を図12に示す。図12では、上下電極の短絡率は上記図11と同じ定義としている。
【0177】
図12から、上記比Vr/Da=Xaが2.2×106V/cm未満の場合では、上部電極60が厚すぎたり、逆バイアス電圧が小さすぎたりして上部電極60の飛散が不十分であって薄膜部55aがオープン破壊しにくいが、上記比Vr/Da=Xaを2.2×106V/cm以上とすれば、適切にオープン破壊できることがわかる。
【0178】
なお、上述したように薄膜部55aについては、その部分の上部電極60が飛散しても、画素の周辺部であるため、さほど発光には問題ない。このことから、薄膜部55aのオープン破壊させるだけならば、逆バイアス電圧を大きくして行っても良い。ただし、上下電極の配置形態によっては、薄膜部55aが飛散しすぎると上部電極が断線するため、注意を要する。
【0179】
例えば、本実施形態の有機ELパネルの平面構成が、上記図14に示した画素のレイアウトである場合、上部電極60の幅方向に薄膜部55aが横断した形となっている。この場合、薄膜部55aが飛散しすぎると、上部電極60の断線を引き起こす恐れがある。
【0180】
一方、図13は、本実施形態の変形例としての有機ELパネルを示す概略平面図である。ここでは、識別のため、異なる発光色を有する画素Y、Bの境界は実線、下部電極20は一点鎖線、上部電極60は破線、また、発光領域Hは斜線ハッチングにて示してある。
【0181】
この例では、複数個の画素は、縦方向に延びる黄色発光層と青色発光層とかた構成されるもので、黄色の発光色を有する黄色画素Yと青色の発光色を有する青色画素Bとからなる。そして、これら複数個の画素Y、Bが図13に示すように、図中の左右方向へYYBBYYBB……、というように2個隣接して繰り返し同一平面内に配置されている。
【0182】
また、上部電極60は、発光層に沿って縦方向に延びるストライプ形状をなしている。このようなレイアウトの場合、薄膜部は、上部電極60の左右端部に沿って存在するため、薄膜部が飛散しすぎても、上部電極60の断線に至る可能性は極めて少ない。
【0183】
このように、有機ELパネルの平面構成が、上記図14に示した画素のレイアウトである場合には、図13のレイアウトの場合に比べて、薄膜部55aをオープン破壊するための逆バイアス電圧を低くして、薄膜部55aの過大な飛散を抑制する必要がある。
【0184】
例えば、上記した本実施形態の材質および膜厚の例を採用した有機ELパネルであって、上記図14に示すレイアウトとしたもの、および上記図13のレイアウトとしたものについて、駆動条件の一例を示しておく。
【0185】
前者では、上部電極60の厚さを60nm、逆バイアス電圧を比較的低く14Vとした場合、値Xa(=Vr/Da)は2.3×106V/cm、値Ya(=Vr/Dy)は2.3×106V/cm、値Za(=Vr/Ty)は1.4×106V/cmとなる。
【0186】
後者では、逆バイアス電圧を比較的高くでき、20Vとした場合、値Xa(=Vr/Da)は2.6×106V/cm、値Ya(=Vr/Dy)は3.3×106V/cm、値Za(=Vr/Ty)は2×106V/cmとなる。
【0187】
このように、薄膜部55aのオープン破壊によって上部電極60が断線する可能性があるときは、薄膜部55aの耐圧を示す上記比Vr/Dy=Yaが1.4×106V/cm以上の範囲で、比較的低い逆バイアス電圧を設定することが好ましい。
【0188】
なお、本実施形態においては、例えば、異なる発光色の画素Y、B同士がYBYBYB……、というように配置されていたが、その配置形態は特に限定されるものではなく、例えば、上記図13に示したように、YYBBYYBB……、というように同一発光色の画素が隣接した配置でも良い。
【0189】
また、複数個の画素の発光色も上記した色に限定されるものではもちろんない。さらには、複数個の画素がすべて同一色すなわち単色発光の有機ELパネルであっても良い。要するに、発光層が分離成膜されることで画素周辺部に薄膜部が形成されるものであれば適用可能である。
【0190】
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態において、上下電極や各有機層を構成する材料およびサイズ、形状等は上記した例に限定されるものではなく、有機ELパネルを構成可能な材料やサイズ等に適宜設計変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るマルチカラータイプの有機ELパネルの概略構成図であり、(a)は概略平面図、(b)は概略断面図である。
【図2】第1実施形態の第1の変形例としての有機ELパネルの概略平面図である。
【図3】第1実施形態の第2の変形例としての有機ELパネルの概略平面図である。
【図4】第1実施形態の第3の変形例としての有機ELパネルの概略平面図である。
【図5】上記第3の変形例におけるカラーフィルタの効果を示す模式的な色度図である。
【図6】本発明の第2実施形態に係る有機ELパネルの概略断面図である。
【図7】有機ELパネルにおける使用時の電圧印加条件としての駆動波形の一例を示す図である。
【図8】薄膜部の耐圧を決めるために逆バイアス電圧を上昇させていく方法を示す図である。
【図9】複数個の薄膜部について薄膜部の耐圧を調べた結果による耐圧分布の一例を示す図である。
【図10】本発明者らが調べた有機層の厚さと薄膜部の平均耐圧との関係を示す図である。
【図11】逆バイアス/有機膜厚さと上下電極の短絡率との関係を示す図である。
【図12】逆バイアス/上部電極厚さと上下電極の短絡率との関係を示す図である。
【図13】第2実施形態の変形例としての有機ELパネルの概略平面図である。
【図14】従来の一般的マルチカラータイプの有機ELパネルの概略平面図である。
【図15】従来の一般的マルチカラータイプの有機ELパネルの概略断面図である。
【符号の説明】
10…下部電極、20…正孔注入層、Y40…黄色発光層、
B40…青色発光層、55…有機層、55a…薄膜部、60…上部電極、
70…カラーフィルタ、H…発光領域、Y…黄色画素、B…青色画素。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescence (EL) panel, and in particular, an organic EL panel that performs multi-color display, and has excellent emission stability that suppresses display defects such as pixel defects and lines due to a short circuit between upper and lower electrodes during use. The present invention relates to an organic EL panel.
[0002]
[Prior art]
The organic EL panel has a plurality of pixels provided with an organic layer including a light emitting layer made of an organic EL material between a pair of electrodes, that is, a lower electrode and an upper electrode.
[0003]
Since such an organic EL panel is self-luminous, it has excellent visibility, and can be driven at a low voltage of several V to several tens V. Therefore, the organic EL panel can be reduced in weight including a driving circuit. Therefore, it can be expected to be used as a thin film display, lighting, and backlight.
[0004]
A multi-color organic EL panel that emits multi-color light is configured to have pixels having two or more different emission colors by disposing light-emitting layers having different emission colors in the same plane.
[0005]
As a conventional general multi-color type organic EL panel, FIG. 14 shows a schematic plan configuration of a two-color type organic EL panel of yellow (Y) and blue (B), and FIG. 15 shows a schematic cross-sectional configuration. Here, in FIG. 14, for identification, the boundaries of the pixels Y and B having different emission colors are indicated by solid lines, the lower electrode 10 is indicated by a one-dot chain line, and the upper electrode 60 is indicated by a broken line.
[0006]
As shown in FIG. 14, a yellow pixel Y having a yellow emission color and a blue pixel B having a blue emission color are arranged such that pixels Y and B having different emission colors are adjacent to each other such as YBYBYB. Are repeatedly arranged in the same plane. A portion U surrounded by a thick line in FIG. 14 is one unit of repetition.
[0007]
As shown in FIG. 14, each pixel Y and B has a vertical pitch of P1 and a horizontal pitch of (L1 + S1), and the light emitting area H in the pixels Y and B has a vertical size of L3 and a horizontal size. Is L1. The interval between the lower electrodes 10 is S1, and the interval between the upper electrodes 60 is (P1-L3).
