JP4873244B2 - Organic EL panel - Google Patents
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Description
本発明は有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子を発光画素として用いた有機ELパネルに関し、特にパッシブ駆動型の有機ELパネルに関するものである。 The present invention relates to an organic EL panel using an organic EL (electroluminescence) element as a light emitting pixel, and more particularly to a passive drive type organic EL panel.
従来、発光素子として、ガラス材料からなる透光性の支持基板上に、陽極となるITO(Indium Tin Oxide)等からなる透明電極と、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層等からなる有機層と、陰極となるアルミニウム(Al)等からなる非透光性の背面電極と、を順次積層形成して構成される有機EL素子が知られている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, as a light-emitting element, a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) or the like serving as an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, and an electron transport on a translucent support substrate made of a glass material. An organic EL element is known which is formed by sequentially laminating an organic layer composed of layers and the like and a non-translucent back electrode composed of aluminum (Al) as a cathode (see, for example, Patent Document 1). ).
有機EL素子を用いた有機ELパネルは、自発光型平面表示装置として近年脚光を浴びており、液晶表示装置と比較して視野角依存性が少ない、コントラスト比が高い、薄膜化が可能であるなどの利点から各所で研究開発が行われている。 An organic EL panel using an organic EL element has recently attracted attention as a self-luminous flat display device, has less viewing angle dependency than a liquid crystal display device, has a high contrast ratio, and can be thinned. R & D is being carried out in various places because of such advantages.
また、有機EL素子を透光性の基板上に設けてなる有機ELパネルにおいて、その駆動方式としてパッシブ駆動方式が知られている。パッシブ駆動型の有機ELパネルは、透光性基板上に電極の一方となる信号電極を複数のライン状に形成し、また他方の電極となる走査電極を前記信号電極と交差するように複数のライン状に形成して前記信号電極と前記走査電極との交差位置を有機EL素子である発光画素とし、この発光画素を複数配置して発光部を構成するものである。かかる有機ELパネルは、線順次走査された画像が前記表示部に表示される。かかるパッシブ駆動型の有機ELパネルは、アクティブ駆動方式と比較して製造が容易であるといった利点がある。 Further, in an organic EL panel in which an organic EL element is provided on a light-transmitting substrate, a passive driving method is known as its driving method. In the passive drive type organic EL panel, a plurality of signal electrodes as one of the electrodes are formed in a plurality of lines on a translucent substrate, and a plurality of scanning electrodes as the other electrode intersect with the signal electrodes. A light emitting pixel which is an organic EL element is formed at the intersection of the signal electrode and the scanning electrode formed in a line shape, and a plurality of the light emitting pixels are arranged to constitute a light emitting portion. In such an organic EL panel, a line-sequentially scanned image is displayed on the display unit. Such a passive drive type organic EL panel has an advantage that it is easier to manufacture than the active drive system.
有機ELパネルの製造においては、両電極が積層形成されているという構成上から製造工程における欠陥や高リーク部位などにより前記電極が短絡して非発光部を生じさせ、表示品質が低下するという問題が知られており、例えば特許文献2にはその解決方法としてそれら短絡を生じさせる個所(不良部位)を排除するために非発光期間に逆バイアス電圧を印加する自己修復方法が開示されている。また、不良部位を製品出荷前に逆バイアス電圧を印加して未然に除去(破壊)し、短絡が発生しないようにする修復エージングなどの技術も例えば特許文献3に開示されている。また、本願出願人は、自己修復や修復エージングの効果が逆バイアスの電圧値だけではなく、発光画素に蓄積される容量とも関係することを見出している(特許文献4参照)。
ここで、パッシブ駆動型の有機ELパネルの修復に必要なエネルギーは逆バイアス電圧値のみで決定されるものではなく、逆バイアスを印加した際に蓄積される発光画素の容量も修復エネルギーと
W=αCV2
の関係を有している。なお、上記の式において、Wは自己修復に必要なエネルギー、αは陰極のシート抵抗,陽極のシート抵抗,画素数及びドライバICのインピーダンス等で決定される比例定数、Cは発光画素の面積,膜厚及び誘電率にて決定される発光画素全体の静電容量、Vは逆バイアス電圧をそれぞれ示している。
Here, the energy required for repairing the passive drive type organic EL panel is not determined only by the reverse bias voltage value, and the capacity of the light-emitting pixel accumulated when the reverse bias is applied is also the repair energy and W = αCV 2
Have the relationship. In the above formula, W is energy required for self-repair, α is a proportional constant determined by the sheet resistance of the cathode, the sheet resistance of the anode, the number of pixels and the impedance of the driver IC, C is the area of the light emitting pixel, The capacitance of the entire light emitting pixel determined by the film thickness and the dielectric constant, V, indicates the reverse bias voltage.
