JP4527935B2 - Organic electroluminescent image display device - 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ト画像表示装置に係り、特に上面側の陰極から光を取出すことができる有機エレクトロルミネッセント画像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
【特許文献1】
特開平10−162959号公報
【特許文献2】
特開平10−144957号公報
【特許文献3】
特開平10−125469号公報
【特許文献4】
特開2002−15859号公報
【特許文献5】
特開2002−15860号公報
有機のエレクトロルミネッセンス(EL)素子は、自己発色により視認性が高いこと、液晶ディスプレーと異なり全固体ディスプレーであり耐衝撃性に優れるること、応答速度が速いこと、温度変化の影響をあまり受けないこと、視野角が大きいこと等の利点をもっており、近年、画像表示装置における発光素子としての利用が注目されている。
【0003】
有機EL素子を用いた画像表示装置の構成は、陽極/発光層/陰極の積層構造を基本とし、ガラス基板等を用いた基材上に透明陽極を形成する構成が通常採用されている。この場合、発光は基材側(陽極側)から取出される。
近年、陰極を透明にして発光を陰極側から取出す試み(上面発光)がなされている。この上面発光の実現により、まず、陰極と共に陽極も透明にした場合、全体として透明な発光素子が可能となる。このような透明な発光素子の背景色として任意の色が採用でき、発光時以外にもカラフルなディスプレイとすることが可能となり、装飾性が改善される。一方、背景色として黒を採用することにより、発光時のコントラストが向上する。また、上面発光の実現により、カラーフィルタや色変換層を用いる場合は、発光層上に上記各層を配置することができる。さらに、アクティブ駆動表示装置のTFT(薄膜トランジスタ)により発光が遮蔽されることないため、開口率の高い表示装置が可能となる。
【0004】
陰極を透明にすることにより上述の上面発光を可能とした有機EL画像表示装置の例としては、陽極と陰極との間に有機EL発光層を含む有機層が介在し、陰極は電子注入金属層と非晶質透明導電層とからなり、この電子注入金属層が有機層に接するような構成が開示されている(特許文献1)。また、陰極材料が有機層へ拡散するのを防止するために、陰極と有機層の間にCa拡散バリア層を設け、有機EL素子の短絡、特性の低下を防止するようにした構成が開示されている(特許文献2)。また、両面発光の例として、透明陰極を低抵抗化するために、透明陰極と発光層との間にAg、Mg、TiN等の導電体層を介在させた構成が開示されている(特許文献3)。さらに、有機層中への酸素やインジウムの侵入、拡散を防止する目的で、陽極にTiNを用いた構成が開示されている(特許文献4、特許文献5)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上面発光を可能とした従来の有機EL画像表示装置では、透明陰極を形成する工程での酸素導入により有機層や電子注入層の酸化が避けられず、このため、有機層や電子注入層の特性低下を来たし、ダークスポットが発生して高品質な画像表示が得られないという問題があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、上面側の陰極から高効率で光を取り出し、高品質の画像表示が可能な有機エレクトロルミネッセント画像表示装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置は、基材と、該基材上に順次設けられた陽極、有機層、光透過性を有するバリア性導電層、および、光透過性を有する導電性酸化物からなる陰極とを少なくとも備え、前記バリア性導電層は、成膜工程において酸素導入を行わない真空成膜法により形成された窒化ジルコニウムからなる薄膜であり、水蒸気透過率が1g/m2/day以下、酸素透過率が1cc/m2/day・atm以下、固有抵抗が1.0×10-2Ω・cm以下、可視領域380〜780nmにおける光透過率が30%以上であり、厚みは20〜100nmの範囲であるような構成とした。
【0008】
本発明の他の態様として、前記陰極は、厚みが10〜500nmの範囲であり、可視領域380〜780nmにおける光透過率が60%以上であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記陽極は、仕事関数が4.7eV以上の金属の少なくとも1種、これら金属の合金、および、導電性無機酸化物からなる群に含まれる物質の少なくとも1種からなるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記陽極は、前記基材側から順に前記金属または合金からなる層と前記導電性無機酸化物からなる層とが積層された構造であり光反射性を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記陽極は、前記金属または合金からなり光反射性を有するような構成とした。
【0009】
本発明の他の態様として、前記バリア性導電層を含む前記陰極のシート抵抗は、20Ω/□以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記陽極のシート抵抗は、1Ω/□以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記基材は、ガラス基板、シリコン基板、高分子フィルムのいずれかであるような構成とした。
上記のような本発明では、有機層と陰極との間に介在するバリア性導電層が、陰極形成時の酸素導入による有機層の酸化を防止する作用をなす。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の有機エレクトロルミネッセント(EL)画像表示装置の一実施形態を示す基本構成概念図である。図1において、有機EL画像表示装置1は、基材2と、この基材2上に順次設けられた陽極3、有機層4、光透過性を有するバリア性導電層5、光透過性を有する陰極6とを備えている。
【0011】
有機EL画像表示装置1を構成する基材2は、有機EL画像表示装置1の支持体となるものであり、アクティブ駆動表示素子のTFT(薄膜トランジスタ)の製造工程(例えば、多結晶シリコン成膜工程)でのプロセス温度を考慮すると、200℃以上の耐熱性を具備するものが好ましく、石英、ガラス、シリコンウエハが好適に用いられる。また、TFTがアモルファスシリコンを用いたものである場合、プロセス温度が相対的に低くなり、このため上記材料の他に高分子材料を使用することができる。但し、高分子材料を用いる場合、基材から発生するガスによる有機層4の劣化を防止するために、基材の少なくとも陽極形成面にはシリコン酸化物やシリコン窒化物等からなるガスバリア層を設ける必要がある。
このような基材2の厚みは、材料、画像表示装置の使用状況等を考慮して設定することができ、例えば、0.05〜5mm程度とすることができる。
【0012】
有機EL画像表示装置1を構成する陽極3は、導電性材料からなるものであれば特に制限はなく、例えば、Au、Ta、W、Pt、Ni、Pd、Cr等の金属、Al合金、Ni合金、Cr合金等の合金、In−Sn−O、In−Zn−O、Zn−O、Zn−O−Al、Zn−Sn−O等の導電性無機酸化物、金属ドープされたポリチオフェン等の導電性高分子、α−Si、α−SiC、α−C等の非晶質半導体、μ−C−Si、μ−C−O−Si等の微結晶等を挙げることができる。特に、仕事関数が4.7eV以上の金属の少なくとも1種、これら金属の合金、および、導電性無機酸化物からなる群に含まれる物質の少なくとも1種により陽極3が形成されることが好ましい。このような陽極3の厚みは、材質にもよるが、40〜500nmの範囲内にあることが好ましく、陽極3のシート抵抗は1Ω/□以下であることが好ましい。陽極3の厚みが40nm未満であると、抵抗が高くなる場合があり、また、500nmを超えると、パターン形成された陽極3の端部に存在する段差により、上層(有機層4、バリア性導電層5、陰極6)に切れや断線が発生したり、陽極3と陰極6との短絡が生じることがあり好ましくない。
【0013】
有機EL画像表示装置1を構成する有機層4は、発光層単独からなる構造、発光層の陽極3側に正孔注入層あるいは正孔注入輸送層を設けた構造、発光層のバリア性導電層5側に電子注入層あるいは電子注入輸送層を設けた構造、発光層の陽極3側に正孔注入層あるいは正孔注入輸送層を設け、バリア性導電層5側に電子注入層あるいは電子注入輸送層を設けた構造等とすることができる。特に、本発明のように、バリア性導電層5として、後述するような金属、無機窒化物、無機酸化物からなる導電材料を用いると、仕事関数が大きく(4.2eV以上)、バリア性導電層5と発光層との界面におけるエネルギー障壁が高くなり、低電圧下ではバリア性導電層5から発光層へ直接電子を注入することが難しい。このため、電子注入層あるいは電子注入輸送層をバリア性導電層5側に設けた構造とすることが好ましい。この電子注入層や電子注入輸送層は、上面側の陰極6から高効率で光を取り出すために、十分な光透過性を有することが必要である。
尚、正孔注入輸送層や電子注入輸送層は、それぞれ注入機能層と輸送層とを別個に設けた積層構造からなるものであってもよい。
【0014】
有機層4を構成する発光層は、以下の機能を併せ持つものである。
・注入機能:電界印加時に陽極または正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極または電子注入層より電子を注入することができる機能
・輸送機能:注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能
・発光機能:電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
このような機能をもつ発光層の材料としては、従来から有機層用の発光層材料として公知の材料を使用することができ、特に制限はなく、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)等の金属錯体色素や、ポリジアルキルフルオレン誘導体等の高分子量材料が好適に使用される。発光層の厚みは特に制限はなく、例えば、10〜200nm程度とすることができる。
【0015】
正孔注入輸送層は、正孔輸送化合物からなる層であって、陽極により注入された正孔を発光層に輸送する機能を有し、この正孔注入輸送層を陽極と発光層との間に介在させることにより、より低い電界で多くの正孔が発光層に注入される。正孔輸送化合物としては、従来から有機EL素子の正孔注入輸送層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して使用することがでる。具体的には、ビス(N−ナフチル)−N−フェニルベンジジン(α−NPD)、4,4,4−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(MTDATA)等が挙げられる。また、高分子量の材料としては、ポリビニルカルバゾール(PVCz)、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)、ポリフェニレンビニレン誘導体等が好適に使用される。正孔注入層の厚みは特に制限はなく、例えば、10〜300nm程度とすることができる。
【0016】
また、電子注入層の材料としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物(例えば、LiF、NaF、LiO2、MgF2、CaF2、BaF2)等が挙げられる。これらの中で特にアルカリ土類金属のフッ化物(MgF2、CaF2、BaF2)が、有機層4の安定性と寿命の向上が図れる点で好ましく使用される。これは、アルカリ土類金属のフッ化物が、アルカリ金属の化合物やアルカリ土類金属の酸化物に比べて、水との反応性が低く、成膜中、あるいは、成膜後における吸水が少ないためである。さらに、アルカリ土類金属のフッ化物が、アルカリ金属の化合物に比べて、融点が高く耐熱安定性が優れるためである。電子注入層の厚みは、上記のアルカリ金属やアルカリ土類金属の酸化物、フッ化物が絶縁性であることから、0.2〜10nm程度の範囲が好ましい。