[0008]
As shown in FIG. 15, the cross-sectional structure is such that a lower electrode 10 such as ITO is formed on a substrate 1 by a photolithographic method, and a hole transport layer 30, light emitting layers Y 40, B 40 are formed on the lower electrode 10. The organic layer 55 such as the electron transport layer 50 is sequentially stacked, and the upper electrode 60 is stacked thereon by a vapor deposition method. Here, the lower electrode 10 and the upper electrode 60 are striped and orthogonal to each other.
[0009]
Here, the hole transport layer 30 and the electron transport layer 50 in the plurality of pixels Y and B, that is, the organic layer 55 excluding the light-emitting layers Y40 and B40, are formed in a lump by vacuum deposition. It is comprised as a film | membrane integrated continuously between these pixels Y and B.
[0010]
On the other hand, the light emitting layers Y40 and B40 having different light emission colors are formed by vacuum deposition using a mask having an opening corresponding to the light emitting layer. For example, after forming one light emitting layer Y40 by vacuum deposition using a mask, the position of the mask is shifted and the other light emitting layer B40 is formed by vacuum deposition.
[0011]
In this way, the pixels Y and B are formed, and the region where the upper and lower electrodes 10 and 60 are opposed to each other is formed as the light emitting region H, as shown by the hatched area in FIG. That is, in the light emitting region H of each pixel Y and B, display is performed by applying a pulse voltage between the upper and lower electrodes 10 and 60 so that a forward bias voltage is applied during light emission and a reverse bias voltage is applied during non-light emission. Like to do.
[0012]
However, as shown in FIG. 15, between the adjacent pixels Y and B, the light emitting layers Y40 and B40 in the organic layer 55 become thinner and sometimes disappear in the periphery of the light emitting region H of each pixel. A thin film portion 55a that is thinner than the organic layer 55 in the light emitting region H may be formed.
[0013]
This is because, as described above, when a film is formed by vapor deposition using a mask for each of the light emitting layers Y40 and B40 having different emission colors, the vapor deposition depends on the alignment accuracy of the mask and the distance between the mask and the substrate. This is because a portion where the end portions of the light emitting layers Y40 and B40 become thin (including the case where they disappear) is generated due to the influence of the wraparound of the material.
[0014]
Then, in the thin film portion 55a formed between the adjacent pixels Y and B, a portion where the distance between the upper and lower electrodes 10 and 60 becomes narrower than necessary occurs, and a short circuit between the upper and lower electrodes 10 and 60 is likely to occur. For example, a short circuit occurs as shown by the zigzag line Zg in FIG.
[0015]
In order to deal with such a problem of short circuit between upper and lower electrodes caused by the thin film portion between pixels, conventionally, it has been mainly applied to an inorganic EL element, but a portion where a light emitting layer between adjacent pixels always overlaps is provided. Thus, a technique for increasing the film thickness of the layer in the overlapping portion and preventing the upper and lower electrodes from being short-circuited has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
[0016]
Incidentally, in the past, although it was not a thin film part, as a countermeasure in the light emitting area of the pixel, a technique was proposed that self-repairs by open-breaking a defective part that is likely to be short-circuited due to the presence of conductive foreign substances in the light emitting area. (For example, refer to Patent Document 2).
[0017]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-118387 (2nd page, Fig. 1)
[0018]
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-162637 (page 3-6, FIG. 2-3)
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the study by the present inventors, it has been found that the following problem occurs in the above-described method in which the portion where the light emitting layers between adjacent pixels always overlap each other.
[0020]
That is, the overlapping portion becomes a non-light emitting portion because the film thickness is increased and electric field strength is not ensured. For this reason, the area of the light emitting region in the pixel is reduced as compared with the conventional general configuration in which the light emitting layer between adjacent pixels is not overlapped.
[0021]
In that case, it is necessary to increase the luminance of the light emitting region of the pixel in order to realize the light emission luminance necessary for the organic EL panel. Then, it is necessary to increase the driving voltage, and a decrease in luminance with the use time is promoted due to deterioration of the pixel or the like. This is not preferred.
[0022]
The present invention has been made on the basis of the novel problem found by the present inventors as described above, and in an organic EL panel in which pixels of different emission colors are arranged in the same plane, between adjacent pixels. The aim is to appropriately reduce the short circuit between the upper and lower electrodes caused by the thin film part of the organic layer existing between adjacent pixels, without necessarily reducing the area of the light emitting area of the pixel, without necessarily superposing the light emitting layer. And
[0042]
[Means for Solving the Problems]
  An organic EL panel has a pixel having an organic layer including a light emitting layer between a pair of electrodes, that is, a lower electrode and an upper electrode, and a forward bias voltage is applied to the pixel during light emission. In addition, the pulse voltage is applied so that a reverse bias voltage is applied when no light is emitted.
[0043]
As described above, in the light emitting region of the pixel, there is a conventional method for preventing the short circuit between the upper and lower electrodes by causing self-healing as in Patent Document 2 to open-break the defective portion of the light emitting region. The basic concept of this technique is that the upper electrode is scattered by the voltage energy of the reverse bias pulse.
[0044]
However, an example in which such a self-repair technique is applied to a thin film portion between pixels is not conventional.
[0045]
The inventors of the present invention focused on open breakdown of a defective portion of the thin film portion of the organic layer, that is, a portion that is easily short-circuited in the thin film portion, by applying the reverse bias voltage. As a result of intensive studies, it was found that the short circuit of the upper and lower electrodes caused by the thin film portion can be prevented by paying attention to the breakdown voltage of the thin film portion and adopting an element structure corresponding to the breakdown voltage.
[0046]
The breakdown voltage of the thin film portion was defined as follows. Basically, the withstand voltage of the thin film portion under the voltage application conditions during use was used. The breakdown voltage of the thin film portion is a breakdown voltage when a reverse bias voltage is applied, based on the principle of the organic EL panel. The breakdown voltage of the thin film portion depends on the reverse bias voltage application method.
[0047]
Therefore, in the evaluation of the withstand voltage, the reverse bias voltage should be set based on the voltage measured in the same state as the pulse width defined by the duty ratio, frequency, etc. when actually driving.
[0048]
For this reason, the evaluation of the breakdown voltage of the thin film portion is performed by applying a pulse voltage having a predetermined duty ratio and pulse width to the pixel, causing the current to flow in the forward direction, and emitting a reverse bias voltage when no light is emitted. It was performed under the voltage application condition at the time of use of applying (see FIG. 7).
[0049]
In this operation, while the forward current remains constant (that is, the light emission luminance is substantially constant), the reverse bias voltage at which light emission does not occur is increased while the reverse bias voltage is increased. The reverse bias voltage was changed by increasing the voltage by several volts while holding each voltage for 5 seconds or more and 1 minute or less (see FIG. 8).
[0050]
In this way, when the reverse bias voltage is increased, a part or all of the thin film portion is scattered. The value of the reverse bias voltage at this time is defined as the breakdown voltage of the thin film portion. According to this method, a substantially constant value can be obtained as the breakdown voltage of the thin film portion under the voltage application condition during use.
[0051]
  Claim1The invention described in 1 is created by obtaining the breakdown voltage of the thin film portion as described above in an organic EL panel and utilizing it.
[0052]
  That is, in the first aspect of the invention, a plurality of pixels (a plurality of pixels (55) sandwiching an organic layer (55) including at least a light emitting layer (Y40, B40) between the lower electrode (10) and the upper electrode (60). In the organic EL panel in which Y and B) are arranged in the same plane, the organic layer is a thin film portion in which the light emitting layer is thinner than the light emitting region in the periphery of the light emitting region (H) in the pixel ( 55a), and when a reverse bias voltage equal to or lower than the withstand voltage of the thin film part is applied under the voltage application conditions during use, the thin film part can be open broken.When the breakdown voltage of the thin film portion (55a) is expressed by the electric field strength per unit thickness of the thin film portion, the conductive organic film (20) is excluded from the thin film portion when calculating the electric field strength. Strength is 3.4 × 10 6 V / cm or more, the reverse bias voltage is Vr, and the thickness of the thin film portion (55a) excluding the light emitting layer (Y40, B40) is Dy, and the ratio Vr of Vr and Dy is Vr. / Dy is Ya, the Ya is 1.4 × 10 6 V / cm or more, and using the thickness Ty obtained by adding the thickness of the light emitting layer to the thickness Dy as the thickness of the organic layer (55) in the light emitting region (H), the ratio Vr / Ty of Vr and Ty is When Za is set, the Za is 1.4 × 10 6 V / cm or more 2.4 × 10 6 V / cm or lessIt is characterized by that.