しかしながら、例えば発光画素の面積が小さい小型の有機ELパネルにおいては逆バイアス電圧を印加した時の素子蓄積容量が少なく、上記の修復エネルギーを得るためにはその分高い値の逆バイアス電圧を印加する必要があり、その値がドライバICの出力限界を超えてしまう場合には修復が不十分となって両電極の短絡が生じてしまうという問題点があった。 However, for example, in a small organic EL panel with a small area of light emitting pixels, the element storage capacity is small when a reverse bias voltage is applied, and a higher reverse bias voltage is applied to obtain the above-mentioned repair energy. When the value exceeds the output limit of the driver IC, there is a problem that the repair is insufficient and the two electrodes are short-circuited.
本発明は、このような問題に鑑み、小型パネルのように発光画素の蓄積容量が少ない有機ELパネルにおいても、自己修復を行って短絡の発生を抑制することが可能な有機ELパネルを提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention provides an organic EL panel capable of suppressing the occurrence of a short circuit by performing self-repair even in an organic EL panel having a small storage capacity of light emitting pixels such as a small panel. For the purpose.
本発明は、前記課題を解決するために、少なくとも一方が透光性である信号電極と走査電極との間に単数あるいは複数の層が積層形成されてなる積層体をマトリクス状に複数配置してなる有機ELパネルであって、前記積層体は、前記信号電極と前記走査電極との間に少なくとも発光層を含む機能性有機層が積層形成されてなる発光画素と、前記信号電極と前記走査電極との間に電荷蓄積層が積層形成されてなる電荷蓄積素子と、を有し、
前記電荷蓄積層は、発光領域外に位置するように形成されてなり、少なくとも逆バイアス電圧印加時に絶縁性を示し、逆バイアス電圧印加時に電荷を蓄積することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plurality of laminated bodies in which a single layer or a plurality of layers are formed between a signal electrode and a scanning electrode, at least one of which is translucent, arranged in a matrix. An organic EL panel comprising: a light emitting pixel in which a functional organic layer including at least a light emitting layer is laminated between the signal electrode and the scan electrode; and the signal electrode and the scan electrode. A charge storage element in which a charge storage layer is stacked between
The charge storage layer, Ri Na is formed so as to be located outside the light emitting region showed insulating at least a reverse bias voltage is applied, characterized by storing charge during the reverse bias voltage is applied.
本発明は有機ELパネルに関するものであって、小型パネルのように発光画素の蓄積容量が少ない有機ELパネルにおいても、自己修復を行って短絡の発生を抑制することが可能となる。 The present invention relates to an organic EL panel, and it is possible to suppress the occurrence of a short circuit by performing self-repair even in an organic EL panel having a small storage capacity of light emitting pixels such as a small panel.