【0017】
また、電子注入層として、仕事関数が4.0eV以下の材料を十分な光透過性を有する程度に薄膜化して形成することができる。仕事関数が4.0eV以下の材料としては、Ba、Ca、Li、Cs、Mg等が挙げられ、電子注入層の厚みは、十分な光透過性を得るために薄膜化が必要であり、0.2〜50nm、好ましくは0.2〜20nm程度とする。
電子注入輸送層として、電子輸送性有機材料にアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属をドープした金属ドープ層を形成することができる。上記の電子輸送性有機材料としては、例えば、バソキュプロイン(BCP)、バソフェナントロリン(Bphen)等を挙げることができ、ドープ金属材料としては、Li、Cs、Ba、Sr等が挙げられる。上記の金属ドープ層における電子輸送性有機材料と金属のモル比率は、1:1〜1:3、好ましくは1:1〜1:2程度である。このような金属ドープ層からなる電子注入輸送層の厚みは、電子移動度が大きく、かつ、光透過性が金属単体に比べて高いことから、5〜1000nm、好ましくは10〜100nm程度とする。
【0018】
有機EL画像表示装置1を構成するバリア性導電層5は、成膜工程において酸素導入を行わない真空成膜法により形成された金属、無機窒化物、無機酸化物の少なくとも1種からなる薄膜である。上記の金属としては、仕事関数が4.2eV以上の金属が好ましく、例えば、Au、Ag、Al、Cu等を挙げることができる。また、上記の無機窒化物としては、周期律表の4族に属するTi、Zr、Hf等の元素の窒化物を挙げることができる。また、上記の無機酸化物としては、例えば、In−Sn−O、In−Zn−O、Zn−O、Zn−O−Al、Zn−Sn−O等の酸化物を挙げることができる。バリア性導電層5を形成するための酸素導入を行わない真空成膜法としては、抵抗加熱蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、CVD法等を挙げることができる。
【0019】
このようなバリア性導電層5は、水蒸気透過率が1g/m2/day以下、酸素透過率が1cc/m/day・atm以下、固有抵抗が1.0×10-2Ω・cm以下、可視領域380〜780nmにおける光透過率が30%以上であることが好ましい。そして、このような特性を有するバリア性導電層5の厚みは、金属からなる薄膜である場合、10〜50nm、好ましくは15〜30nm程度であり、無機窒化物からなる薄膜である場合、10〜500nm、好ましくは20〜100nm程度であり、無機酸化物からなる薄膜である場合、10〜500nm、好ましくは20〜200nm程度である。
【0020】
有機EL画像表示装置1を構成する陰極6は、透明性のある導電性材料からなるものであれば特に制限はなく、例えば、In−Sn−O、In−Zn−O、Zn−O、Zn−O−Al、Zn−Sn−O等の導電性酸化物を挙げることができる。このような陰極6の厚みは10〜500nmの範囲が好ましく、また、可視領域380〜780nmにおける光透過率は60%以上とすることが好ましい。陰極6の厚みが10nm未満であると導電性が不十分となり、500nmを超えると光透過性が不十分となり、また、製造工程、あるいは、製造後において有機EL画像表示装置を変形させた時に、陰極6にクラック等の欠陥が発生し易くなり好ましくない。さらに、バリア性導電層5を含む陰極6のシート抵抗は、20Ω/□以下であることが好ましい。
このような陰極6は、スパッタリング法、イオンプレーティング法、電子ビーム法等の真空成膜法により形成することができる。このような陰極6の形成では、酸素導入による有機層4の酸化がバリア性導電層5によって阻止され、これにより、有機層4の特性劣化が防止される。
【0021】
尚、本発明では、陰極6上にカラーフィルタ層および/または色変換蛍光体層を設けて、各色の光を色補正して色純度を高めてもよい。カラーフィルタ層としては、例えば、青色着色層、赤色着色層、緑色着色層の各層をアゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系等の顔料の1種または複数種を感光性樹脂に分散して調製した樹脂組成物を用いて形成したものとすることができる。また、色変換蛍光体層は、例えば、所望の蛍光色素と樹脂とを分散、または可溶化させた塗布液をスピンコート、ロールコート、キャストコート等の方法で塗布して成膜し、これをフォトリソグラフィー法でパターニングする方法等により赤色変換蛍光体層、緑色変換蛍光体層、青色変換蛍光体層の各層を形成したものとすることができる。
【0022】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
[実施例1]
基材として、25mm×25mm、厚み0.7mmの透明ガラス基板(NHテクノグラス(株)製 無アルカリガラスNA35)を準備し、この透明ガラス基板を定法にしたがって洗浄した後、マグネトロンスパッタリング法によりAl薄膜(厚み100nm)を形成した。上記のAl薄膜形成では、スパッタガスとしてArを使用し、圧力0.15Pa、DC出力200Wとした。次に、上記のAl薄膜上に、正孔注入を促進させる役割をもたせるために、酸化インジウムスズ(ITO)の薄膜(厚み20nm)をマグネトロンスパッタリング法により形成した。上記のITO薄膜形成では、スパッタガスとしてArとO2の混合ガス(体積比Ar:O2=100:1)を使用し、圧力0.1Pa、DC出力150Wとした。
【0023】
次に、このAl薄膜とITO薄膜からなる陽極について、ダイヤインスツルメンツ(株)製 低抵抗率計 Loresta−GP(MCP−T600)、プローブPSPタイプ(電極間隔1.5mm)を用いて四探針法により表面抵抗値を測定した結果、0.5Ω/□であった。
【0024】
次いで、上記の陽極上に感光性レジスト(東京応化工業(株)製OFPR−800)を塗布し、マスク露光、現像(東京応化工業(株)製NMD3を使用)、エッチングを行って、幅2mmのライン状の陽極を2本形成した。尚、この陽極のパターニングはドライエッチングでも可能であった。
次に、陽極を備えた透明ガラス基板を酸素プラズマ下に曝し、その後、大気中にて、陽極を覆うように透明ガラス基板上に下記構造式(1)で示されるポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)とポリスチレンスルホネート(PSS)との混合物であるバイエル社製Baytron P CH8000をスピンコート法により塗布、乾燥して正孔注入輸送層(厚み80nm)を形成した。
【0025】
【化1】

Figure 0004527935
【0026】
次いで、低酸素(酸素濃度1ppm以下)、低湿度(水蒸気濃度1ppm以下)状態のグローブボックス中にて、正孔注入輸送層上に下記構造式(2)で示されるポリ(ジオクチルジビニレンフルオレン−co−アントラセン)(PF)であるADS(株)製ADS106GE)をスピンコート法により塗布、乾燥して発光層(厚み80nm)を形成した。
【0027】
【化2】
Figure 0004527935
【0028】
更に、上記の発光層上にCaを5nmの厚みで蒸着して電子注入層を形成した。蒸着条件は、真空度5×10-5Pa、成膜速度1Å/秒とした。この電子注入層の形成では、マスクを使用して、陽極と直交するように幅2mmのライン状の電子注入層を2本形成した。
次に、対向ターゲット式マグネトロンスパッタリング装置を用いてTiN薄膜(厚み50nm)を成膜してバリア性導電層とした。このバリア性導電層の形成では、マスクを使用して、幅2mmのライン状のバリア性導電層を電子注入層上に形成した。TiN薄膜の成膜は、スパッタガスとしてAr、N2を使用し、圧力2×10-2Pa、RF出力100W、DC出力150Wとした。
【0029】
次いで、マグネトロンスパッタリング法によりITO薄膜(厚み150nm)を成膜して陰極とした。この陰極の形成では、マスクを使用して、幅2mmのライン状の陰極をバリア性導電層上に形成した。上記のITO薄膜の成膜は、スパッタガスとしてArとO2の混合ガス(体積比Ar:O2=100:1)を使用し、圧力5.5×10-2Pa、RF出力100W、DC出力150W、成膜速度4Å/秒とした。
尚、透明ガラス基板上に、上記と同条件で別途TiN薄膜とITO薄膜を形成し、TiN薄膜を含むITO薄膜の表面抵抗値を三菱化学(株)製Loresta−GPを用いて四探針法により測定した結果、19Ω/□であった。
また、透明ガラス基板上に、上記と同条件で別途TiN薄膜を形成し、これについて、下記の条件で水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した。その結果、水蒸気透過率は0.2g/m2/day、酸素透過率は0.2cc/m/day・atm、固有抵抗は3.0×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約70%であった。
【0030】
(水蒸気透過率の測定)
水蒸気透過率測定装置(MOCON社製 PERMATRAN−W 3/31)を用い、37.8℃、100%RHの条件で測定する。
(酸素透過率の測定)
酸素ガス透過率測定装置(MOCON社製 OX−TRAN 2/20)を用い、23℃、90%RHの条件で測定する。
(固有抵抗の測定)
測定した表面抵抗値(Ω/□)に膜厚(cm)を乗じて固有抵抗値(Ω・cm)を算出する。膜厚はセイコーインスツルメンツ(株)製 Nanopics1000を用い、膜断面を計測する。
(光透過率の測定)
紫外可視分光光度計((株)島津製作所製 UV−2200A)を用い、室温、大気中で測定する。
【0031】
次に、マグネトロンスパッタリング法によりSiO2膜(厚み5μm)を封止膜として形成した。成膜は、ターゲットとしてSiOx(x=1〜2)を使用し、スパッタガスとしてArとO2の混合ガス(体積比Ar:O2=200:1)を使用し、圧力0.5Pa、RF出力150W、DC出力200Wとした。
以上により、幅2mmのライン状にパターニングされた陽極と、この陽極に直交するように幅2mmのライン状で形成された電子注入層、バリア性導電層、陰極を備え、4ヶ所の発光エリア(面積4mm2)を有する有機EL表示装置を作製した。
この有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は280mA/cm2で、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は22000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、TiN薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0032】
[実施例2]
バリア性導電層として、TiN薄膜の代わりにZrN薄膜(厚み50nm)を同条件で成膜した他は、実施例1と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
尚、実施例1と同様にして、ZrN薄膜を含むITO薄膜の表面抵抗値を測定した結果、20Ω/□であった。また、実施例1と同様にして、ZrN薄膜の水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した結果、水蒸気透過率は0.3g/m2/day、酸素透過率は0.2cc/m/day・atm、固有抵抗は3.4×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約70%であった。