[0053]
According to this, the value of the reverse bias voltage for causing the defective portion of the thin film portion to be open-destructed can be determined to an appropriate magnitude using the withstand voltage of the thin film portion under the voltage application condition during use as an index.
[0054]
In other words, when the voltage applied during use is set so that the reverse bias voltage applied during non-emission is less than the breakdown voltage of the thin film portion, the entire thin film portion, including the normal portion of the thin film portion, is scattered. Such an excessive reverse bias voltage setting can be prevented.
[0055]
Further, since the breakdown voltage of the thin film portion is used as an index, the reverse bias voltage is allowed to be smaller than the breakdown voltage. Therefore, it can be prevented that the reverse bias voltage is too small and the open breakdown becomes insufficient.
[0056]
As described above, according to the present invention, even when the thin film portion of the organic layer exists between adjacent pixels, the thin film portion is scattered by open-breaking and scattering the defective portion of the thin film portion at the time of use. In the portion, the upper and lower electrodes can be opened, and a short circuit can be prevented.
[0057]
Therefore, according to the present invention, it is not always necessary to adopt a configuration in which the light emitting layers are overlapped between adjacent pixels, and as a result, the area of the light emitting region of the pixel is not reduced. And the short circuit of the upper-lower electrode resulting from the thin film part of the organic layer which exists between adjacent pixels can be reduced appropriately.
[0058]
Here, the open breakdown referred to in the present invention means that a part of the thin film part, specifically, a part of the thin film part as a defective part that is easily short-circuited scatters, and the upper and lower electrodes are electrically connected in the scattered part. To be open.
[0060]
  In the organic EL panel, it was found that the breakdown voltage of the thin film portion in the organic layer can be defined by the total thickness regardless of the type of the organic material. And as an organic electroluminescent panel of this invention, the said electric field strength is 3.4x10.6V / cm or moreAndAccording to it,Of the present inventionThe effect can be exhibited effectively.
[0061]
Here, the film thickness of the thin film portion is the film thickness of the thin film portion (30, Y40, B40, 50) excluding the conductive film when the conductive organic film (30) such as copper phthalocyanine is included. . The reason why the conductive film is excluded is that the conductive film has a sufficiently small resistance value compared to other organic films, and an electric field is not applied so much.
[0062]
  Also bookIn the present invention, the reverse bias voltage is set to Vr, the thickness of the thin film portion (55a) excluding the light emitting layer (Y40, B40) is set to Dy, and the ratio Vr / Dy between these Vr and Dy is Ya. When Ya is 1.4 × 106V / cm or more, and using the thickness Ty obtained by adding the thickness of the light emitting layer to the thickness Dy as the thickness of the organic layer (55) in the light emitting region (H), the ratio Vr / Ty of Vr and Ty is When Za is set, the Za is 1.4 × 106V / cm or more 2.4 × 106V / cm or lessIt is said.
[0063]
According to this, not only the defective portion of the thin film portion but also the defective portion of the light emitting region can be reliably open broken at the time of use, and by setting an upper limit to Za, all of the upper electrode including the normal portion in the light emitting region is scattered. Can be prevented.
[0064]
  Claim2In the invention described in the above, when the reverse bias voltage is Vr, the thickness of the upper electrode (60) is Da, and the ratio Vr / Da of these Vr and Da is Xa, the Xa is 2.2 × 10.6It is V / cm or more.
[0065]
If the reverse bias voltage is too small or the upper electrode is too thick, the upper electrode is difficult to scatter and difficult to self-repair. In that respect, the ratio Vr / Da = Xa between the reverse bias voltage Vr and the thickness Da of the upper electrode is 2.2 × 10.6V / cm or more is preferable because self-repair can be performed more appropriately (see FIG. 12).
[0066]
In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0067]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below.
[0068]
(First embodiment)
1A and 1B are diagrams showing a schematic configuration of an organic EL panel according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a schematic plan view, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view. Here, in FIG. 1A, for identification, the boundaries of the pixels Y and B having different emission colors are solid lines, the lower electrode 20 is an alternate long and short dash line, the upper electrode 60 is a broken line, and the light emitting region H is hatched. Is shown. In the plan view of the present embodiment, the same lines and hatching as in FIG. 1A are employed.
[0069]
As shown in FIG. 1, this example includes a plurality of pixels Y and B each including a yellow pixel Y having a yellow emission color and a blue pixel B having a blue emission color. Of these pixels Y and B, two pixels Y and Y having the same emission color, and B and B are adjacently arranged in the same plane, such as YYBBYYBB. In addition, the part U enclosed with the thick line in Fig.1 (a) is 1 unit of repetition.
[0070]
As shown in FIG. 1A, for each pixel Y and B, the vertical pitch of one pixel is P1, the horizontal pitch is (L2 + S2) for pixels of the same color, and (L2 + S1) for pixels of different colors. ). Here, the magnitude relationship is S2 <S1. Further, the light emitting area H in the pixels Y and B has a vertical size L3 and a horizontal size L2. The interval between the lower electrodes 10 is S1, and the interval between the upper electrodes 60 is (P1-L3).
[0071]
As shown in FIG. 1B, the cross-sectional configuration of each pixel Y, B is formed on a glass substrate 1 with a lower electrode 10, a hole injection layer 20, a hole transport layer 30, light emitting layers Y40, B40, electrons. A transport layer 50 and a cathode 60 are sequentially formed. The organic layers 55 such as the organic layers 20, 30, Y 40, B 40, 50 are sandwiched between the electrodes 10, 60.
[0072]
And in this embodiment, the light emitting layer in the adjacent pixel of the same color is an integrated one that is continuous between the adjacent pixels of the same color. That is, as shown in FIG. 1B, the adjacent yellow pixels Y share approximately one half of the continuous integral yellow light emitting layer Y40, and the adjacent blue pixels B share the continuous integral blue light emission. The layer B40 is shared almost by half.
[0073]
The material of each layer 10-60 in this example is described. The lower electrode 10 can be made of ITO (indium tin oxide) or indium-zinc oxide, and has a thickness of, for example, about 100 nm to 1 μm. Here, it is made of ITO as a transparent electrode having a thickness of about 150 nm, formed by sputtering or the like, and patterned in a stripe shape by photoetching.
[0074]
Further, looking at the distances S1 and S2 between the lower electrodes 10, the distance S2 between the lower electrodes 10 between adjacent pixels having the same emission color is equal to the distance S1 between the lower electrodes 10 between pixels having different emission colors. It is narrower than.
[0075]
The hole injection layer 20 is made of copper phthalocyanine (CuPc) having a thickness of 10 nm, and the hole transport layer 30 is made of α-naphthylphenylbenzene having a thickness of 40 nm.
[0076]
The light emitting layer Y40 of the yellow pixel Y is a layer having a thickness of 40 nm made of Alq3 (aluminum quinolinol) which is a host and doped with 5% rubrene, and the light emitting layer B40 of the blue pixel B is formed of perylene on BAlq which is a host. This is a layer having a thickness of 40 nm and made of 1% doped with 1 wt.
[0077]
The electron transport layer 50 is made of Alq3 having a thickness of 20 nm. The cathode 60 is formed by sequentially laminating 0.5 nm thick LiF and 90 nm Al (aluminum) from the lower side. These hole injection layer 20 to cathode 60 are formed by vacuum deposition.
