JP5007941B2

JP5007941B2 - 有機ｅｌパネル

Info

Publication number: JP5007941B2
Application number: JP2007194167A
Authority: JP
Inventors: 勝司吉川; 有章志田
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 2007-07-26
Filing date: 2007-07-26
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: JP2009032476A

Description

本発明は基板上に一対の電極と前記電極間に挟持され少なくとも発光層を有する有機層とを備える積層体を形成してなる有機ＥＬ（エレクトロルミネセンス）パネルに関し、特に前記基板と反対方向から表示光を出射するいわゆるトップエミッション型の有機ＥＬパネルに関するものである。

従来、発光素子として、基板上に第一電極と、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、第二電極と、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）。

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。有機ＥＬパネルの発光形式としては、前記基板及び第一電極を透光性として前記基板の方向から表示光を出射するボトムエミッション型と、前記第二電極を透光性として前記基板と反対方向から表示光を出射するトップエミッション型とがある（例えば特許文献２参照）。

また、有機ＥＬパネルは、長期間の発光に耐える長寿命化が求められるが、有機ＥＬ素子の発光特性（発光寿命や発光色度等）を劣化あるいは変化させる原因の一つとして、紫外線による前記有機層の劣化が上げられる。これは、前記有機層は、電荷輸送材料や発光材料等の有機物を多層化して形成されるものであり、紫外線の影響によってこれら有機物の構造が変化し、所望の発光特性を発揮することができなくなることに起因すると考えられている。

これに対し、特許文献３には、有機ＥＬパネルの透明基板の一方の面側に酸化チタン等からなる紫外線カット層を設ける方法が開示されている。
特開２０００−６８０５７号公報特開２００１−３５７９７３号公報特開２００３−１３３０５８号公報

しかしながら、上述の方法は、貼り付け方法によって前記紫外線カット層を形成する場合には泡が混入しやすい点や、粘着材自体によって透過率が極端に低下して画質の低下を招く恐れがあるという問題点があった。また、前記基板上に直接紫外線カット層を形成する方法でも別体の層を新たに設けることで透過率が極端に落ちて画質の低下を招く恐れがあるという問題点があった。また、上述の方法はボトムエミッション型の有機ＥＬパネルに対応するものであり、トップエミッション型の有機ＥＬパネルには対応しないという問題点があった。

本発明は、このような問題に鑑み、トップエミッション型の有機ＥＬパネルであっても、紫外線による有機層の劣化を抑制し、長寿命化が可能な有機ＥＬパネルを提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、基板上に一対の電極と前記電極間に挟持され少なくとも発光層を有する有機層とを備える積層体を形成してなり、前記基板と反対方向から表示光を出射する有機ＥＬパネルであって、前記積層体を気密的に覆うように前記基板上に配置される封止部材と、前記基板と前記封止部材とで形成される封止空間内に充填される不活性液体と、前記不活性液体中に添加され紫外線吸収機能を有する材料からなる紫外線吸収性粉粒体と、を備えてなることを特徴とする。

また、前記紫外線吸収性粉粒体は、透光性であり紫外線によって変形及び変色しない材料からなることを特徴とする。

また、前記積層体を覆うように形成される応力緩和膜と、前記応力緩和膜を覆うように形成される保護膜と、を備えてなることを特徴とする。

本発明は有機ＥＬパネルに関するものであって、トップエミッション型の有機ＥＬパネルであっても、紫外線による有機層の劣化を抑制し、長寿命化が可能となる。

図１は、本発明を有機ＥＬパネル１に適用した第一の実施形態を示す図である。有機ＥＬパネル１は、基板２上に積層体３が形成されてなるものであり、基板２と反対方向から表示光が出射されるトップエミッション型の有機ＥＬパネルである。また、積層体３上には応力緩和膜及び保護膜が形成され、さらに基板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においてはこれらを省略している。

基板２は、長方形形状のガラス材からなり、電気絶縁性の基板である。

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る反射電極４と、絶縁層５と、隔壁部６と、有機層７と、反射電極４と交差するようにライン状に複数形成される透光性電極８と、から主に構成される。積層体３は、反射電極４と透光性電極８との交差個所が発光画素（有機ＥＬ素子）となり、この発光画素はマトリクス状に複数配置されて所定表示を行う表示領域（発光領域）を形成し、反射電極４を順次走査して発光駆動するものである。なお、本実施形態においては、透光性電極８が正孔を供給する陽極となり、反射電極４が電子を供給する陰極となる。なお、本実施形態は、基板側に陰極が配置され、表示面側に陽極が配置されるいわゆる逆積層型の積層体３が形成されるものでああるが、本発明においては少なくとも表示面側の電極が透光性であればよく、基板側に陽極を配置し、表示面側に陰極を配置する順積層型の積層体を形成するものであってもよい。