【0033】
上記の有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は260mA/cm2であり、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は20000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、ZrN薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0034】
[実施例3]
バリア性導電層として、TiN薄膜の代わりにAu薄膜(厚み30nm)を真空蒸着法(真空度5×10-5Pa、成膜速度0.5Å/秒)で形成した他は、実施例1と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
尚、実施例1と同様にして、Au薄膜を含むITO薄膜の表面抵抗値を測定した結果、15Ω/□であった。また、実施例1と同様にして、Au薄膜の水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した結果、水蒸気透過率は0.1g/m2/day、酸素透過率は0.1cc/m/day・atm、固有抵抗は1.6×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約40%であった。
【0035】
上記の有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は330mA/cm2であり、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は15000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、Au薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0036】
[実施例4]
バリア性導電層として、Au薄膜の代わりにAl薄膜(厚み30nm)を形成した他は、実施例3と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
尚、実施例1と同様にして、Al薄膜を含むITO薄膜の表面抵抗値を測定した結果、14Ω/□であった。また、実施例1と同様にして、Al薄膜の水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した結果、水蒸気透過率は0.1g/m2/day、酸素透過率は0.1cc/m/day・atm、固有抵抗は1.5×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約40%であった。
【0037】
上記の有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は320mA/cm2で、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は15000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、Al薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0038】
[実施例5]
バリア性導電層として、TiN薄膜の代わりに無機酸化物であるITO薄膜(厚み50nm)を成膜した他は、実施例1と同様にして、有機EL表示装置を作製した。ITO薄膜の成膜は、スパッタガスとしてArを使用し、圧力3×10-2Pa、RF出力500W、DC出力100W、成膜速度1Å/秒とした。
尚、実施例1と同様にして、バリア性導電層としてのITO薄膜を含む陰極ITO薄膜の表面抵抗値を測定した結果、20Ω/□であった。また、実施例1と同様にして、ITO薄膜の水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した結果、水蒸気透過率は0.2g/m2/day、酸素透過率は0.2cc/m/day・atm、固有抵抗は2.5×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約70%であった。
【0039】
上記の有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は280mA/cm2であり、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は27000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、ITO薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0040】
[実施例6]
バリア性導電層として、ITO薄膜の代わりに、同じく無機酸化物である酸化インジウム亜鉛(IZO)薄膜を形成した他は、実施例5と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
尚、実施例1と同様にして、IZO薄膜を含むITO薄膜の表面抵抗値を測定した結果、20Ω/□であった。また、実施例1と同様にして、IZO薄膜の水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した結果、水蒸気透過率は0.2g/m2/day、酸素透過率は0.2cc/m/day・atm、固有抵抗は2.4×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約70%であった。
【0041】
上記の有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は280mA/cm2であり、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は26000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、IZO薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0042】
[比較例1]
バリア性導電層を形成しない他は、実施例1と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
この有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は110mA/cm2で、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は8000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、直径約0.1mmのダークスポットが1mm2の範囲に数個の割合で確認された。この結果より、上記発光エリアでは、陰極形成時の酸素導入により発光層や電子注入層が酸化されていることが確認された。
【0043】
[比較例2]
TiN薄膜からなるバリア性導電層の代わりに、酸素導入を行うスパッタリング法により、ITO薄膜(厚み50nm)を成膜した他は、実施例1と同様にして、有機EL表示装置を作製した。このITO薄膜の成膜条件は、スパッタガスとしてArとO2の混合ガス(体積比Ar:O2=100:1)を使用し、圧力5.5×10-2Pa、RF出力100W、DC出力150W、成膜速度4Å/秒とした。
尚、実施例1と同様にして、ITO薄膜の表面抵抗値を測定した結果、19Ω/□であった。また、実施例1と同様にして、ITO薄膜の水蒸気透過率、酸素透過率、固有抵抗および可視領域380〜780nmにおける光透過率を測定した結果、水蒸気透過率は0.2g/m2/day、酸素透過率は0.3cc/m/day・atm、固有抵抗は2.1×10-4Ω・cm、可視領域平均透過率は約80%であった。
【0044】
上記の有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は110mA/cm2で、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は8000cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、直径約0.1mmのダークスポットが1mm2の範囲に数個の割合で確認された。この結果より、上記発光エリアでは、酸素導入を行うITO薄膜や陰極形成時に、発光層や電子注入層が酸化されていることが確認された。
【0045】
[実施例7]
まず、実施例1と同様にして、透明ガラス基板上に幅2mmのライン状の陽極を2本形成した。
次に、陽極を備えた透明ガラス基板を酸素プラズマ下に曝し、その後、真空加熱蒸着法により、陽極を覆うように透明ガラス基板上に下記構造式(3)で示されるビス(N−ナフチル)−N−フェニルベンジジン(α−NPD)からなる正孔輸送層(厚み50nm)を形成した。この正孔輸送層の成膜条件は、真空度5×10-5Pa、成膜速度3Å/秒、加熱温度350℃とした。
【0046】
【化3】
Figure 0004527935
【0047】
次いで、真空蒸着法により、正孔輸送層上に下記構造式(4)で示されるトリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(Alq3)を成膜して発光層(厚み60nm)を形成した。この発光層の成膜条件は、真空度5×10-5Pa、成膜速度3Å/秒とした。
【0048】
【化4】
Figure 0004527935
【0049】
更に、真空蒸着法により、上記の発光層上に下記構造式(5)で示されるバソキュプロイン(BCP)とLiの共蒸着層を成膜して電子注入層(厚み20nm)を形成した。この蒸着条件は、真空度5×10-5Pa、各材料による成膜速度3Å/秒とした。
【0050】
【化5】
Figure 0004527935
【0051】
次いで、実施例1と同様にして、バリア性導電層と陰極を形成し、更に、封止膜を形成した。
以上により、幅2mmのライン状にパターニングされた陽極と、この陽極に直交するように幅2mmのライン状で形成されたバリア性導電層、陰極を備え、4ヶ所の発光エリア(面積4mm2)を有する有機EL表示装置を作製した。
この有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は3.6mA/cm2であり、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は200cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、TiN薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0052】
[実施例8]
バリア性導電層として、TiN薄膜の代わりにZrN薄膜(厚み50nm)を同条件で成膜した他は、実施例7と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
この有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は3.6mA/cm2で、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は210cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、ZrN薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0053】
[比較例3]
バリア性導電層を形成しない他は、実施例7と同様にして、有機EL表示装置を作製した。