[0078]
The yellow light-emitting layer Y40 and the blue light-emitting layer B40 are formed by selectively depositing, for example, the yellow light-emitting layer Y using a mask made of a metal such as glass or stainless steel having openings corresponding to the light-emitting layers, and then the position of the mask. The film is formed by shifting and aligning and selectively depositing the blue light emitting layer B40.
[0079]
In contrast, the organic layers 20, 30, 50 above and below the light emitting layers Y 40, B 40, that is, the hole injection layer 20, the hole transport layer 30, and the electron transport layer 50 are collectively deposited on the entire surface of the substrate 1. Thus, the film is configured as a film that is continuously integrated between the plurality of pixels Y and B.
[0080]
In this example, the lower electrode 10 is configured as an anode, and the upper electrode 60 is configured as a cathode, both of which are striped. Here, as shown in FIG. 1, the upper and lower electrodes 10 and 60 are orthogonal to each other, and this orthogonal region is configured as a light emitting region H.
[0081]
In this organic EL panel, a forward bias voltage is applied between the upper and lower electrodes 10 and 60 in the light emitting region H of each pixel Y and B, and when no light is emitted, a reverse bias voltage is used to prevent crosstalk. By applying a pulse voltage such that is applied, each of the light emitting layers Y40 and B40 is caused to emit light and display.
[0082]
In this example, in addition to the yellow and blue emission colors, yellow and blue have a complementary color relationship, so that white emission by simultaneous emission of both colors is possible. Thus, in the pixels Y and B having two different luminescent colors, an organic EL panel capable of emitting white light can be realized if the luminescent colors are complementary to each other.
[0083]
By the way, according to the present embodiment, two or more pixels having the same emission color are adjacent to each other among the plurality of pixels Y and B, and the emission layers Y40 and B40 in the adjacent pixels having the same emission color are adjacent to each other. In this configuration, the pixels having the same emission color are continuously integrated. Hereinafter, this configuration is referred to as “same emission color adjacent configuration”.
[0084]
Conventionally, as shown in FIG. 14, pixels of different emission colors, for example, pixel Y and pixel B, are repeatedly arranged so that adjacent pixels have different emission colors such as YBYBYB. Was. In this case, as described above, a thin film portion is formed by thinning the end portions of the light emitting layers Y40 and B40 separately formed in the organic layer 55 between adjacent pixels, which may cause a short circuit. There is sex.
[0085]
On the other hand, according to the present embodiment, a thin film portion may occur between adjacent pixels Y and B having different emission colors, but adjacent pixels Y and Y, B having the same emission color. Since the light emitting layers Y40 and B40 are continuous and integrated between B, the thin film portion does not exist between the adjacent pixels having the same light emission color.
[0086]
Therefore, unlike the technique described in Patent Document 1, the occurrence probability of the thin film portion in the panel is reduced by the area of adjacent pixels of the same emission color without overlapping the light emitting layers between the pixels. The
[0087]
Therefore, according to the present embodiment, the light emitting layer is not necessarily overlapped between adjacent pixels, and the organic layer 55 existing between adjacent pixels is not reduced without reducing the area of the light emitting region H of the pixel. A short circuit between the upper and lower electrodes 10 and 60 due to the thin film portion can be appropriately reduced.
[0088]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 1A, the spacing S2 of the lower electrode 10 between adjacent pixels Y and Y of the same emission color, and B and B is adjacent to the pixel Y of different emission color. Is smaller than the interval S1 of the lower electrode 10 between B and B. Such a configuration is brought about by the above-described adjacent configuration of the same emission color.
[0089]
Since the light emitting layers Y40 and B40 are integrated without being separated between adjacent pixels Y and Y, and B and B having the same light emitting color, the interval S2 of the lower electrode 10 between the pixels is equal to the light emitting layer Y40, It is not necessary to secure an interval corresponding to the mask film formation of B40.
[0090]
However, since the light emitting layer Y40 and the light emitting layer B40 are separately formed between adjacent pixels Y and B having different light emitting colors, the interval S1 of the lower electrode 10 between them corresponds to the mask formation of the light emitting layer. It is necessary to secure the interval.
[0091]
That is, the interval S1 of the lower electrode 10 between pixels of different emission colors is defined in consideration of the alignment accuracy of the mask when depositing different emission layers, the wraparound of the vapor deposition material under the mask, and the like. On the other hand, the interval S2 of the lower electrode 10 between pixels of the same emission color is defined by the photoetching accuracy of the lower electrode.
[0092]
The accuracy of photoetching is generally higher than the deposition accuracy of the vapor deposition method using a mask. Therefore, the interval S2 between the lower electrodes 10 can be made narrower between adjacent pixels having the same light emission color in accordance with the photoetching accuracy than between pixels having different light emission colors.
[0093]
In addition, since the interval S2 can be made narrower than S1 as described above, there is an advantage that the aperture ratio of the pixel, that is, the light emitting region can be increased as compared with the conventional case. This will be described with reference to FIG. 1A and FIG. 14 with an example of specific dimensions.
[0094]
First, in the conventional device shown in FIG. 14, the spacing S1 of the lower electrodes 10 is 40 μm, the vertical pitch P1 of one pixel is 240 μm, the horizontal pitch (L1 + S1) is 120 μm, the vertical size L3 of the light emitting region H is 200 μm, and the horizontal size. L1 is designed to be 80 μm.
[0095]
On the other hand, in the present example shown in FIG. 1A, the distance S1 = 40 μm between the lower electrodes 10 between the pixels having different emission colors is the same, but the distance between the lower electrodes 10 between the pixels having the same emission color. S2 can be narrowed to 20 μm. In this example, the vertical pitch P1 of one pixel is 240 μm, the horizontal pitch {L1 + (S1 + S2) / 2} = 120 μm, the vertical size L3 of the light emitting region H is 200 μm, and the horizontal size L2 is 90 μm.
[0096]
In this example, the horizontal pitch of one pixel is an average value of two pixels, which is one unit. Further, the lateral size L2 of the light emitting region H can be designed to be wide because the interval S2 of the lower electrode 10 between pixels of the same light emitting color is narrower than the conventional electrode interval.
[0097]
Here, the aperture ratio is expressed as a percentage obtained by dividing “the area of the light emitting region H” by “the area of one pixel (that is, the product of the vertical pitch and horizontal pitch of one pixel)”. In the above dimensional example, the aperture ratio is 56% in the conventional example, whereas it is 63% in this example, and an increase in the aperture ratio of 7% can be obtained even at the initial design level.
[0098]
Furthermore, in the present embodiment, a case where one light emitting layer is partially overlapped with the other light emitting layer due to an error in film formation between adjacent pixels Y and B having different light emission colors is considered. However, it is more advantageous than the conventional one in terms of the aperture ratio.
[0099]
For example, in the thing of FIG. 14, suppose that blue light emitting layer B40 overlapped with the width | variety of 5 micrometers at the left-right both ends of the yellow light emitting layer Y40. When the same error occurs in this example shown in FIG. 1A, the blue light emitting layer B40 overlaps with a width of 5 μm only at one end of the left and right ends of the yellow light emitting layer Y40.
[0100]
That is, conventionally, an overlapping portion having a total width of 10 μm is generated, and the overlapping portion becomes a non-light emitting portion, whereas in this example, the reduction of the light emitting region H is half that of 5 μm. Then, if the aperture ratio at the design level is integrated with the influence of the reduction of the light emitting area due to this overlapping portion, the aperture ratio is 49% in the conventional art and 59% in this example, and the deviation of 5 μm during film formation becomes the aperture ratio. A difference of 10%.
[0101]
As described above, according to the present embodiment, there is an advantage that the area of the light emitting region H can be increased rather than reducing the area of the light emitting region H of the pixel.
[0102]
Further, in the example shown in FIG. 1A, the shape of each pixel Y, B is a rectangle, and pixels having the same emission color in a narrow direction, that is, a horizontal direction in the figure, as the aspect ratio of the rectangular pixel. Y and Y, B and B are adjacent to each other.