反射電極４は、アルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム（Ｍｇ）、コバルト（Ｃｏ）、リチウム（Ｌｉ）、金（Ａｕ）、亜鉛（Ｚｎ）あるいはそれらの合金等の透光性電極８よりも導電率が高い金属性導電材料からなる。反射電極４は、真空蒸着等の手段により基板２上に前記導電材料を層状に形成した後、エッチング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。

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、反射電極４と透光性電極８との間に位置するように反射電極４上に形成され、反射電極４を露出させる開口部を有するものである。絶縁層５は、電極となる反射電極４及び透光性電極８の短絡を防止するとともに、各発光画素の輪郭を明確にするものである。

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、エッチング法等の手段によって絶縁層５上に形成される。また、隔壁部６は、反射電極４と直交する方向に等間隔にて複数形成される。隔壁部６は、その上方から蒸着法やスパッタリング法等によって有機層７及び透光性電極８を形成する場合に有機層７及び透光性電極８が段切れを起こす構造を得るものである。

有機層７は、少なくとも発光層を有する複数層からなり反射電極４上に形成される。本実施の形態においては、有機層７は、正孔注入輸送層，第一の発光層，第二の発光層，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、前記各発光画素は混色によって白色を得るものである。

透光性電極８は、ＩＴＯ等の透光性の導電材料からなり、有機層７上に形成されるライン状に複数形成されるものである。透光性電極８の各ラインは反射電極４の各ラインと略直角に交わる（交差する）ように形成される。

また、図２に示すように、積層体３上には応力緩和膜９及び保護膜１０が形成され、さらに基板２上には積層体３を気密的に覆う封止部材１１が設けられる。応力緩和膜９及び保護膜１０と封止部材１１とは、積層体３を水分から保護するために設けられるものである。なお、本実施形態において、有機ＥＬパネル１は、応力緩和膜９及び保護膜１０を設けない構成であってもよい。

応力緩和膜９は、積層体３を覆うように形成され、窒化シリコン，酸化物あるいは炭素等からなり、積層体３の表面の凹凸によって保護膜１０に掛かる応力を緩和するためのものである。保護膜１０は、さらに応力緩和膜９上に形成されるものであり、フッ素系あるいはシリコン系樹脂や、ポリイミド等の合成樹脂が用いられる。

封止部材１１は、例えば平板ガラスをエッチングや切削等の手段によって凹形状に形成してなるものであり、積層体３を気密的に覆うように基板２上に接着剤１１ａを介して配設されるものである。

封止部材１１と基板２とで形成される封止空間内には不活性液体１１ｂが充填されている。なお、封止部材１１には不活性液体１１ｂを充填するための注入孔（図示しない）が設けられており、前記注入孔は不活性液体１１ｂの充填後に塞がれる。また、不活性液体１１ｂには、紫外線吸収性粉粒体１１ｃが添加されている。紫外線吸収性粉粒体１１ｃは、紫外線吸収機能を有する材料、例えばテレフタリジンジカンファスルホン酸，ドロメトリゾールトリシロキサン，ベンジルイリデンマロネートポリシロキサン，ジエチルヘキシルブタミドトリアゾン，メチレン-ビス-ベンゾトリアゾリルテトラメチルブチルフェノール，フェニルジベンズイミダゾール四スルホン酸二ナトリウム，ビス-エチルヘキシルオキシフェノールメトキシフェニルトリアジン，ジエチルアミノヒドロキシベンゾイルヘキシルベンゾエートやメトキシケイヒ酸オクチル等からなる。なお、紫外線吸収性粉粒体１１ｃは、表示光の透過率を損なわないために、透光性であり、紫外線によって変形及び変色しない材料からなることが望ましい。