この有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は3.0mA/cm2で、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は150cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、直径約0.1mmのダークスポットが1mm2の範囲に数個の割合で確認された。この結果より、上記発光エリアでは、陰極形成時の酸素導入により発光層や電子注入層が酸化されていることが確認された。
【0054】
[実施例9]
まず、実施例1と同様にして、透明ガラス基板上に幅2mmのライン状の陽極を2本形成した。
次に、実施例7と同様にして、正孔輸送層(厚み50nm)、発光層(厚み60nm)、電子注入層(厚み20nm)を形成した。
次いで、実施例1と同様にして、バリア性導電層と陰極を形成し、更に、封止膜を形成した。但し、バリア性導電層として、TiN薄膜の代わりにAl薄膜(厚み30nm)を真空蒸着法(真空度5×10-5Pa、成膜速度0.5Å/秒)で形成した。
【0055】
以上により、幅2mmのライン状にパターニングされた陽極と、この陽極に直交するように幅2mmのライン状で形成されたバリア性導電層、陰極を備え、4ヶ所の発光エリア(面積4mm2)を有する有機EL表示装置を作製した。
この有機EL表示装置の陽極と陰極に電圧6Vを印加した時の電流密度は4.0mA/cm2であり、上面(陰極)側から測定した発光エリアの輝度は100cd/m2であった。また、上記の有機EL表示装置を20mAで240時間連続駆動させた後の発光エリア面を光学顕微鏡で観察(30倍)したところ、ダークスポットは存在しなかった。この結果より、上記発光エリアでは、TiN薄膜からなるバリア性導電層が存在することにより、陰極形成時の酸素導入による発光層や電子注入層の酸化が防止されていることが確認された。
【0056】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば有機層と陰極との間にバリア性導電層を介在させた構造とし、かつ、このバリア性導電層を成膜工程において酸素導入を行わない真空成膜法により形成された金属、無機窒化物、無機酸化物の少なくとも1種からなる薄膜としたので、有機層は、バリア性導電層の成膜時は勿論のこと、光透過性を有する陰極の成膜時においても、酸素導入による酸化が防止され、これにより、有機層は特性劣化のない信頼性の高いものとなり、上面側の陰極から高効率で光を取り出して高品質の画像表示が可能な有機エレクトロルミネッセント画像表示装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有機エレクトロルミネッセント(EL)画像表示装置の一実施形態を示す基本構成概念図である。
【符号の説明】
1…有機エレクトロルミネッセント画像表示装置
2…基材
3…陽極
4…有機層
5…バリア性導電層
6…陰極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic electroluminescent image display device, and more particularly to an organic electroluminescent image display device capable of extracting light from a cathode on the upper surface side.
[0002]
[Prior art]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-162959
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-144957
[Patent Document 3]
JP-A-10-125469
[Patent Document 4]
JP 2002-15859 A
[Patent Document 5]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-15860
Organic electroluminescence (EL) elements have high visibility due to self-coloring, are all solid-state displays unlike liquid crystal displays, have excellent impact resistance, have fast response speeds, and are not significantly affected by temperature changes. In addition, it has advantages such as a large viewing angle, and in recent years, its use as a light emitting element in an image display device has been attracting attention.
[0003]
The structure of an image display device using an organic EL element is based on a laminated structure of an anode / light emitting layer / cathode, and a structure in which a transparent anode is formed on a base material using a glass substrate or the like is usually employed. In this case, light emission is taken out from the substrate side (anode side).
In recent years, attempts have been made to make the cathode transparent and take out light emission from the cathode side (top emission). By realizing the top emission, first, when the anode is made transparent together with the cathode, a transparent light emitting element as a whole becomes possible. An arbitrary color can be adopted as the background color of such a transparent light emitting element, and it becomes possible to make a colorful display other than during light emission, and the decorativeness is improved. On the other hand, by adopting black as the background color, the contrast during light emission is improved. In addition, when a color filter or a color conversion layer is used due to the realization of top emission, the above layers can be arranged on the light emitting layer. Further, since light emission is not blocked by the TFT (Thin Film Transistor) of the active drive display device, a display device with a high aperture ratio is possible.
[0004]
As an example of the organic EL image display device that can emit light from the upper surface by making the cathode transparent, an organic layer including an organic EL light emitting layer is interposed between the anode and the cathode, and the cathode is an electron injection metal layer. And an amorphous transparent conductive layer, and a configuration in which this electron injection metal layer is in contact with an organic layer is disclosed (Patent Document 1). Also disclosed is a configuration in which a Ca diffusion barrier layer is provided between the cathode and the organic layer in order to prevent the cathode material from diffusing into the organic layer, thereby preventing a short circuit of the organic EL element and deterioration of characteristics. (Patent Document 2). Further, as an example of double-sided light emission, a configuration is disclosed in which a conductive layer such as Ag, Mg, or TiN is interposed between the transparent cathode and the light emitting layer in order to reduce the resistance of the transparent cathode (Patent Document). 3). Furthermore, for the purpose of preventing the penetration and diffusion of oxygen and indium into the organic layer, a configuration using TiN for the anode is disclosed (Patent Documents 4 and 5).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional organic EL image display device capable of emitting light from the top surface, oxidation of the organic layer and the electron injection layer is unavoidable due to the introduction of oxygen in the process of forming the transparent cathode. However, there is a problem that a dark spot occurs and a high-quality image display cannot be obtained.