[0103]
As described above, the light emitting layers Y40 and B40 are usually formed by a vacuum deposition method using a mask having an opening. And the thickness of this mask is prescribed | regulated by the minimum dimension width | variety of an opening part. That is, the narrower the width, the thinner the mask, and the wider, the thicker.
[0104]
As in this example, if pixels having the same light emission color are adjacent to each other in the narrow width direction as the aspect ratio of the rectangular pixels Y and B, the minimum dimension width of the opening of the mask for forming the light emitting layer is increased. be able to. When two pixels are adjacent to each other, the width of the light emitting layer having the same light emission color is widened by two pixels as compared to the conventional case (see FIGS. 1A and 14), and the thickness of the mask can be increased.
[0105]
The fact that the thickness of the mask can be increased means that the rigidity of the mask can be increased. And it becomes easy to use as a mask for large area panels, and there exists an advantage that the enlargement of a panel can be aimed at.
[0106]
Incidentally, pixels having the same emission color may be adjacent to each other in a wide direction as the aspect ratio of the rectangular pixels, for example, in the vertical direction of FIG. However, in this case, the lengths of the light emitting layers Y40 and B40 in the vertical direction are increased, but the lengths of the light emitting layers Y40 and B40 in the horizontal direction are not changed. Therefore, the minimum dimension width of the opening of the mask for forming the light emitting layer does not change, and the thickness of the mask cannot be increased.
[0107]
Further, in this example, the plurality of pixels Y and B are composed of the two different colors Y and B, but the luminance reduction characteristic is good among the two colors Y and B. It is preferable that the other pixel emits light with high luminance.
[0108]
In an organic EL panel, generally, the luminance decreases faster as the luminance is increased, that is, the luminance life is shortened. Therefore, if the pixel having the better luminance reduction characteristic among the two color pixels Y and B is made to emit light with high luminance, the degree of reduction in the luminance characteristic between the two different color pixels can be made similar. This is preferable.
[0109]
In this example, initial 300 cd / m2The blue light emitting layer B40 has a luminance half life of 2000 hours, whereas the yellow light emitting layer Y40 has a luminance half life of 10,000 hours. Therefore, by driving the yellow light emission luminance to be set to 5 times the blue light emission luminance as the single color light emission luminance, the luminance life of both colors can be adjusted to the same level and display with less burn-in can be realized. Become.
[0110]
Next, a modification of this embodiment will be shown. FIG. 2 is a schematic plan view of an organic EL panel as a first modification of the present embodiment.
[0111]
In the example of FIG. 2, the plurality of pixels includes a green pixel G having a green emission color and a red pixel R having a red emission color, which are colors that are not complementary to each other. Of these plural pixels G and R, two pixels G and G having the same emission color, R and R are adjacently arranged in the same plane, such as GGRRGGRR. A portion U surrounded by a thick line in FIG. 2 is one unit of repetition.
[0112]
In the example of FIG. 1, one light emitting layer is formed in units of two pixels in the horizontal direction and one pixel unit in the vertical direction. However, in the example of FIG. The pixel unit is formed in a stripe shape so as to extend over all pixels in the vertical direction. That is, a film having a stripe-shaped opening may be used as a light-emitting layer deposition mask.
[0113]
In this first modification, for example, a green light emitting layer in which 1% coumarin is doped in aluminum quinolinol (Alq3), and 1% 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylamino) in Alq3. A combination of a red light emitting layer doped with styryl) -4H-pyran (DCM1) and the like can be employed.
[0114]
For example, when used for in-vehicle use, red display of a warning display and green display indicating that the function is normal are possible. Furthermore, the display which calls attention can be achieved by yellow which mixed these red and green light and mixed color.
[0115]
FIG. 3 is a schematic plan view of an organic EL panel as a second modification of the present embodiment. In the example of FIG. 3, the plurality of pixels includes a red pixel R having a red emission color, a green pixel G having a green emission color, and a blue pixel B having a blue emission color.
[0116]
Of these pixels R, G, and B, two pixels R and R, B, and B having the same emission color are adjacently arranged in the same plane as RRGBBGRRGBB. A portion U surrounded by a thick line in FIG. 3 is one unit of repetition.
[0117]
In the second modification, the effect of the present embodiment is expressed for the pixels R and B. Further, when determining this arrangement, it is desirable to bring the green pixel G in FIG. 3 with a color having a long luminance life and a color with high luminous efficiency and a required luminance.
[0118]
FIG. 4 is a schematic plan view of an organic EL panel as a third modification of the present embodiment and a color filter combined therewith. In FIG. 4, (a) is a color filter 70, (b) is an organic EL panel, and the color filter 70 is bonded to the organic EL panel shown in (b) in this arrangement.
[0119]
In the example of FIG. 4, the plurality of pixels includes a red pixel R having a red emission color and a blue pixel B having a blue emission color. Of these plural pixels R and B, two pixels R and R having the same emission color, and B and B are adjacently arranged repeatedly in the same plane as RRBBRRBBB.
[0120]
Also in this example, as in FIG. 2, each light emitting layer has a stripe shape in the vertical direction. The color filter 70 is provided with a green filter portion 71 that transmits green and a yellow filter portion 72 that transmits yellow, and other regions are transparent.
[0121]
When this color filter 70 is arranged on the organic EL panel of FIG. 4B, the green filter portion 71 overlaps part of the blue pixel B and the yellow filter portion 72 overlaps part of the red pixel R. To do.
[0122]
The half width of the emission spectrum of the organic EL material is wide. For example, even red emission has yellow and orange components. Therefore, as in the third modified example, by combining the color filter 70, the emission color of the pixels can be made different.
[0123]
In this example, as shown in a schematic chromaticity diagram in FIG. 5, four colors of red, blue, yellow, and green and a mixed color thereof can be emitted. In this way, even if the light emission color of a pixel is two colors, further multicolor light emission is possible, and as a result, it is possible to support full color. The same effect can be obtained by using a color conversion filter made of a phosphor instead of the color filter.
[0124]
In the present embodiment, two pixels having the same light emission color are adjacent to each other, for example, YYBBYYBBYYB..., But may be three or more adjacent to each other, for example, YYYBBBYYYBBB.
[0125]
In these methods, attention must be paid to the fact that if the repeating unit is too large, the quality of the display such as shakiness is deteriorated, and furthermore, the luminescent colors are mixed and difficult to recognize. In general, it is said that the color mixing distance should be 200 times as long as the repeating unit, and is considered depending on the setting of the display to be used. For example, when the repeating unit is 1 mm, it is necessary to look at a distance of 200 mm (20 cm) or more. With this in mind, it is necessary to set the maximum value of the repeating unit.
[0126]
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an organic EL panel according to the second embodiment of the present invention. The outline of the planar configuration of the organic EL panel shown in FIG. 6 can be the same as that shown in FIG.
[0127]
In other words, in this example, the yellow pixel Y having a yellow emission color and the blue pixel B having a blue emission color are adjacent to each other in pixels Y and B having different emission colors such as YBYBYB. It is repeatedly arranged in the same plane.
[0128]
As shown in FIG. 6, each pixel Y, B has a lower electrode 10, a hole injection layer 20, a hole transport layer 30, a light emitting layer Y40, B40, an electron transport layer 50 on the glass substrate 1, The cathode 60 is formed sequentially. The organic layers 55 such as the organic layers 20, 30, Y 40, B 40, 50 are sandwiched between the electrodes 10, 60.
[0129]
The material of each layer 10-60 in this example is described. The lower electrode 10 can be made of ITO (indium tin oxide) or indium-zinc oxide, and has a thickness of, for example, about 100 nm to 1 μm.
[0130]
Here, the lower electrode 10 is made of ITO as a transparent electrode having a thickness of about 150 nm, is formed by sputtering or the like, and is patterned by stripes extending in the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 6 by photoetching. It is.
[0131]
The hole injection layer 20 is made of copper phthalocyanine (CuPc) having a thickness of 10 nm, and the hole transport layer 30 is made of α-naphthylphenylbenzene having a thickness of 40 nm.