有機ＥＬパネル１は、基板２と反対方向から表示光が出射されるトップエミッション型の有機ＥＬパネルであり、積層体３を気密的に覆うよう基板２上に配置される封止部材１１と、基板２と封止部材１１とで形成される封止空間内に充填される不活性液体１１ｂと、不活性液体中１１ｂに添加され紫外線吸収機能を有する材料からなる紫外線吸収性粉粒体１１ｃと、を備えるものである。本発明は、不活性液体１１ｂに紫外線吸収性粉粒体１１ｃを添加する方法であるため、別体の紫外線カット層を設ける従来の方法と比べて透過率の低下を招くことなく紫外線による積層体３の劣化を抑制して長寿命化することが可能となる。また、本発明は、紫外線吸収性粉粒体１１ｃが封止空間内で積層体３を囲むように配置されているため、トップエミッション型の有機ＥＬパネルにおいても外部より入射される紫外線から積層体３の劣化を抑制することができる。図３は、有機ＥＬパネル１及び従来の有機ＥＬパネルに対してカーボンアーク試験を行った際の色度変化量と時間の関係を示すものである。なお、従来の有機ＥＬパネルは、紫外線吸収性粉粒体１１ｃを含まない他は有機ＥＬパネル１と同様の構成を有するものである。特性Ｓ１，Ｓ２はそれぞれ有機ＥＬパネル１及び従来の有機ＥＬパネルのＣＩＥ色度座標におけるｘ値の変化量と時間との関係を示し、特性Ｓ３，Ｓ４はそれぞれ有機ＥＬパネル１及び従来の有機ＥＬパネルのＣＩＥ色度座標におけるｙ値の変化量と時間との関係を示す。有機ＥＬパネル１は、従来の有機ＥＬパネルと比較してＣＩＥ色度座標のｘ値及びｙ値の変化量が抑制されており、本発明が十分な効果を発揮することは図３からも明らかである。

次に、図４を用いて本発明の第二の実施形態について説明する。なお、前述の第一の実施形態と同一あるいは相当個所には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

第二の実施形態において、前述の第一の実施形態と異なる点は、封止部材１１と基板２とで形成される封止空間内に紫外線吸収性粉粒体１１ｃが添加された不活性液体１１ｂを充填する方法に代わり、応力緩和膜に紫外線吸収性の材料を用いて積層体３を覆うように紫外線吸収性応力緩和膜１２を形成する点にある。

紫外線吸収性応力緩和膜１２は、紫外線吸収機能を有する材料を層状に形成してなるものである。なお、紫外線吸収性応力緩和膜１２は、表示光の透過率を損なわないために、透光性であり、紫外線によって変形及び変色しない材料からなることが望ましい。

第二の実施形態である有機ＥＬパネル１は、基板２と反対方向から表示光が出射されるトップエミッション型の有機ＥＬパネルであって、積層体３を覆うように形成され紫外線吸収機能を有する材料からなる紫外線吸収性応力緩和膜１２と、紫外線吸収性応力緩和膜１２を覆うように形成される保護膜１０と、を備えるものである。応力緩和膜及び保護膜１０は有機ＥＬパネル１に従来より必要とされる封止構造を構成するものであり、本発明は、その応力緩和膜に紫外線吸収機能を持たせて紫外線吸収性応力緩和膜１２を形成したため、別体の紫外線カット層を設ける従来の方法と比べて透過率の低下を招くことなく紫外線による積層体３の劣化を抑制して長寿命化することが可能となる。また、本発明は、紫外線吸収性応力緩和膜１２が積層体３を囲むように形成されているため、トップエミッション型の有機ＥＬパネルにおいても外部より入射される紫外線から積層体３の劣化を抑制することができる。かかる方法によっても、図３に示す実験結果と同様の効果が得られている。

本発明の第一の実施形態である有機ＥＬパネルを示す概観図。同上の有機ＥＬパネルを示す模式断面図。同上の有機ＥＬパネルと従来の有機ＥＬパネルとを比較した実験結果を示す図。本発明の第二の実施形態である有機ＥＬパネルを示す模式断面図。

符号の説明

１有機ＥＬパネル
２基板
３積層体
４反射電極
５絶縁層
６隔壁部
７有機層
８透光性電極
９応力緩和膜
１０保護膜
１１封止部材
１１ａ接着剤
１１ｂ不活性液体
１１ｃ紫外線吸収性粉粒体
１２紫外線吸収性応力緩和膜

Claims

基板上に一対の電極と前記電極間に挟持され少なくとも発光層を有する有機層とを備える積層体を形成してなり、前記基板と反対方向から表示光を出射する有機ＥＬパネルであって、
前記積層体を気密的に覆うように前記基板上に配置される封止部材と、前記基板と前記封止部材とで形成される封止空間内に充填される不活性液体と、前記不活性液体中に添加され紫外線吸収機能を有する材料からなる紫外線吸収性粉粒体と、を備えてなることを特徴とする有機ＥＬパネル。
前記紫外線吸収性粉粒体は、透光性であり紫外線によって変形及び変色しない材料からなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。
前記積層体を覆うように形成される応力緩和膜と、前記応力緩和膜を覆うように形成される保護膜と、を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬパネル。