JP7028793B2

JP7028793B2 - 有機ｅｌパネル

Info

Publication number: JP7028793B2
Application number: JP2018556604A
Authority: JP
Inventors: 竜平砂山; 一樹加藤; 政彦上塩
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2016-12-14
Filing date: 2017-12-06
Publication date: 2022-03-02
Anticipated expiration: 2037-12-06
Also published as: JPWO2018110378A1; WO2018110378A1

Description

本発明は、有機ＥＬパネルに関する。

従来、有機ＥＬパネルにおいて、任意の発光形状を作りたいという要望がある。かかる要望を達成する手法として、特許文献１には、任意の発光形状以外を遮光する手法が記載されており、特許文献２には、任意の発光形状のみを成膜する手法が記載されている。

特開２０００－４１８０７号公報特開２０１３－１５７４２４号公報

しかし、特許文献１に記載の手法では、遮光のために特別な材料や層を用いる必要がある。また、特許文献２に記載の手法では、製造段階におけるマスク形状によって、発光領域及び非発光領域によって表現可能な図形等に制限が生じてしまう。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、特別な材料や層を用いることなく非発光領域を設定するとともに、発光領域及び非発光領域によって種々の図形等を好適に表現することが可能な有機ＥＬパネルを提供することを課題とする。

前記課題を解決するための本発明は、以下の構成を備える。
１．陽極と陰極との間に設けられた有機層を有する有機ＥＬパネルであって、発光領域と、非発光領域と、を備え、前記有機層を構成する層のうち、電子と正孔との結合によって発光する発光層以外の少なくとも一つにおいて、前記非発光領域の膜厚は、前記発光領域の膜厚よりも大きく、前記有機層を構成する層のうち、前記発光層以外で前記非発光領域の膜厚が前記発光領域の膜厚よりも大きく設定されている層は、前記陽極に隣接して積層された層と前記発光層との間に設けられた層であることを特徴とする有機ＥＬパネル。
２．陽極と陰極との間に設けられた有機層を有する有機ＥＬパネルであって、発光領域と、非発光領域と、を備え、前記有機層を構成する層のうち、電子と正孔との結合によって発光する発光層以外の少なくとも一つにおいて、前記非発光領域の膜厚は、前記発光領域の膜厚よりも大きく、前記有機層を構成する層のうち、前記発光層以外で前記非発光領域の膜厚が前記発光領域の膜厚よりも大きく設定されている層は、前記陰極に隣接して積層された層と前記発光層との間に設けられた層であることを特徴とする有機ＥＬパネル。
３．前記非発光領域は、前記発光領域によって囲まれていることを特徴とする前記１又は２に記載の有機ＥＬパネル。
４．前記非発光領域は、一対の前記発光領域によって挟まれていることを特徴とする前記１又は２に記載の有機ＥＬパネル。
５．前記非発光領域の膜厚は、前記発光領域の膜厚の２倍から１００倍に設定されていることを特徴とする前記１から４のいずれかに記載の有機ＥＬパネル。

本発明によると、特別な材料や層を用いることなく非発光領域を設定するとともに、発光領域及び非発光領域によって種々の図形等を好適に表現することができる。

本発明の第一の実施形態に係る有機ＥＬパネルを示す正面図である。図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。本発明の第二の実施形態に係る有機ＥＬパネルを示す断面図である。本発明の第三の実施形態に係る有機ＥＬパネルを示す正面図である。図４のＶ－Ｖ線断面図である。

本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。なお、以下の図面において、断面図は、各層の積層状態を模式的に示したものであり、各層の膜厚の関係を正確に表したものではない。

＜第一の実施形態＞
第一の実施形態は、有機層のうち、発光層以外であってカソードに隣接して積層された層の膜厚の設定によって発光領域及び非発光領域を実現する実施形態である。図１に示すように、本発明の第一の実施形態に係る有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル１Ａは、正面視で、すなわち、当該パネル１Ａに垂直な方向から見て、発光領域２と、発光領域２によって囲まれる非発光領域３と、を備える。本実施形態において、発光領域２の外縁と非発光領域３の外縁とは、同心円状に設定されている。すなわち、非発光領域３は、円形状を呈し、発光領域２は、非発光領域３を囲む円環形状を呈する。