[0132]
The light emitting layer Y40 of the yellow pixel Y is a layer having a thickness of 40 nm made of Alq3 which is a host doped with 5% of rubrene, and the light emitting layer B40 of the blue pixel B is doped with 1% of perylene to the host BAlq. This is a layer of 40 nm thickness.
[0133]
The electron transport layer 50 is made of Alq having a thickness of 20 nm. The cathode 60 is formed by sequentially laminating 0.5 nm thick LiF and 90 nm Al (aluminum) from the lower side. These hole injection layer 20 to cathode 60 are formed by vacuum deposition.
[0134]
The yellow light-emitting layer Y40 and the blue light-emitting layer B40 are formed by selectively depositing, for example, the yellow light-emitting layer Y using a mask made of a metal such as glass or stainless steel having openings corresponding to the light-emitting layers, and then the position of the mask. The film is formed by shifting and aligning and selectively depositing the blue light emitting layer B40.
[0135]
In contrast, the organic layers 20, 30, 50 above and below the light emitting layers Y 40, B 40, that is, the hole injection layer 20, the hole transport layer 30, and the electron transport layer 50 are collectively deposited on the entire surface of the substrate 1. Thus, the film is configured as a film that is continuously integrated between the plurality of pixels Y and B.
[0136]
In this example, the lower electrode 10 is configured as an anode, and the upper electrode 60 is configured as a cathode, both of which are striped. The upper electrode 60 has a stripe shape extending in the left-right direction in FIG. 6 by vapor deposition using a mask.
[0137]
As shown in FIG. 6, the upper and lower electrodes 10 and 60 are orthogonal to each other, and the orthogonal region is configured as a light emitting region H. That is, the planar pixel arrangement configuration is a dot matrix type pixel configuration.
[0138]
In this organic EL panel, in the light emitting region H of each pixel Y and B, a forward bias voltage is applied between the upper and lower electrodes 10 and 60 when light is emitted, and a reverse bias voltage is applied to prevent crosstalk when light is not emitted. By applying a pulse voltage to be applied, each light emitting layer Y40, B40 is caused to emit light and display.
[0139]
By the way, as shown in FIG. 6, since the light emitting layers Y40 and B40 are separated and formed, the end portions of the light emitting layers Y40 and B40 are thinned. Therefore, a thin film portion 55 a in which the light emitting layers Y 40 and B 40 are thinner than the light emitting region H is formed in the organic layer 55 in the periphery of the light emitting region H in the pixels Y and B. Note that the light emitting layer is thin also includes the case where the light emitting layer is eliminated.
[0140]
This is because, as described above, when a film is formed by vapor deposition using a mask for each of the light emitting layers Y40 and B40 having different emission colors, the vapor deposition depends on the alignment accuracy of the mask and the distance between the mask and the substrate. This is because a portion where the end portions of the light emitting layers Y40 and B40 become thin (or disappear) is generated due to the influence of the wraparound of the material.
[0141]
Then, in the thin film portion 55a formed between the adjacent pixels Y and B, a portion where the distance between the upper and lower electrodes 10 and 60 becomes narrower than necessary occurs, and a short circuit between the upper and lower electrodes 10 and 60 is likely to occur.
[0142]
With respect to such a problem, in the organic EL panel of the present embodiment, when a reverse bias voltage equal to or lower than the withstand voltage of the thin film portion 55a in the voltage application condition at the time of use is applied, the thin film portion 55a can be open broken. A unique configuration is adopted.
[0143]
Specifically, in the dot matrix type organic EL panel of this example, a pulse voltage of a driving waveform having a predetermined duty ratio and pulse width as shown in FIG. 7 is applied to one pixel Y or B. The When the forward bias voltage (forward pulse) is applied, the light emitting layer Y40 or B40 emits light, and when the reverse bias voltage (reverse bias pulse) is applied, the light emitting layer Y40 or B40 is in a non-light emitting state.
[0144]
The drive waveform as shown in FIG. 7 is a voltage application condition at the time of use in the organic EL panel. In this embodiment, a reverse bias voltage equal to or lower than the withstand voltage of the thin film portion 55a in the voltage application condition at the time of use is applied. Sometimes, the thin film portion 55a can be broken open.
[0145]
The breakdown voltage of the thin film portion 55a is determined based on the voltage measured in the same state as the pulse width defined by the duty ratio, frequency, etc. when actually driving. That is, in the drive waveform shown in FIG. 7, the reverse bias voltage that stops emitting light is set as the breakdown voltage while the forward current remains constant (that is, the light emission luminance is substantially constant) and the magnitude of the reverse bias voltage is increased.
[0146]
Here, as shown in FIG. 8, the reverse bias voltage is changed by a method of increasing the holding time for each voltage by several V while keeping the holding time for each voltage between 5 seconds and 1 minute. In this way, when the reverse bias voltage is increased, a part or all of the thin film portion 55a is scattered. The value of the reverse bias voltage when this scattering occurs is defined as the breakdown voltage of the thin film portion 55a.
[0147]
According to this method, a substantially constant value can be obtained as the withstand voltage of the thin film portion 55a under the voltage application condition during use. Although not limited, in this example, the forward bias voltage is fixed at 10 V, and the holding time is 5 seconds at each reverse bias voltage, and the voltage is increased by 1 V from 20 V, thereby reducing the breakdown voltage of the thin film portion 55 a. Can be sought.
[0148]
Furthermore, since the organic EL panel S1 of this example has a plurality of pixels Y and B, there are a plurality of thin film portions 55a, and the breakdown voltage of the thin film portions 55a has a certain distribution.
[0149]
Specifically, in this example, as a result of examining the breakdown voltage of the thin film portion 55a for the plurality of thin film portions 55a, the distribution shown in FIG. 9 was obtained. The breakdown voltage of the thin film portion 55a in this example is the average value, that is, the average breakdown voltage (26V in FIG. 9).
[0150]
Thus, in the organic EL panel in which the withstand voltage of the thin film portion 55a is defined in the voltage application condition at the time of use, in this embodiment, when a reverse bias voltage equal to or lower than the withstand voltage of the thin film portion 55a is applied, the thin film portion 55a can be broken open.
[0151]
According to this, the value of the reverse bias voltage for self-repair can be determined to an appropriate magnitude using the withstand voltage of the thin film portion 55a under the voltage application condition during use as an index.
[0152]
That is, in the voltage condition applied during use (see FIG. 7 above), the reverse bias voltage applied during non-light emission is set to a magnitude equal to or lower than the breakdown voltage of the thin film portion 55a, thereby including the normal portion of the thin film portion 55a. It is possible to prevent an excessive reverse bias voltage from being set such that the entire thin film portion 55a is scattered.
[0153]
Even if the reverse bias voltage has a magnitude equal to or smaller than the breakdown voltage of the thin film portion 55a, the self-repair can be sufficiently performed. This is because the portion of the thin film portion 55a that is broken open is a defective portion that is likely to cause a short circuit, so that even if a reverse bias voltage lower than the breakdown voltage of the thin film portion 55a is applied, the thin film portion 55a of the defective portion is scattered. This is considered to be because sufficient voltage energy and Joule heat can be generated.
[0154]
Further, since the breakdown voltage of the thin film portion 55a is used as an index, the reverse bias voltage is allowed to be smaller than the breakdown voltage. Therefore, it can be prevented that the reverse bias voltage is too small and the open breakdown becomes insufficient.
[0155]
Specifically, when the thin film portion 55a is broken open, a part of the thin film portion 55a, specifically, a portion of the thin film portion 55a as a defective portion that is easily short-circuited is scattered, and the upper and lower electrodes 10 are scattered in the scattered portion. Between 60 is to be electrically open. Actually, the upper electrode 60 on the upper portion of the thin film portion 55a is scattered along with the scattered thin film portion 55a.