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an organic electroluminescent image display device capable of extracting light from a cathode on the upper surface side with high efficiency and capable of displaying a high-quality image. Objective.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, an organic electroluminescent image display device of the present invention includes a base material, an anode, an organic layer, and a light-transmitting barrier conductive layer sequentially provided on the base material. And has light transparency Made of conductive oxide And the barrier conductive layer is formed by a vacuum film formation method in which oxygen is not introduced in the film formation process. Zirconium nitride A water vapor permeability of 1 g / m 2 / Day or less, oxygen permeability is 1 cc / m 2 / Day · atm or less, specific resistance is 1.0 × 10 -2 Ω · cm or less, light transmittance in visible region 380 to 780 nm is 30% or more , Thickness The configuration is such that the thickness is in the range of 20 to 100 nm.
[0008]
In another embodiment of the present invention, the cathode is , Thickness The light transmittance in the visible region of 380 to 780 nm is 60% or more.
As another embodiment of the present invention, the anode is made of at least one metal selected from the group consisting of at least one metal having a work function of 4.7 eV or more, an alloy of these metals, and a conductive inorganic oxide. The configuration is as follows.
As another aspect of the present invention, the anode has a structure in which a layer made of the metal or alloy and a layer made of the conductive inorganic oxide are laminated in order from the base material side and has light reflectivity. The configuration.
As another aspect of the present invention, the anode is made of the metal or alloy and has light reflectivity.
[0009]
As another aspect of the present invention, the cathode including the barrier conductive layer has a sheet resistance of 20Ω / □ or less.
As another aspect of the present invention, the anode has a sheet resistance of 1Ω / □ or less.
As another aspect of the present invention, the base material is configured to be one of a glass substrate, a silicon substrate, and a polymer film.
In the present invention as described above, the barrier conductive layer interposed between the organic layer and the cathode functions to prevent oxidation of the organic layer due to oxygen introduction during the formation of the cathode.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram of a basic configuration showing an embodiment of an organic electroluminescent (EL) image display device of the present invention. In FIG. 1, an organic EL image display device 1 has a base material 2, an anode 3 sequentially provided on the base material 2, an organic layer 4, a light-transmitting barrier conductive layer 5, and a light-transmitting property. And a cathode 6.
[0011]
The base material 2 constituting the organic EL image display device 1 serves as a support for the organic EL image display device 1, and is a process for manufacturing TFTs (thin film transistors) of active drive display elements (for example, a polycrystalline silicon film forming step). In view of the process temperature in (2), those having a heat resistance of 200 ° C. or higher are preferred, and quartz, glass, and silicon wafers are preferably used. In addition, when the TFT uses amorphous silicon, the process temperature becomes relatively low, and therefore a polymer material can be used in addition to the above materials. However, in the case of using a polymer material, a gas barrier layer made of silicon oxide, silicon nitride, or the like is provided on at least the anode forming surface of the base material in order to prevent deterioration of the organic layer 4 due to the gas generated from the base material. There is a need.
The thickness of such a base material 2 can be set in consideration of the material, the usage status of the image display device, and the like, and can be set to about 0.05 to 5 mm, for example.
[0012]
The anode 3 constituting the organic EL image display device 1 is not particularly limited as long as it is made of a conductive material. For example, metal such as Au, Ta, W, Pt, Ni, Pd, Cr, Al alloy, Ni Alloys, alloys such as Cr alloys, conductive inorganic oxides such as In-Sn-O, In-Zn-O, Zn-O, Zn-O-Al, Zn-Sn-O, metal-doped polythiophene, etc. Examples thereof include conductive polymers, amorphous semiconductors such as α-Si, α-SiC, and α-C, and microcrystals such as μ-C-Si and μ-C—O—Si. In particular, it is preferable that the anode 3 is formed of at least one kind of metal having a work function of 4.7 eV or more, an alloy of these metals, and a substance included in the group consisting of conductive inorganic oxides. The thickness of the anode 3 is preferably in the range of 40 to 500 nm, although it depends on the material, and the sheet resistance of the anode 3 is preferably 1Ω / □ or less. When the thickness of the anode 3 is less than 40 nm, the resistance may be increased. When the thickness exceeds 500 nm, the upper layer (the organic layer 4, the barrier conductive layer) is formed due to a step existing at the end of the patterned anode 3. The layer 5 and the cathode 6) may be cut or disconnected, or the anode 3 and the cathode 6 may be short-circuited.
[0013]
The organic layer 4 constituting the organic EL image display device 1 has a structure composed of a light emitting layer alone, a structure in which a hole injection layer or a hole injection transport layer is provided on the anode 3 side of the light emitting layer, a barrier conductive layer of the light emitting layer 5 has an electron injection layer or electron injection transport layer, a light emitting layer on the anode 3 side with a hole injection layer or hole injection transport layer, and a barrier conductive layer 5 side with an electron injection layer or electron injection transport. A structure in which a layer is provided can be employed. In particular, when a conductive material made of a metal, inorganic nitride, or inorganic oxide as described later is used as the barrier conductive layer 5 as in the present invention, the work function is large (4.2 eV or more), and the barrier conductive layer 5 The energy barrier at the interface between the layer 5 and the light emitting layer becomes high, and it is difficult to inject electrons directly from the barrier conductive layer 5 to the light emitting layer under a low voltage. Therefore, it is preferable to have a structure in which an electron injection layer or an electron injection transport layer is provided on the barrier conductive layer 5 side. The electron injection layer or the electron injection transport layer needs to have sufficient light transmittance in order to extract light from the cathode 6 on the upper surface side with high efficiency.
The hole injecting and transporting layer and the electron injecting and transporting layer may have a laminated structure in which an injection function layer and a transport layer are separately provided.
[0014]
The light emitting layer constituting the organic layer 4 has the following functions.
・ Injection function: A function capable of injecting holes from the anode or the hole injection layer and applying electrons from the cathode or the electron injection layer when an electric field is applied.
・ Transport function: Function to move injected electric charges (electrons and holes) by the force of electric field
・ Light emission function: A function to provide a field for recombination of electrons and holes, and to connect this to light emission.
As the material for the light emitting layer having such a function, conventionally known materials can be used as the light emitting layer material for the organic layer, and there is no particular limitation. For example, tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq3 And high molecular weight materials such as polydialkylfluorene derivatives are preferably used. There is no restriction | limiting in particular in the thickness of a light emitting layer, For example, it can be about 10-200 nm.
[0015]
The hole injecting and transporting layer is a layer made of a hole transporting compound and has a function of transporting holes injected by the anode to the light emitting layer, and the hole injecting and transporting layer is interposed between the anode and the light emitting layer. By interposing, in the light emitting layer, many holes are injected with a lower electric field. As the hole transport compound, an arbitrary one can be selected and used from known compounds conventionally used for the hole injection transport layer of the organic EL device. Specific examples include bis (N-naphthyl) -N-phenylbenzidine (α-NPD), 4,4,4-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (MTDATA), and the like. High molecular weight materials include polyvinylcarbazole ( PVCz ), Polyethylenedioxythiophene (PEDOT), polyphenylene vinylene derivatives and the like are preferably used. The thickness of the hole injection layer is not particularly limited, and can be, for example, about 10 to 300 nm.
[0016]
In addition, as the material of the electron injection layer, oxides or fluorides of alkali metals or alkaline earth metals (for example, LiF, NaF, LiO) 2 , MgF 2 , CaF 2 , BaF 2 ) And the like. Among these, alkaline earth metal fluorides (MgF 2 , CaF 2 , BaF 2 ) Is preferably used in that the stability and life of the organic layer 4 can be improved. This is because the alkaline earth metal fluoride is less reactive with water than the alkali metal compound or alkaline earth metal oxide, and absorbs less water during or after film formation. It is. Further, the alkaline earth metal fluoride has a higher melting point and better heat resistance stability than the alkali metal compound. The thickness of the electron injection layer is preferably in the range of about 0.2 to 10 nm because the oxides and fluorides of the above alkali metals and alkaline earth metals are insulative.