図２に示すように、有機ＥＬパネル１Ａは、基板１０と、当該基板１０上に順に積層されたアノード２０、有機層３０、カソード４０及び封止膜５０と、を備える。

≪基板≫
基板１０は、アノード２０、有機層３０、カソード４０及び封止膜５０を積層するための支持体である。基板１０は、絶縁性材料によって形成されている透明な薄板状部材である。基板１０としては、ガラス製基板、可撓性を有する樹脂製フィルム等が好適に利用可能である。

≪アノード≫
アノード２０は、基板１０の一面側に積層されている陽極である。アノード２０は、例えば金属製材料、導電性樹脂等を用いて透明に形成されている。

≪有機層≫
有機層３０は、アノード２０に積層されており、アノード２０及びカソード４０間に流れる電流によって発光する層である。有機層３０は、アノード２０側から順に、正孔注入層３１と、正孔輸送層３２と、電子ブロック層３３と、発光層３４と、電子輸送層３５と、電子注入層３６と、を備える。各層３１～３６の有機材料は、当該層３１～３６の機能を発揮可能なものから適宜選択可能である。

≪正孔注入層≫
正孔注入層３１は、アノード２０に積層されており、陽極バッファ層ともいう。正孔注入層３１は、アノード２０及びカソード４０間に印加された電圧によって、アノード２０から注入された正孔を正孔輸送層３２に注入する有機層である。

≪正孔輸送層≫
正孔輸送層３２は、正孔注入層３１に積層されている。正孔輸送層３２は、正孔注入層３１から注入された正孔を電子ブロック層３３を介して発光層３４に輸送する有機層である。

≪電子ブロック層≫
電子ブロック層３３は、正孔輸送層３２に積層されている。電子ブロック層３３は、カソード４０側から発光層３４へ移動した電子がアノード２０側（正孔輸送層３２及び正孔注入層３１）へ移動するのを阻止する有機層である。

≪発光層≫
発光層３４は、電子ブロック層３３に積層されている。発光層３４は、アノード２０側及びカソード４０側からそれぞれ輸送された正孔と電子との結合によって発光する有機層である。

≪電子輸送層≫
電子輸送層３５は、発光層３４に積層されている。電子輸送層３５は、電子注入層３６から注入された電子を発光層３５に輸送する有機層である。

≪電子注入層≫
電子注入層３６は、電子輸送層３５に積層されており、カソードバッファ層ともいう。電子注入層３６は、アノード２０及び及びカソード４０間に印加された電圧によって、カソード２０から注入された電子を電子輸送層３５に注入する有機層である。

≪カソード≫
カソード４０は、有機層３０（詳細には、電子注入層３６）に積層されている電極である。カソード４０は、例えば金属製材料、導電性樹脂等を用いて透明に形成されている。カソード４０は、有機膜３０の膜厚による段差を吸収する形状を呈する。すなわち、カソード４０における封止膜５０が積層される面は、略面一となっている。

≪封止膜≫
封止膜５０は、カソード４０に積層されている保護膜である。封止膜５０は、例えば絶縁性材料によって形成されている。

本実施形態において、発光領域２及び非発光領域３は、カソード４０に隣接して積層された層（すなわち、電子注入層３６）の膜厚の違いによって構成されている。非発光領域３における電子注入層３６の膜厚ａ２は、発光領域２における電子注入層３６の膜厚ａ１よりも大きく設定されている。非発光領域３における電子注入層３６は、かかる膜厚ａ２を有することによって電気抵抗が大きくなって当該層３６の機能を発揮できないように構成されている。そのため、発光層３４のうち、電子注入層３６の膜厚ａ２部分と正面視（図１参照）で重なる領域は、アノード２０及びカソード４０間に電圧が印加されても、発光しない。

非発光領域３における電子注入層３６の膜厚ａ２は、発光領域２における電子注入層３６の膜厚ａ１の２～１００倍に設定されていることが望ましい。非発光領域３における電子注入層３６の膜厚ａ２が発光領域２における電子注入層３６の膜厚ａ１の２倍以上であることによって、非発光領域３の発光を好適に防止することができる。また、非発光領域３における電子注入層３６の膜厚ａ２が発光領域２における電子注入層３６の膜厚ａ１の１００倍以下であることによって、有機ＥＬパネル１Ａの大型化を防止することができる。