図1は、本発明の実施形態であるパッシブ駆動型の有機ELパネル1を示す図である。有機ELパネル1は、基板2上に積層体3が形成されてなるものであり、電極の短絡を生じさせる個所(不良部位)を排除するために逆バイアス電圧を印加して自己修復を行うものである。なお、自己修復の方法は、有機ELパネル1の駆動における非発光期間に逆バイアス電圧を印加するものであってもよく、また、有機ELパネル1の製造工程において逆バイアス電圧を印加する修復エージング工程を行うものであってもよい。また、基板2上には積層体3を気密的に覆う封止部材が設けられるが、図1においては封止部材を省略している。
FIG. 1 is a diagram showing a passive drive type organic EL panel 1 according to an embodiment of the present invention. The organic EL panel 1 has a laminate 3 formed on a
基板2は、長方形形状の透明ガラス材からなり、電気絶縁性の基板である。
The board |
積層体3は、図1及び図2に示すように、ライン状に複数形成され信号電極となる陽極4と、絶縁層5と、隔壁部6と、有機層7と、陽極4と交差するようにライン状に複数形成され走査電極となる陰極8と、から主に構成される。また、積層体3は、図2及び図3に示すように、陽極4と少なくとも発光層を含む機能性有機層7aと陰極8とが積層してなる有機EL素子である発光画素3aと、陽極4と電荷蓄積層7bと陰極8とが積層してなる電荷蓄積素子3bと、を有する。なお、図3の部分拡大図においては説明を簡略化するために絶縁層5及び隔壁部6を省略している。発光画素3aはマトリクス状に複数配置されて所定表示を行う表示領域(発光領域)を形成し、陰極8を順次走査して発光駆動するものである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the laminate 3 is formed so as to intersect the
電荷蓄積素子3bは、前記発光領域外にも信号電極となる少なくとも1ラインの陽極4を形成し、この陽極4と各陰極8を一対の電極とし、陽極4と各陰極8との間に電荷蓄積層7bを積層形成してなるものである。電荷蓄積素子3bは、発光機能を備えておらず絶縁性であり、発光画素3aの容量不足を補うべく逆バイアス印加時に電荷蓄積層7bに自己修復に必要な修復エネルギーを蓄積する機能を有する。なお、電荷蓄積素子3bの面積及び膜厚は、不足する修復エネルギー量に応じて任意に設定されるものである。
The
陽極4は、ITO等の透光性の導電材料からなり、スパッタリング法等の手段によって基板2上に前記導電材料を層状に形成した後、フォトリソグラフィー法等によって互いに略平行となるようにライン状に複数形成される。
The
絶縁層5は、例えばポリイミド系の電気絶縁性材料から構成され、陽極4と陰極8との間に位置するように陽極4上に形成され、陽極4を露出させる開口部5aを有するものである。絶縁層5は、電極となる陽極4及び陰極8の短絡を防止するとともに、各発光部の輪郭を明確にするものである。
The
隔壁部6は、例えばフェノール系の電気絶縁性材料からなり、絶縁層5上に形成される。隔壁部6は、その断面が絶縁層5に対して逆テーパー形状等のオーバーハング形状となるようにフォトリソグラフィー法等の手段によって形成されるものである。また、隔壁部6は、陽極4と直交する方向に等間隔にて複数形成される。隔壁部6は、その上方から蒸着法やスパッタリング法等によって有機層7及び陰極8となる金属膜を形成する場合にオーバーハング形状によって有機層7及び前記金属膜が段切れを起こす構造を得るものである。
The
有機層7は、発光画素3aを形成するための機能性有機層7aと、電荷蓄積素子3bを形成するための電荷蓄積層7bと、を有するものである。
The organic layer 7 has a functional
機能性有機層7aは、少なくとも発光層を有する複数層からなり陽極4上に形成される。本実施の形態においては、機能性有機層7aは、正孔注入層,正孔輸送層,第一発光層,第二発光層,電子輸送層及び電子注入層を蒸着法等の手段によって順次積層形成してなる。なお、前記第一の発光層はアンバー色の発光を呈し、前記第二の発光層は青色の発光を呈するものであり、各発光画素3aは混色によって白色を得るものである。
The functional
電荷蓄積層7bは、逆バイアス電圧印加時に絶縁性を示す1層あるいは複数層からなるものであり、例えば機能性有機層7aを構成する材料を適用することで機能性有機層7aと同工程で形成することができ、電荷蓄積素子3bの形成が容易となる。具体的には、前記正孔注入層や前記正孔輸送層を構成するアミン系化合物等の正孔輸送性材料や前記電子輸送層を構成するAlq等の電子輸送性材料は、整流性を有する層となり逆バイアス印加時に電流を流さずに絶縁膜のように振る舞うため電荷蓄積層7bとして好適である。また、蓄積容量を増加させるためには誘電率が高い材料を用いることが好ましい。また、本実施形態において電荷蓄積層7bは有機材料からなるものであるが、無機材料によって電荷蓄積層を形成してもよい。
The
陰極8は、アルミニウム(Al)やマグネシウム銀(Mg:Ag)等の陽極4よりも導電率が高い金属性導電材料を蒸着法等の手段により層状に形成して金属膜を形成し、隔壁部6によってこの金属膜に段切れを生じてライン状に複数形成してなるものである。陰極8の各ラインは陽極4の各ラインと略直角に交わる(交差する)ように形成される。また、陰極8は接続配線部9に電気的に接続されている。接続配線部9は、陽極4とともに形成されるものであり、同一材料のITOからなるものである。
The