[0017]
In addition, the electron injection layer can be formed by thinning a material having a work function of 4.0 eV or less to a sufficient light transmittance. Examples of the material having a work function of 4.0 eV or less include Ba, Ca, Li, Cs, Mg, and the like. The thickness of the electron injection layer needs to be reduced in order to obtain sufficient light transmittance. .2 to 50 nm, preferably about 0.2 to 20 nm.
As the electron injecting and transporting layer, a metal doped layer in which an electron transporting organic material is doped with an alkali metal or an alkaline earth metal can be formed. Examples of the electron transporting organic material include bathocuproin (BCP) and bathophenanthroline (Bphen). Examples of the doped metal material include Li, Cs, Ba, and Sr. The molar ratio of the electron transporting organic material to the metal in the metal doped layer is about 1: 1 to 1: 3, preferably about 1: 1 to 1: 2. The thickness of the electron injecting and transporting layer composed of such a metal doped layer is set to about 5 to 1000 nm, preferably about 10 to 100 nm, because the electron mobility is large and the light transmittance is higher than that of a single metal.
[0018]
The barrier conductive layer 5 constituting the organic EL image display device 1 is a thin film made of at least one of metal, inorganic nitride, and inorganic oxide formed by a vacuum film forming method in which oxygen is not introduced in the film forming process. is there. As said metal, the metal whose work function is 4.2 eV or more is preferable, for example, Au, Ag, Al, Cu etc. can be mentioned. Examples of the inorganic nitride include nitrides of elements such as Ti, Zr, and Hf belonging to Group 4 of the periodic table. Examples of the inorganic oxide include oxides such as In—Sn—O, In—Zn—O, Zn—O, Zn—O—Al, and Zn—Sn—O. Examples of the vacuum film forming method without introducing oxygen for forming the barrier conductive layer 5 include a resistance heating vapor deposition method, an ion beam vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a CVD method.
[0019]
Such a barrier conductive layer 5 has a water vapor transmission rate of 1 g / m. 2 / Day or less, oxygen permeability is 1 cc / m 2 / Day · atm or less, specific resistance is 1.0 × 10 -2 It is preferable that the light transmittance in the visible region of 380 to 780 nm is 30% or more. The thickness of the barrier conductive layer 5 having such characteristics is 10 to 50 nm, preferably about 15 to 30 nm when the thin film is made of metal, and 10 to 10 when the thin film is made of inorganic nitride. The thickness is about 500 nm, preferably about 20 to 100 nm, and in the case of a thin film made of an inorganic oxide, it is about 10 to 500 nm, preferably about 20 to 200 nm.
[0020]
The cathode 6 constituting the organic EL image display device 1 is not particularly limited as long as it is made of a transparent conductive material. For example, In—Sn—O, In—Zn—O, Zn—O, Zn Examples thereof include conductive oxides such as —O—Al and Zn—Sn—O. The thickness of the cathode 6 is preferably in the range of 10 to 500 nm, and the light transmittance in the visible region of 380 to 780 nm is preferably 60% or more. When the thickness of the cathode 6 is less than 10 nm, the conductivity becomes insufficient, and when it exceeds 500 nm, the light transmittance becomes insufficient, and when the organic EL image display device is deformed after the manufacturing process or after manufacturing, Defects such as cracks are likely to occur in the cathode 6, which is not preferable. Furthermore, the sheet resistance of the cathode 6 including the barrier conductive layer 5 is preferably 20Ω / □ or less.
Such a cathode 6 can be formed by a vacuum film forming method such as a sputtering method, an ion plating method, or an electron beam method. In the formation of such a cathode 6, oxidation of the organic layer 4 due to oxygen introduction is blocked by the barrier conductive layer 5, thereby preventing deterioration of the characteristics of the organic layer 4.
[0021]
In the present invention, a color filter layer and / or a color conversion phosphor layer may be provided on the cathode 6, and the color purity of the light of each color may be improved by increasing the color purity. As the color filter layer, for example, a resin prepared by dispersing one or a plurality of pigments such as azo, phthalocyanine, and anthraquinone in a photosensitive resin in each of a blue colored layer, a red colored layer, and a green colored layer It can be formed using a composition. The color conversion phosphor layer is formed by applying a coating solution in which a desired fluorescent dye and resin are dispersed or solubilized by spin coating, roll coating, cast coating, or the like. The red conversion phosphor layer, the green conversion phosphor layer, and the blue conversion phosphor layer may be formed by a patterning method using a photolithography method.
[0022]
【Example】
Next, an Example is shown and this invention is demonstrated further in detail.
[Example 1]
As a base material, a transparent glass substrate (non-alkali glass NA35 manufactured by NH Techno Glass Co., Ltd.) having a thickness of 25 mm × 25 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. A thin film (thickness 100 nm) was formed. In the above Al thin film formation, Ar was used as the sputtering gas, the pressure was 0.15 Pa, and the DC output was 200 W. Next, a thin film (thickness 20 nm) of indium tin oxide (ITO) was formed on the Al thin film by a magnetron sputtering method in order to have a role of promoting hole injection. In the above ITO thin film formation, Ar and O are used as sputtering gases. 2 Gas mixture (volume ratio Ar: O 2 = 100: 1), the pressure was 0.1 Pa, and the DC output was 150 W.
[0023]
Next, with respect to the anode composed of the Al thin film and the ITO thin film, a four-probe method using a low resistivity meter Loresta-GP (MCP-T600) manufactured by Dia Instruments Co., Ltd. and a probe PSP type (electrode spacing 1.5 mm). As a result of measuring the surface resistance value by, it was 0.5Ω / □.
[0024]
Next, a photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied on the anode, mask exposure, development (using NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), etching, and width of 2 mm. Two line-shaped anodes were formed. The anode patterning could be performed by dry etching.
Next, the transparent glass substrate provided with the anode is exposed to oxygen plasma, and then the polyethylenedioxythiophene (PEDOT) represented by the following structural formula (1) is formed on the transparent glass substrate so as to cover the anode in the air. Baytron P CH8000 made by Bayer, which is a mixture of styrene and polystyrene sulfonate (PSS), was applied by a spin coat method and dried to form a hole injection transport layer (thickness 80 nm).
[0025]
[Chemical 1]
Figure 0004527935
[0026]
Subsequently, poly (dioctyl divinylene fluorene represented by the following structural formula (2) is formed on the hole injecting and transporting layer in a low oxygen (oxygen concentration 1 ppm or less) and low humidity (water vapor concentration 1 ppm or less) state glove box. ADS106GE manufactured by ADS Co., which is co-anthracene) (PF) was applied by a spin coating method and dried to form a light emitting layer (thickness 80 nm).
[0027]
[Chemical 2]
Figure 0004527935
[0028]
Furthermore, Ca was vapor-deposited with a thickness of 5 nm on the light emitting layer to form an electron injection layer. Deposition conditions are: vacuum degree 5 × 10 -Five Pa and the film formation rate were 1 liter / second. In the formation of the electron injection layer, two linear electron injection layers having a width of 2 mm were formed using a mask so as to be orthogonal to the anode.
Next, a TiN thin film (thickness 50 nm) was formed into a barrier conductive layer using an opposed target type magnetron sputtering apparatus. In the formation of this barrier conductive layer, a 2 mm wide line-shaped barrier conductive layer was formed on the electron injection layer using a mask. The TiN thin film is formed using Ar, N as the sputtering gas. 2 And pressure 2 × 10 -2 Pa, RF output 100W, DC output 150W.
[0029]
Next, an ITO thin film (thickness 150 nm) was formed by magnetron sputtering to form a cathode. In forming the cathode, a line-like cathode having a width of 2 mm was formed on the barrier conductive layer using a mask. The above ITO thin film is formed using Ar and O as sputtering gases. 2 Gas mixture (volume ratio Ar: O 2 = 100: 1), pressure 5.5 x 10 -2 Pa, RF output 100 W, DC output 150 W, and deposition rate of 4 速度 / sec.