かかる電子注入層３６は、以下の手法ａ～ｃのいずれかによって製造可能である。
ａ：１回の電子注入層形成ステップにおいて、電子注入層３６の材料を出射する材料出射部による出射量を制御することによって、発光領域２及び非発光領域３のそれぞれの膜厚ａ１，ａ２を有する電子注入層３６を形成する。
ｂ：１回目の電子注入層形成ステップにおいて、膜厚ａ１の電子注入層を形成し、２回目の電子注入層形成ステップにおいて、マスク等を用いて発光領域２となる領域のみに材料を出射し、発光領域２及び非発光領域３のそれぞれの膜厚ａ１，ａ２を有する電子注入層３６を形成する。
ｃ：１回の電子注入層形成ステップにおいて、膜厚ａ２の電子注入層を形成し、除去ステップにおいて、マスク等を用いて非発光領域３となる領域をエッチングし、発光領域２及び非発光領域３のそれぞれの膜厚ａ１，ａ２を有する電子注入層３６を形成する。

本発明の第一の実施形態に係る有機ＥＬパネル１Ａは、有機層３０を構成する層の一つである電子注入層３６の膜厚によって非発光領域３が設定されているので、特別な材料や層を用いることなく非発光領域３を設定することができる。
また、有機ＥＬパネル１Ａは、製造段階におけるマスク形状の制限がなく、発光領域２及び非発光領域３によって、種々の図形、模様、文字、意匠等を好適に表現することができる。

例えば、特許文献１に記載の手法では、非発光領域が発光領域によって囲まれている図形等を形成する場合には、マスクにおいて非発光領域に対応する部位と発光領域よりも外方に対応する部位とをつなぐ橋梁部が必要となるため、発光領域にも部分的に非発光領域ができてしまう。
これに対し、有機ＥＬパネル１Ａは、非発光領域３が発光領域２によって囲まれている種々の図形、模様、文字、意匠等を好適に表現することができる。

また、有機ＥＬパネル１Ａは、有機層３０のうち最上層である電子注入層３６の膜厚によって非発光領域３が設定されているので、下層である各層３１～３６の積層状態に影響を与えることなく、非発光領域３を好適に設定することができる。

＜第二の実施形態＞
本発明の第二の実施形態に係る有機ＥＬパネルについて、第一の実施形態に係る有機ＥＬパネル１Ａとの相違点を中心に説明する。第二の実施形態は、有機層のうち、発光層以外であってアノードに隣接して積層された層の膜厚の設定によって発光領域及び非発光領域を実現する実施形態である。図３に示すように、本発明の第二の実施形態に係る有機ＥＬパネル１Ｂにおいて、発光領域２及び非発光領域３は、電子注入層３６ではなく、アノード２０に隣接して積層された層（すなわち、正孔注入層３１）の膜厚の違いによって構成されている。

非発光領域３における正孔注入層３１の膜厚ａ４は、発光領域２における正孔注入層３１の膜厚ａ３よりも大きく設定されている。非発光領域３における正孔注入層層３１は、かかる膜厚ａ４を有することによって電気抵抗が大きくなって当該層３１の機能を発揮できないように構成されている。そのため、発光層３４のうち、正孔注入層３１の膜厚ａ４部分と正面視で重なる領域は、アノード２０及びカソード４０間に電圧が印加されても、発光しない。

非発光領域３における正孔注入層３１の膜厚ａ４は、発光領域２における正孔注入層３１の膜厚ａ３の２～１００倍に設定されていることが望ましい。非発光領域３における正孔注入層３１の膜厚ａ４が発光領域２における正孔注入層３１の膜厚ａ３の２倍以上であることによって、非発光領域３の発光を好適に防止することができる。また、非発光領域３における正孔注入層３１の膜厚ａ４が発光領域２における正孔注入層３１の膜厚ａ３の１００倍以下であることによって、有機ＥＬパネル１Ａの大型化を防止することができる。

なお、図３においては、正孔輸送層３２が正孔注入層３１の膜厚の変化を吸収し、正孔輸送層３２の上面が略面一となる態様が示されている。ここで、正孔輸送層３２のうち、発光領域２に対応する部位は、当該層３２の機能を発揮することができる膜厚に設定されている。

本発明の第二の実施形態に係る有機ＥＬパネル１Ｂは、有機層３０を構成する層の一つである正孔注入層３１の膜厚によって非発光領域３が設定されているので、特別な材料や層を用いることなく非発光領域３を設定することができる。
また、有機ＥＬパネル１Ｂは、製造段階におけるマスク形状の制限がなく、発光領域２及び非発光領域３によって、種々の図形、模様、文字、意匠等を好適に表現することができる。