有機ELパネル1は、発光画素3aを駆動させる各走査電極(陰極8)に対して電荷蓄積素子3bを配置することによって、小型パネルのように発光画素の蓄積容量が少ない場合であっても、逆バイアス印加時に自己修復に必要な修復エネルギーを蓄積することができ、自己修復を良好に実施して短絡の発生を抑制することが可能となる。
In the organic EL panel 1, even if the storage capacity of the light emitting pixels is small like a small panel by disposing the
また、電荷蓄積層7bとして、機能性有機層7aの構成材料のうち少なくとも逆バイアス電圧印加時に絶縁性を示す材料を用いることによって、機能性有機層7aと同工程にて電荷蓄積層7bを形成することができ、容易に電荷蓄積素子3bを形成することができる。
Further, the
また、電荷蓄積素子3bを前記発光領域外に位置するように形成することによって、有機ELパネル1の表示を妨げることが無く、表示品質を低下させることなく自己修復を実施可能とすることができる。
Further, by forming the
以下、さらに実施例を上げ、本発明の具体的な効果を説明する。まず、評価方法として、自己修復がなされているか(不良部位が排除されているか)は、自己修復により形成される破壊痕(以下、修復痕という)が形成されているか否かで判断可能である。なお、修復痕は、非発光部位であるいわゆるピンホールとなるが、前記ピンホールの大きさは数μm〜数十μm程度であるため肉眼で認識可能な大きさではなく、有機ELパネルとしての表示品位を低下させるものではない。評価基準として、ドットサイズ0.5×0.5mm、発光画素数32×80個、陰極(走査線)32ライン、陽極(信号線)80ライン、陰極厚50〜200nmで構成されるパッシブ駆動型有機ELパネルAを逆バイアス電圧20Vが印加される自己修復エージング工程にて、約80℃の高温で1000時間発光させた。このとき、有機ELパネルAは、図4に示すように、自己修復による修復痕が同パネル内に適度に分布を持ち生成され、修復痕発生率が約0.03個/mm2程度であり、短絡を一切発症しなかった。これは自己修復が十分行われた事によるものである。以下、従来例及び実施例の評価方法として、短絡が発症するか否か、また、有機ELパネルAとの修復痕発生率の比較によって自己修復性を判断した。 Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with further examples. First, as an evaluation method, whether self-repair has been made (whether a defective part has been eliminated) can be determined by whether or not a destruction mark (hereinafter referred to as a repair mark) formed by self-repair is formed. . The repair mark is a so-called pinhole which is a non-light emitting part, but the size of the pinhole is about several μm to several tens of μm, so it is not a size recognizable with the naked eye, but as an organic EL panel. It does not reduce the display quality. As an evaluation standard, a passive drive type comprising a dot size of 0.5 × 0.5 mm, a light emitting pixel number of 32 × 80, a cathode (scanning line) of 32 lines, an anode (signal line) of 80 lines, and a cathode thickness of 50 to 200 nm. The organic EL panel A was caused to emit light at a high temperature of about 80 ° C. for 1000 hours in a self-repair aging process in which a reverse bias voltage of 20 V was applied. At this time, as shown in FIG. 4, in the organic EL panel A, repair marks due to self-repair are generated with a moderate distribution in the panel, and the repair mark occurrence rate is about 0.03 / mm 2 . No short circuit developed. This is due to the fact that self-healing was sufficiently performed. Hereinafter, as an evaluation method of the conventional example and the example, whether or not a short circuit occurs is determined, and self-repairability is determined by comparing the occurrence rate of repair marks with the organic EL panel A.