In addition, a TiN thin film and an ITO thin film are separately formed on the transparent glass substrate under the same conditions as described above, and the surface resistance value of the ITO thin film including the TiN thin film is measured using a four-probe method using Loresta-GP manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation. As a result of measurement, it was 19Ω / □.
In addition, a TiN thin film was separately formed on the transparent glass substrate under the same conditions as above, and the water vapor transmission rate, oxygen transmission rate, specific resistance, and light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm were measured with respect to this. . As a result, the water vapor transmission rate is 0.2 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.2 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 3.0 × 10 -Four The average transmittance in Ω · cm and visible region was about 70%.
[0030]
(Measurement of water vapor transmission rate)
Using a water vapor transmission rate measuring device (PERMATRAN-W 3/31 manufactured by MOCON), measurement is performed under conditions of 37.8 ° C. and 100% RH.
(Measurement of oxygen permeability)
Using an oxygen gas permeability measuring device (OX-TRAN 2/20 manufactured by MOCON), the measurement is performed at 23 ° C. and 90% RH.
(Specific resistance measurement)
The specific resistance value (Ω · cm) is calculated by multiplying the measured surface resistance value (Ω / □) by the film thickness (cm). The film thickness is measured using Nanopics 1000 manufactured by Seiko Instruments Inc.
(Measurement of light transmittance)
Using a UV-visible spectrophotometer (UV-2200A, manufactured by Shimadzu Corporation), measurement is performed at room temperature in the air.
[0031]
Next, SiO2 is formed by magnetron sputtering. 2 A film (thickness 5 μm) was formed as a sealing film. For film formation, target SiO x (X = 1 to 2) and Ar and O as sputtering gases 2 Gas mixture (volume ratio Ar: O 2 = 200: 1), the pressure was 0.5 Pa, the RF output was 150 W, and the DC output was 200 W.
As described above, an anode patterned in a line shape having a width of 2 mm, and an electron injection layer, a barrier conductive layer, and a cathode formed in a line shape having a width of 2 mm so as to be orthogonal to the anode have four light emitting areas ( Area 4mm 2 An organic EL display device having) was produced.
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of this organic EL display device is 280 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 22000 cd / m. 2 Met. Moreover, when the organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the TiN thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the cathode formation.
[0032]
[Example 2]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that a ZrN thin film (thickness 50 nm) was formed under the same conditions as the barrier conductive layer instead of the TiN thin film.
In addition, it was 20 ohms / square as a result of measuring the surface resistance value of the ITO thin film containing a ZrN thin film like Example 1. FIG. Moreover, as in Example 1, the water vapor transmission rate, oxygen transmission rate, specific resistance, and light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm of the ZrN thin film were measured. As a result, the water vapor transmission rate was 0.3 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.2 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 3.4 × 10 -Four The average transmittance in Ω · cm and visible region was about 70%.
[0033]
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of the organic EL display device is 260 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 20000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the ZrN thin film prevents oxidation of the light emitting layer and the electron injection layer due to oxygen introduction during the cathode formation.
[0034]
[Example 3]
As the barrier conductive layer, an Au thin film (thickness 30 nm) was used instead of the TiN thin film by vacuum deposition (vacuum degree 5 × 10 -Five An organic EL display device was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the film was formed at Pa and a film formation rate of 0.5 Å / sec.
As a result of measuring the surface resistance value of the ITO thin film including the Au thin film in the same manner as in Example 1, it was 15Ω / □. Further, in the same manner as in Example 1, as a result of measuring the water vapor transmission rate, the oxygen transmission rate, the specific resistance, and the light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm of the Au thin film, the water vapor transmission rate was 0.1 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.1 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 1.6 × 10 -Four The average transmittance in Ω · cm and visible region was about 40%.
[0035]
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of the organic EL display device is 330 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 15000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the Au thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the cathode formation.
[0036]
[Example 4]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 3 except that an Al thin film (thickness 30 nm) was formed instead of the Au thin film as the barrier conductive layer.
In addition, it was 14 ohms / square as a result of measuring the surface resistance value of the ITO thin film containing Al thin film similarly to Example 1. FIG. Moreover, as in Example 1, the water vapor transmission rate, the oxygen transmission rate, the specific resistance, and the light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm were measured for the Al thin film. As a result, the water vapor transmission rate was 0.1 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.1 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 1.5 × 10 -Four The average transmittance in Ω · cm and visible region was about 40%.
[0037]
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of the organic EL display device is 320 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 15000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of an Al thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the cathode formation.
[0038]
[Example 5]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that an ITO thin film (thickness 50 nm), which was an inorganic oxide, was formed as the barrier conductive layer instead of the TiN thin film. The ITO thin film is formed using Ar as a sputtering gas and a pressure of 3 × 10. -2 Pa, RF output 500 W, DC output 100 W, and deposition rate of 1 kg / sec.
In addition, it was 20 ohms / square as a result of measuring the surface resistance value of the cathode ITO thin film containing the ITO thin film as a barrier conductive layer like Example 1. FIG. Further, in the same manner as in Example 1, the water vapor transmission rate, the oxygen transmission rate, the specific resistance, and the light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm of the ITO thin film were measured. As a result, the water vapor transmission rate was 0.2 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.2 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 2.5 × 10 -Four The average transmittance in Ω · cm and visible region was about 70%.
[0039]
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of the organic EL display device is 280 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 27000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of a barrier conductive layer made of an ITO thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the formation of the cathode.
[0040]
[Example 6]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 5, except that an indium zinc oxide (IZO) thin film, which was also an inorganic oxide, was formed as the barrier conductive layer instead of the ITO thin film.
In addition, as a result of measuring the surface resistance value of the ITO thin film including the IZO thin film in the same manner as in Example 1, it was 20Ω / □. Moreover, as in Example 1, the water vapor transmission rate, oxygen transmission rate, specific resistance and light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm of the IZO thin film were measured. As a result, the water vapor transmission rate was 0.2 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.2 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 2.4 × 10 -Four The average transmittance in Ω · cm and visible region was about 70%.
[0041]
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of the organic EL display device is 280 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 26000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the IZO thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the cathode formation.
[0042]
[Comparative Example 1]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier conductive layer was not formed.
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of this organic EL display device is 110 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 8000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours and the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), a dark spot having a diameter of about 0.1 mm was 1 mm. 2 It was confirmed at a rate of several in the range. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the light emitting layer and the electron injection layer were oxidized by the introduction of oxygen at the time of cathode formation.
[0043]
[Comparative Example 2]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 1 except that an ITO thin film (thickness 50 nm) was formed by sputtering using oxygen introduction instead of the barrier conductive layer made of a TiN thin film. The film forming conditions for this ITO thin film are Ar and O as sputtering gases. 2 Gas mixture (volume ratio Ar: O 2 = 100: 1), pressure 5.5 x 10 -2 Pa, RF output 100 W, DC output 150 W, and deposition rate of 4 速度 / sec.
In addition, as a result of measuring the surface resistance value of the ITO thin film in the same manner as in Example 1, it was 19Ω / □. Further, in the same manner as in Example 1, the water vapor transmission rate, the oxygen transmission rate, the specific resistance, and the light transmission rate in the visible region of 380 to 780 nm of the ITO thin film were measured. As a result, the water vapor transmission rate was 0.2 g / m. 2 / Day, oxygen permeability is 0.3 cc / m 2 / Day · atm, specific resistance is 2.1 × 10 -Four The average transmittance of Ω · cm and visible region was about 80%.
[0044]
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of the organic EL display device is 110 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 8000 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours and the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), a dark spot having a diameter of about 0.1 mm was 1 mm. 2 It was confirmed at a rate of several in the range. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the light emitting layer and the electron injection layer were oxidized during the formation of the ITO thin film into which oxygen was introduced and the cathode.