[0156]
As described above, according to the present embodiment, the defective portion of the thin film portion 55a in use can be open-destructed, so that it is not necessary to adopt a configuration in which the light emitting layer is necessarily overlapped between adjacent pixels. The area of the region is not reduced. And the short circuit of the upper and lower electrodes 10 and 60 resulting from the thin film part 55a of the organic layer 55 which exists between adjacent pixels can be reduced appropriately.
[0157]
[Preferred means]
Next, preferred means in the present embodiment will be listed. In the organic EL panel of the present embodiment, when the breakdown voltage of the thin film portion 55a is expressed by the electric field strength per unit thickness of the thin film portion 55a, the conductive organic film is removed from the thin film portion 55a when calculating the electric field strength. And the field strength is 3.4 × 106It is preferable that it is V / cm or more.
[0158]
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the thickness (nm) of the organic layer 55 and the average breakdown voltage (V) of the organic layer 55 investigated by the inventors in the example of the material described above in the present embodiment. . In FIG. 10, the thickness of the organic layer 55 excludes the thickness of the hole injection layer 20 made of CuPc, which is a conductive organic film.
[0159]
In FIG. 10, in the example of the film thickness described in the present embodiment, the value of the organic layer 55 in the light emitting region H and the value of the thin film portion 55a of the organic layer 55 are also shown by a black circle plot and a white circle plot, respectively. is there.
[0160]
As shown in FIG. 10, since the thickness and the breakdown voltage of the organic layer 55 are in a substantially linear relationship, in the organic EL panel, the breakdown voltage of the thin film portion 55a is applied to the thin film portion 55a regardless of the type of organic material. When a conductive film exists, it can be seen that the thin film portion 55a excluding the thickness of the conductive film can be defined by the total thickness.
[0161]
And about the thin film part 55a, it is 3.4x10.6It was experimentally confirmed that the open breakdown of the thin film portion 55a described above can be appropriately realized when the electric field strength is V / cm or more. Incidentally, the breakdown voltage of the thin film portion 55a is 3.4 × 10 4 at the above electric field strength.6It has also been found that when it is less than V / cm, problems such as scattering of the upper electrodes of all the pixels are likely to occur.
[0162]
The reverse bias voltage is Vr, and the thickness of the thin film portion 55a is the thickness obtained by removing the light emitting layers Y30 and B30 from the thin film portion 55a. That is, as the thickness of the thin film portion 55a, the thickness of the thin film portion 55a including only the other organic layers 20, 30, and 50 without the light emitting layer is defined as Dy. The ratio Vr / Dy between Vr and Dy is Ya.
[0163]
Further, as the thickness of the organic layer 55 in the light emitting region H, a thickness Ty obtained by adding the thickness of the light emitting layers Y40 and B40 to the thickness Dy of the thin film portion 55a is used, and the ratio Vr / Ty between these Vr and Ty. Is Za.
[0164]
In this embodiment, the value Ya is 1.4 × 10 4 for the value Ya (= Vr / Dy) and the value Za (= Vr / Ty).6V / cm or more and the value Za is 1.4 × 106V / cm or more 2.4 × 106V / cm or less is preferable.
[0165]
When these values Ya and Za are small, when the same reverse bias voltage Vr is considered, the thin film portion 55a and the organic layer 55 in the light emitting region H are thick, and when these values Ya and Za are large, the thin film portion 55a and the light emission. The case where the organic layer 55 of the area | region H is thin is shown.
[0166]
A constant electric field strength is required to open and destroy the defective portion of the light emitting region H together with the thin film portion 55a, but if it is too high, the upper electrodes of all the pixels will not emit light due to scattering. On the other hand, regarding the thin film portion 55a, even if the upper electrode 60 in that portion scatters, the thin film portion 55a is a peripheral portion of the pixel, so that there is no problem with light emission.
[0167]
Therefore, the inventors examined the relationship between the value Ya (= Vr / Dy) and the value Za (= Vr / Ty) and the short-circuit rate of the upper and lower electrodes 10 and 60 in the organic EL panel of the present embodiment. . The result is shown in FIG.
[0168]
In FIG. 11, the upper and lower electrodes 10 and 60 generated in the thin film portion 55 a and the light emitting region H after the endurance time as the usage time is 1000 hours, that is, after the organic EL panel is driven for 1000 hours. The occurrence rate of short circuits (for example, line defects) is shown.
[0169]
The horizontal axis represents the reverse bias / organic film thickness (V / cm) as a notation including the value Ya (= Vr / Dy) and the value Za (= Vr / Ty). In FIG. 11, the solid line graph indicates the value Ya (= Vr / Dy), and the broken line graph indicates the value Za (= Vr / Ty). Actually, these two graphs overlap each other, and both values Ya and Za have the same tendency in relation to the short-circuit rate of the upper and lower electrodes.
[0170]
From FIG. 11, the ratio Vr / Dy = Ya is 1.4 × 10.6In the case of less than V / cm, it can be seen that the thin film portion 55a is too thick or the reverse bias voltage is too small, and the thin film portion 55a is not sufficiently scattered and is not easily broken open.
[0171]
The ratio Vr / Ty = Za is 1.4 × 106In the case of less than V / cm, the organic layer 30 in the light emitting region H is too thick or the reverse bias voltage is too small, and the scattering of the organic layer 30 and the upper electrode 40 becomes insufficient. I find it difficult.
[0172]
On the other hand, the ratio Vr / Ty = Za is 2.4 × 10.6If it is larger than V / cm, the organic layer 30 in the light emitting region H is scattered too much, which causes a significant deterioration in display quality.
[0173]
From such examination results, the value Ya is 1.4 × 10 4 for the value Ya (= Vr / Dy) and the value Za (= Vr / Ty).6V / cm or more and the value Za is 1.4 × 106V / cm or more 2.4 × 106It has been found that if it is V / cm or less, not only the defective portion of the thin film portion 55a but also the defective portion of the light emitting region H can be reliably broken open and self-repaired.
[0174]
In the organic EL panel of the present embodiment, when the reverse bias voltage is Vr, the thickness of the upper electrode 60 is Da, and the ratio Vr / Da between these Vr and Da is Xa, Xa (= Vr / The value of Da) is 2.2 × 106It is preferable that it is V / cm or more.
[0175]
In the open breakdown of the thin film portion 55a, the upper electrode 60 on the upper portion of the thin film portion 55a is also scattered along with the scattered thin film portion 55a. Therefore, if the reverse bias voltage is too small or the upper electrode 60 is too thick, the upper electrode 60 is unlikely to scatter and is difficult to break open. That is, if the value of Xa (= Vr / Da) is too small, open breakage is difficult.
[0176]
Therefore, the inventors examined the relationship between the ratio Vr / Da = Xa and the short-circuit rate of the upper and lower electrodes 10 and 60 in the organic EL panel of the present embodiment. The result is shown in FIG. In FIG. 12, the short-circuit rate of the upper and lower electrodes has the same definition as in FIG.
[0177]
From FIG. 12, the ratio Vr / Da = Xa is 2.2 × 10.6In the case of less than V / cm, the upper electrode 60 is too thick or the reverse bias voltage is too small and the scattering of the upper electrode 60 is insufficient and the thin film portion 55a is not easily broken open, but the ratio Vr / Da = Xa is 2.2 × 106It can be seen that if V / cm or more, the open break can be appropriately performed.
[0178]
Note that, as described above, even if the upper electrode 60 in the thin film portion 55a is scattered, the thin film portion 55a is a peripheral portion of the pixel, so that there is no problem with light emission. For this reason, the reverse bias voltage may be increased if only the thin film portion 55a is broken open. However, depending on the arrangement form of the upper and lower electrodes, if the thin film portion 55a is scattered too much, the upper electrode is disconnected, so care must be taken.
[0179]
For example, when the planar configuration of the organic EL panel of the present embodiment is the pixel layout shown in FIG. 14, the thin film portion 55 a crosses the width direction of the upper electrode 60. In this case, if the thin film portion 55a is scattered too much, the upper electrode 60 may be disconnected.