従来例として、ドットサイズ0.2×0.2mm、発光画素数32×80個、陰極(走査電極)32ライン、陽極(信号電極)80ライン、陰極厚200nmで構成されるパッシブ駆動型の有機ELパネルBを逆バイアス電圧30Vが印加される自己修復エージング工程にて、約80℃の高温で1000時間発光させた。そして前述の評価方法にて試験した結果、図4に示すように、修復痕発生率は0.01個/mm2以下であり、十分に自己修復しなかった。 As a conventional example, a passive drive type organic material having a dot size of 0.2 × 0.2 mm, a light emitting pixel number of 32 × 80, a cathode (scanning electrode) of 32 lines, an anode (signal electrode) of 80 lines, and a cathode thickness of 200 nm The EL panel B was allowed to emit light at a high temperature of about 80 ° C. for 1000 hours in a self-repair aging process in which a reverse bias voltage of 30 V was applied. As a result of testing by the above-described evaluation method, as shown in FIG. 4, the repair mark occurrence rate was 0.01 pieces / mm 2 or less, and the self-repair was not sufficient.
実施例として、各走査電極に対して1個の電荷蓄積素子3bを追加形成する以外は、従来例と同様なパッシブ駆動型の有機ELパネルC〜Hを形成した。有機ELパネルCは、電荷蓄積素子3bのドットサイズ0.2×0.8mm、電荷蓄積層7bの膜厚20nmの構造を有する。有機ELパネルDは、電荷蓄積素子3bのドットサイズ0.2×0.8mm、電荷蓄積層7bの膜厚60nmの構造を有する。有機ELパネルEは、電荷蓄積素子3bのドットサイズ0.2×0.4mm、電荷蓄積層7bの膜厚20nmの構造を有する。有機ELパネルFは、電荷蓄積素子3bのドットサイズ0.2×0.4mm、電荷蓄積層7bの膜厚60nmの構造を有する。有機ELパネルGは、電荷蓄積素子3bのドットサイズ0.2×0.2mm、電荷蓄積層7bの膜厚20nmの構造を有する。有機ELパネルHは、電荷蓄積素子3bのドットサイズ0.2×0.2mm、電荷蓄積層7bの膜厚60nmの構造を有する。そして、有機ELパネルC〜Hを逆バイアス電圧30Vが印加される自己修復エージング工程にて、約80℃の高温で1000時間発光させ、前述の評価方法にて試験した。なお、本実施例では電荷蓄積層7bに正孔輸送性材料を使用した。図4に示す試験結果から、電荷蓄積素子3bを有しない従来の有機ELパネルBが短絡発症したのに対し、電荷蓄積素子3bを有する本発明を適用した有機ELパネルC〜Hでは短絡発症はなかった。さらに実施例のうち、有機ELパネルC〜Eは、修復痕発生率が評価基準の有機ELパネルAと同等の0.03個/mm2程度となり、電荷蓄積素子3bの面積を調整することで十分な効果が得られることがわかった。かかる評価結果によっても、発光画素の表示面積が小さい小型の有機ELパネルにおいて、本発明を適用することで自己修復により短絡の発症を抑制可能であることは明らかである。
As an example, passive drive organic EL panels C to H similar to the conventional example were formed except that one
1 有機ELパネル
2 基板
3 積層体
3a 発光画素
3b 電荷蓄積素子
4 陽極(信号電極)
5 絶縁層
6 隔壁部
7 有機層
7a 機能性有機層
7b 電荷蓄積層
8 陰極(走査電極)
9 接続配線部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
5 Insulating
9 Connection wiring section
Claims (1)
前記積層体は、前記信号電極と前記走査電極との間に少なくとも発光層を含む機能性有機層が積層形成されてなる発光画素と、前記信号電極と前記走査電極との間に電荷蓄積層が積層形成されてなる電荷蓄積素子と、を有し、
前記電荷蓄積層は、発光領域外に位置するように形成されてなり、少なくとも逆バイアス電圧印加時に絶縁性を示し、逆バイアス電圧印加時に電荷を蓄積することを特徴とする有機ELパネル。 An organic EL panel comprising a plurality of laminated bodies in which a single layer or a plurality of layers are stacked between a signal electrode and a scanning electrode, at least one of which is translucent, arranged in a matrix,
The stacked body includes a light-emitting pixel in which a functional organic layer including at least a light-emitting layer is stacked between the signal electrode and the scan electrode, and a charge storage layer between the signal electrode and the scan electrode. A charge storage element formed by stacking, and
The charge storage layer, Ri Na is formed so as to be located outside the light emitting region showed insulating at least a reverse bias voltage is applied, the organic EL panel, wherein storing charge during the reverse bias voltage is applied.
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