[0045]
[Example 7]
First, in the same manner as in Example 1, two line-shaped anodes having a width of 2 mm were formed on a transparent glass substrate.
Next, the transparent glass substrate provided with the anode is exposed to oxygen plasma, and then bis (N-naphthyl) represented by the following structural formula (3) is formed on the transparent glass substrate so as to cover the anode by vacuum heating deposition. A hole transport layer (thickness 50 nm) made of -N-phenylbenzidine (α-NPD) was formed. The film formation condition of this hole transport layer is that the degree of vacuum is 5 × 10. -Five Pa, a film forming rate of 3 Å / sec, and a heating temperature of 350 ° C. were used.
[0046]
[Chemical 3]
Figure 0004527935
[0047]
Next, a tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq3) represented by the following structural formula (4) was formed on the hole transport layer by vacuum deposition to form a light emitting layer (thickness 60 nm). The film forming conditions for the light emitting layer are as follows: degree of vacuum: 5 × 10 -Five The film was formed at a Pa of 3 Pa / second.
[0048]
[Formula 4]
Figure 0004527935
[0049]
Further, a vapor deposition layer of bathocuproin (BCP) and Li represented by the following structural formula (5) was formed on the light emitting layer by vacuum deposition to form an electron injection layer (thickness 20 nm). This vapor deposition condition is that the degree of vacuum is 5 × 10. -Five Pa and the film formation rate of each material were 3 liters / second.
[0050]
[Chemical formula 5]
Figure 0004527935
[0051]
Next, in the same manner as in Example 1, a barrier conductive layer and a cathode were formed, and a sealing film was further formed.
As described above, an anode patterned in a line shape having a width of 2 mm, a barrier conductive layer formed in a line shape having a width of 2 mm so as to be orthogonal to the anode, and a cathode are provided. 2 An organic EL display device having) was produced.
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of this organic EL display device is 3.6 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 200 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the TiN thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the cathode formation.
[0052]
[Example 8]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 7 except that a ZrN thin film (thickness 50 nm) was formed under the same conditions as the barrier conductive layer instead of the TiN thin film.
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of this organic EL display device is 3.6 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 210 cd / m 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the ZrN thin film prevents oxidation of the light emitting layer and the electron injection layer due to oxygen introduction during the cathode formation.
[0053]
[Comparative Example 3]
An organic EL display device was produced in the same manner as in Example 7 except that the barrier conductive layer was not formed.
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of this organic EL display device is 3.0 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 150 cd / m. 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours and the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), a dark spot having a diameter of about 0.1 mm was 1 mm. 2 It was confirmed at a rate of several in the range. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the light emitting layer and the electron injection layer were oxidized by the introduction of oxygen at the time of cathode formation.
[0054]
[Example 9]
First, in the same manner as in Example 1, two line-shaped anodes having a width of 2 mm were formed on a transparent glass substrate.
Next, in the same manner as in Example 7, a hole transport layer (thickness 50 nm), a light emitting layer (thickness 60 nm), and an electron injection layer (thickness 20 nm) were formed.
Next, in the same manner as in Example 1, a barrier conductive layer and a cathode were formed, and a sealing film was further formed. However, as the barrier conductive layer, an Al thin film (thickness 30 nm) is used instead of the TiN thin film by vacuum evaporation (vacuum degree 5 × 10 -Five Pa, film formation rate 0.5 Å / sec).
[0055]
As described above, an anode patterned in a line shape having a width of 2 mm, a barrier conductive layer formed in a line shape having a width of 2 mm so as to be orthogonal to the anode, and a cathode are provided. 2 An organic EL display device having) was produced.
The current density when a voltage of 6 V is applied to the anode and cathode of this organic EL display device is 4.0 mA / cm. 2 The luminance of the light emitting area measured from the upper surface (cathode) side is 100 cd / m 2 Met. Further, when the above-mentioned organic EL display device was continuously driven at 20 mA for 240 hours, the light emitting area surface was observed with an optical microscope (30 times), and no dark spot was present. From this result, it was confirmed that in the light emitting area, the presence of the barrier conductive layer made of the TiN thin film prevents the light emitting layer and the electron injection layer from being oxidized due to the introduction of oxygen during the cathode formation.
[0056]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, a barrier conductive layer is interposed between the organic layer and the cathode, and the barrier conductive layer is vacuum-formed without introducing oxygen in the film forming process. Since the thin film made of at least one of metal, inorganic nitride, and inorganic oxide formed by the film method is used, the organic layer is not only a barrier conductive layer but also a light-transmitting cathode. Oxidation due to the introduction of oxygen is prevented even during film formation, which makes the organic layer highly reliable with no characteristic deterioration, and enables high-quality image display by extracting light from the cathode on the top side with high efficiency. An organic electroluminescent image display device can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of a basic configuration showing an embodiment of an organic electroluminescent (EL) image display device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Organic electroluminescent image display device
2 ... Base material
3 ... Anode
4 ... Organic layer
5 ... Barrier conductive layer
6 ... Cathode

Claims (8)

基材と、該基材上に順次設けられた陽極、有機層、光透過性を有するバリア性導電層、および、光透過性を有する導電性酸化物からなる陰極とを少なくとも備え、前記バリア性導電層は、成膜工程において酸素導入を行わない真空成膜法により形成された窒化ジルコニウムからなる薄膜であり、水蒸気透過率が1g/m2/day以下、酸素透過率が1cc/m2/day・atm以下、固有抵抗が1.0×10-2Ω・cm以下、可視領域380〜780nmにおける光透過率が30%以上であり、厚みは20〜100nmの範囲であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。A barrier material comprising at least a base material, an anode sequentially provided on the base material, an organic layer, a light-transmitting barrier conductive layer, and a light-transmitting conductive oxide ; The conductive layer is a thin film made of zirconium nitride formed by a vacuum film forming method in which oxygen is not introduced in the film forming process, and has a water vapor transmission rate of 1 g / m 2 / day or less and an oxygen transmission rate of 1 cc / m 2 / day · atm or less, resistivity 1.0 × 10 -2 Ω · cm or less and a light transmittance in the visible region 380~780nm 30% or more, and characterized by a range of thickness Hiroyoshi 20~100nm Organic electroluminescent image display device. 前記陰極は、厚みが10〜500nmの範囲であり、可視領域380〜780nmにおける光透過率が60%以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。The cathode is in the range Thickness of 10 to 500 nm, an organic electroluminescent image display device according to claim 1, wherein the light transmittance in the visible region 380~780nm is 60% or more. 前記陽極は、仕事関数が4.7eV以上の金属の少なくとも1種、これら金属の合金、および、導電性無機酸化物からなる群に含まれる物質の少なくとも1種からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。  The anode is made of at least one metal selected from the group consisting of at least one metal having a work function of 4.7 eV or more, an alloy of these metals, and a conductive inorganic oxide. The organic electroluminescent image display apparatus according to claim 1 or 2. 前記陽極は、前記基材側から順に前記金属または合金からなる層と前記導電性無機酸化物からなる層とが積層された構造であり光反射性を有することを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。  4. The anode according to claim 3, wherein the anode has a structure in which a layer made of the metal or alloy and a layer made of the conductive inorganic oxide are laminated in order from the base material side, and has light reflectivity. Organic electroluminescent image display device. 前記陽極は、前記金属または合金からなり光反射性を有することを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。  4. The organic electroluminescent image display device according to claim 3, wherein the anode is made of the metal or alloy and has light reflectivity. 前記バリア性導電層を含む前記陰極のシート抵抗は、20Ω/□以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。  The organic electroluminescent image display device according to any one of claims 1 to 5, wherein a sheet resistance of the cathode including the barrier conductive layer is 20Ω / □ or less. 前記陽極のシート抵抗は、1Ω/□以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。  The organic electroluminescent image display device according to claim 1, wherein the anode has a sheet resistance of 1Ω / □ or less. 前記基材は、ガラス基板、シリコン基板、高分子フィルムのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。  The organic electroluminescent image display device according to any one of claims 1 to 7, wherein the base material is any one of a glass substrate, a silicon substrate, and a polymer film.
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