また、有機ＥＬパネル１Ｂは、非発光領域３が発光領域２によって囲まれている種々の図形、模様、文字、意匠等を好適に表現することができる。

＜第三の実施形態＞
本発明の第三の実施形態に係る有機ＥＬパネルについて、第一の実施形態に係る有機ＥＬパネル１Ａとの相違点を中心に説明する。図４及び図５に示すように、本発明の第三の実施形態に係る有機パネル１Ｃは、一対の発光領域２と、一対の発光領域２によって挟まれる非発光領域３と、を備える。本実施形態において、一対の発光領域２及び非発光領域３は、全体として正方形状を呈し、非発光領域３は、当該正方形の左右方向中心に位置する縦長の長方形状を呈し、発光領域２を左右の縦長の長方形に区画している。

有機パネル１Ｃにおいても、第一の実施形態に係る有機パネル１Ａと同様に、非発光領域３における電子注入層３６の膜厚ａ２が、発光領域２における電子注入層３６の膜厚ａ１よりも大きく設定されている。

本発明の第三の実施形態に係る有機ＥＬパネル１Ｃは、非発光領域３が一対の発光領域２によって挟まれている、換言すると、発光領域２が複数に分割されている種々の図形、模様、文字、意匠等を好適に表現することができる。

＜変形例＞
本発明の有機ＥＬパネルは、前記した発光領域２及び非発光領域３に代えて、高輝度領域２及び低輝度領域３を備える構成であってもよい。この場合にも、低輝度領域３の膜厚は、高輝度領域２の膜厚の２～１００倍、又は、この範囲内においてさらに狭い範囲に設定されていることが望ましい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態及び変形例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、有機ＥＬパネルは、有機層における発光層以外の層（前記した電子注入層３６及び正孔注入層３１に加え、正孔輸送層３２、電子ブロック層３３及び電子輸送層３５の少なくとも一つ、又は、正孔ブロック層等といった他の層）の膜厚を部分的に大きくすることによって非発光領域を設定することができる。また、有機ＥＬパネルの大きさは、その表示対象、目的等によって適宜設定可能である。

また、有機ＥＬパネルにおける有機層の構成は、前記したものに限定されない。例えば、以下に示す例のうち、陽極（アノード）及び陰極（カソード）間の各層を有機層として採用したり、それ以外の積層構造を採用したりすることが可能である。以下の積層構造においても、有機層のうち発光層以外の層の膜厚を適宜設定することによって、発光領域及び非発光領域を好適に設定することができる。
（１）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（２）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極
（３）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（４）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／（電子阻止層／）発光層／（正孔阻止層／）電子輸送層／電子注入層／陰極
（７）陽極／電子阻止層／発光層／電子輸送（注入）層／陰極

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ有機ＥＬパネル
２発光領域（高輝度領域、発光又は高輝度領域）
３非発光領域（低輝度領域、非発光又は低輝度領域）
２０アソード
３０有機層
３１正孔注入層（アノードに隣接して積層された層）
３６電子注入層（カソードに隣接して積層された層）
４０カソード

Claims

陽極と陰極との間に設けられた有機層を有する有機ＥＬパネルであって、
発光領域と、非発光領域と、を備え、
前記有機層を構成する層のうち、電子と正孔との結合によって発光する発光層以外の少なくとも一つにおいて、前記非発光領域の膜厚は、前記発光領域の膜厚よりも大きく、
前記有機層を構成する層のうち、前記発光層以外で前記非発光領域の膜厚が前記発光領域の膜厚よりも大きく設定されている層は、前記陽極に隣接して積層された層と前記発光層との間に設けられた層である
ことを特徴とする有機ＥＬパネル。
陽極と陰極との間に設けられた有機層を有する有機ＥＬパネルであって、
発光領域と、非発光領域と、を備え、
前記有機層を構成する層のうち、電子と正孔との結合によって発光する発光層以外の少なくとも一つにおいて、前記非発光領域の膜厚は、前記発光領域の膜厚よりも大きく、
前記有機層を構成する層のうち、前記発光層以外で前記非発光領域の膜厚が前記発光領域の膜厚よりも大きく設定されている層は、前記陰極に隣接して積層された層と前記発光層との間に設けられた層である
ことを特徴とする有機ＥＬパネル。
前記非発光領域は、前記発光領域によって囲まれている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
前記非発光領域は、一対の前記発光領域によって挟まれている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬパネル。
前記非発光領域の膜厚は、前記発光領域の膜厚の２倍から１００倍に設定されている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の有機ＥＬパネル。