[0180]
On the other hand, FIG. 13 is a schematic plan view showing an organic EL panel as a modification of the present embodiment. Here, for identification, the boundaries of the pixels Y and B having different emission colors are indicated by solid lines, the lower electrode 20 is indicated by an alternate long and short dash line, the upper electrode 60 is indicated by a broken line, and the light emission region H is indicated by hatching.
[0181]
In this example, the plurality of pixels are composed of a yellow light emitting layer and a blue light emitting layer extending in the vertical direction, and are composed of a yellow pixel Y having a yellow light emission color and a blue pixel B having a blue light emission color. Become. Then, as shown in FIG. 13, the plurality of pixels Y and B are repeatedly arranged in the same plane so as to be adjacent to each other such as YYBBYYBB...
[0182]
The upper electrode 60 has a stripe shape extending in the vertical direction along the light emitting layer. In such a layout, since the thin film portion exists along the left and right end portions of the upper electrode 60, even if the thin film portion is scattered too much, there is very little possibility that the upper electrode 60 is disconnected.
[0183]
As described above, when the planar configuration of the organic EL panel is the pixel layout shown in FIG. 14, a reverse bias voltage for open breakdown of the thin film portion 55a is applied as compared with the layout of FIG. It is necessary to suppress the excessive scattering of the thin film portion 55a.
[0184]
For example, the organic EL panel adopting the example of the material and film thickness of the present embodiment described above, and having the layout shown in FIG. 14 and the layout shown in FIG. I will show you.
[0185]
In the former, when the thickness of the upper electrode 60 is 60 nm and the reverse bias voltage is relatively low 14 V, the value Xa (= Vr / Da) is 2.3 × 10.6V / cm, value Ya (= Vr / Dy) is 2.3 × 106V / cm, value Za (= Vr / Ty) is 1.4 × 106V / cm.
[0186]
In the latter case, the reverse bias voltage can be made relatively high, and when it is 20 V, the value Xa (= Vr / Da) is 2.6 × 10 6.6V / cm, value Ya (= Vr / Dy) is 3.3 × 106V / cm, value Za (= Vr / Ty) is 2 × 106V / cm.
[0187]
Thus, when there is a possibility that the upper electrode 60 is disconnected due to the open breakdown of the thin film portion 55a, the ratio Vr / Dy = Ya indicating the breakdown voltage of the thin film portion 55a is 1.4 × 10.6It is preferable to set a relatively low reverse bias voltage in the range of V / cm or more.
[0188]
In this embodiment, for example, the pixels Y and B having different emission colors are arranged as YBYBYB..., But the arrangement form is not particularly limited. For example, FIG. As shown in the above, it may be arranged such that pixels of the same emission color are adjacent, such as YYBBYYBB.
[0189]
Of course, the emission colors of the plurality of pixels are not limited to the above colors. Furthermore, the plurality of pixels may be an organic EL panel that emits light of the same color, that is, a single color. In short, the present invention is applicable as long as a thin film portion is formed around the pixel by forming the light emitting layer separately.
[0190]
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the material, size, shape, and the like constituting the upper and lower electrodes and each organic layer are not limited to the examples described above, and the design is appropriately changed to the material, size, etc. that can constitute the organic EL panel. You may do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a multi-color type organic EL panel according to a first embodiment of the present invention, where (a) is a schematic plan view and (b) is a schematic cross-sectional view.
FIG. 2 is a schematic plan view of an organic EL panel as a first modification of the first embodiment.
FIG. 3 is a schematic plan view of an organic EL panel as a second modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic plan view of an organic EL panel as a third modification of the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic chromaticity diagram showing an effect of a color filter in the third modified example.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an organic EL panel according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a drive waveform as a voltage application condition when used in an organic EL panel.
FIG. 8 is a diagram showing a method of increasing the reverse bias voltage in order to determine the breakdown voltage of the thin film portion.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a breakdown voltage distribution obtained by examining the breakdown voltage of a thin film portion for a plurality of thin film portions.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the thickness of the organic layer and the average breakdown voltage of the thin film portion investigated by the present inventors.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the reverse bias / organic film thickness and the short-circuit rate of the upper and lower electrodes.
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between reverse bias / upper electrode thickness and upper and lower electrode short-circuit rates.
FIG. 13 is a schematic plan view of an organic EL panel as a modification of the second embodiment.
FIG. 14 is a schematic plan view of a conventional general multi-color type organic EL panel.
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a conventional general multi-color type organic EL panel.
[Explanation of symbols]
10 ... lower electrode, 20 ... hole injection layer, Y40 ... yellow light emitting layer,
B40 ... Blue light emitting layer, 55 ... Organic layer, 55a ... Thin film part, 60 ... Upper electrode,
70: Color filter, H: Light emitting area, Y: Yellow pixel, B: Blue pixel.

Claims (2)

下部電極(10)と上部電極(60)との間に少なくとも発光層(Y40、B40)を含む有機層(55)を挟んでなる複数個の画素(Y、B)が、同一平面内に配置されてなる有機ELパネルにおいて、
前記画素のうち発光領域(H)の周辺部にて、前記有機層は、前記発光層が前記発光領域よりも薄くなった薄膜部(55a)を形成しており、
使用時の電圧印加条件における前記薄膜部の耐圧以下の逆バイアス電圧を印加したときに、前記薄膜部がオープン破壊できるようになっており、
前記薄膜部(55a)の耐圧を前記薄膜部の単位厚さ当たりの電界強度で表したとき、当該電界強度を計算する場合に前記薄膜部から導電性の有機膜(20)を除外し、当該電界強度は3.4×10 6 V/cm以上であり、
前記逆バイアス電圧をVrとし、前記薄膜部(55a)の厚さとして前記薄膜部から前記発光層(Y40、B40)を除いた厚さをDyとし、これらVrとDyとの比Vr/DyをYaとしたとき、当該Yaが1.4×10 6 V/cm以上であり、
前記発光領域(H)における前記有機層(55)の厚さとして前記厚さDyに前記発光層の厚さを加えた厚さTyを用い、前記VrとTyとの比Vr/TyをZaとしたとき、当該Zaが1.4×10 6 V/cm以上2.4×10 6 V/cm以下であることを特徴とする有機ELパネル。
A plurality of pixels (Y, B) having an organic layer (55) including at least a light emitting layer (Y40, B40) between the lower electrode (10) and the upper electrode (60) are arranged in the same plane. In the organic EL panel formed,
In the periphery of the light emitting region (H) of the pixel, the organic layer forms a thin film portion (55a) in which the light emitting layer is thinner than the light emitting region,
When applying a reverse bias voltage equal to or lower than the withstand voltage of the thin film portion in the voltage application conditions at the time of use, the thin film portion can be open broken ,
When the breakdown voltage of the thin film portion (55a) is expressed by the electric field strength per unit thickness of the thin film portion, the conductive organic film (20) is excluded from the thin film portion when calculating the electric field strength, The electric field strength is 3.4 × 10 6 V / cm or more,
The reverse bias voltage is Vr, the thickness of the thin film portion (55a) excluding the light emitting layer (Y40, B40) from the thin film portion is Dy, and the ratio Vr / Dy between these Vr and Dy is Vr / Dy. When Ya is used, the Ya is 1.4 × 10 6 V / cm or more,
The thickness Ty obtained by adding the thickness of the light emitting layer to the thickness Dy is used as the thickness of the organic layer (55) in the light emitting region (H), and the ratio Vr / Ty of the Vr and Ty is defined as Za. The organic EL panel is characterized in that the Za is 1.4 × 10 6 V / cm or more and 2.4 × 10 6 V / cm or less.
前記逆バイアス電圧をVrとし、前記上部電極(60)の厚さをDaとし、これらVrとDaとの比Vr/DaをXaとしたとき、当該Xaが2.2×106V/cm以上であることを特徴とする請求項に記載の有機ELパネル。When the reverse bias voltage is Vr, the thickness of the upper electrode (60) is Da, and the ratio Vr / Da of these Vr and Da is Xa, the Xa is 2.2 × 10 6 V / cm or more. The organic EL panel according to claim 1 , wherein:
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