WO2004021746A1 - 有機el素子 - Google Patents

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WO2004021746A1
WO2004021746A1 PCT/JP2003/010299 JP0310299W WO2004021746A1 WO 2004021746 A1 WO2004021746 A1 WO 2004021746A1 JP 0310299 W JP0310299 W JP 0310299W WO 2004021746 A1 WO2004021746 A1 WO 2004021746A1
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organic
leak prevention
prevention layer
layer
resistance
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PCT/JP2003/010299
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Kenichi Nagayama
Satoshi Miyaguchi
Masahiro Shiratori
Original Assignee
Pioneer Corporation
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Publication date
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Priority to US10/525,822 priority patent/US20060033427A1/en
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    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight

Definitions

  • the present invention relates to an organic electroluminescent device.
  • an organic EL (Electroluminecsence) element having a structure in which an organic functional layer is sandwiched between an anode and a cathode is known! /
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a conventional organic EL device 100.
  • the organic EL element 1Q0 was formed on a substrate 110, an anode 120 formed on the substrate 110, an organic functional layer 140 composed of a plurality of layers laminated on the anode 120, and an organic functional layer 140.
  • a cathode 130 is provided.
  • the organic functional layer 140 is an organic layer having at least a light emitting layer.
  • the organic functional layer 140 has a hole injection layer 141, a hole transport layer 142, a light emitting layer 143, and an electron injection layer 144, and each layer is sequentially stacked on the anode 120. Let's do it.
  • the light-emitting layer 143 holes and electrons recombine to form excitons.
  • excitons fall to the lower energy order, and some emit the difference energy between the lower energy order and the excited state as light.
  • the light emitted in the light emitting layer 143 is directed to the substrate 110 side or the cathode 130 side. Out to the side.
  • the organic EL element 100 functions as a light emitting element.
  • the resistance of the defect becomes lower than that of other parts, and the current flows to the defect. (Electrons or holes) are concentrated.
  • the increase in Joule heat and the increase in electric field strength due to the concentration of the current may cause a dielectric breakdown at a defective portion and eventually cause a short circuit between the anode and the cathode.
  • the organic EL element 200 is formed by forming an anode 220 on a substrate 210, forming an organic functional layer 230 and an organic functional layer 240, and then forming a cathode 250.
  • a pinhole 245 which is a defect is formed in the organic functional layer 240 during the film formation process, and the inside of the pinhole 245 is filled with the cathode 250.
  • the above-mentioned defects are likely to occur particularly when the organic functional layer is formed by a vapor deposition method.
  • the vapor deposition method has poor step coverage (coatability of a step), and thus a film defect is easily caused by a scratch on a substrate or a foreign matter on the substrate.
  • the problem to be solved by the present invention is that the anode and the cathode are damaged by insulation blasting.
  • One example is the problem that the poles are short-circuited.
  • An organic EL device includes an anode, a cathode, and an organic EL layer that is sandwiched between the anode and the cathode and emits light. It is an organic EL element having at least.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an organic EL device.
  • 2A and 2B are diagrams showing problems of the organic EL device.
  • FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the organic EL device according to the present invention.
  • 4A and 4B are schematic diagrams for explaining the function of the leak prevention layer.
  • FIGS. 5A and 5B are diagrams showing the temperature change of the resistance value of the leak prevention layer.
  • 6A and 6B are views showing a post-treatment for improving the step coverage of the leak prevention layer formed by the vapor deposition method.
  • FIG. 7 is a view showing a modification of the embodiment of the organic EL device according to the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing another modification of the embodiment of the organic EL device according to the present invention.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the specific resistance of the poly-phosphorus film.
  • FIG. 10 is a diagram showing a reverse voltage characteristic of the organic EL element.
  • the organic EL device includes an organic EL layer that emits light and is sandwiched between an anode and a cathode.
  • This organic EL layer has at least a leak prevention layer whose resistance increases with increasing temperature.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an organic EL device 10 as an example of the present invention.
  • the organic EL element 10 is formed on a substrate 11, an anode 12 formed on the substrate 11, an organic functional layer 14 composed of a plurality of layers laminated on the anode 12, and an organic functional layer 14. And a cathode 13.
  • the organic functional layer 14 has a hole injection layer 15, a hole transport layer 16, a light emitting layer 17, and an electron injection layer 18, which are sequentially stacked from the anode 13 side.
  • the hole injection layer 15 injects holes into the light emitting layer 17 through the hole transport layer 16 by applying a voltage.
  • the electron injection layer 18 injects electrons into the light emitting layer 17 by applying a voltage.
  • holes and electrons recombine to form excitons. In a very short time, excitons fall to the lower energy order, and some emit light as the energy difference between the lower energy order and the excited state.
  • the light emitted in the light emitting layer 17 is emitted from the substrate 11 side or the cathode 13 side. Thereby, the organic EL element 10 functions as a light emitting element.
  • the hole injection layer 15 functions as a hole injection layer that injects holes into the light emitting layer 17 via the hole transport layer 16 in a normal use temperature range.
  • the hole injection layer 15 functions as a leak prevention layer for suppressing house current in a temperature range higher than the normal use temperature.
  • the hole transport layer 15 has a material strength that increases in specific resistance at least in a high temperature region exceeding the maximum use temperature (maximum operating temperature or maximum storage temperature) of the product and causes high resistance. Therefore, the hole injection layer 15 has high resistance due to generation of Joule heat due to current concentration caused by defects. This suppresses the current and prevents damage to the device such as dielectric breakdown.
  • FIGS. 4A and 4B are schematic diagrams for explaining the function of the leak prevention layer.
  • the organic functional layer consists of only two layers, a leak prevention layer and other layers. It will be described as having been performed.
  • the organic EL element 20 is formed by forming an anode 22 on a substrate 21, forming a leak prevention layer 23 and an organic functional layer 24, and then forming a cathode 25.
  • the leak prevention layer 23 is made of a material whose specific resistance increases and increases its resistance at least in a high temperature region exceeding the maximum use temperature (maximum operating temperature or maximum storage temperature) of the product.
  • there is a pinhole 24a which is a defect formed in the organic functional layer 24 during the film formation process, and the pinhole 24a is filled with the cathode 25. .
  • the hole injection layer 15 is configured as a leak prevention layer, but the leak prevention layer can be provided at any position of the organic functional layer.
  • the leak prevention layer functions as a part of the organic EL element such as injection and transport of carriers (electrons or holes) during normal operation that does not only prevent current concentration. Therefore, in order to increase the device efficiency of the entire organic EL device, it is necessary that the ionization potential, the carrier mobility, and the like be appropriately set according to the location where the device is arranged.
  • the leak prevention layer provided on the side closer to the cathode than the light emitting layer needs to have high electron transportability, and is provided on the side closer to the cathode than the light emitting layer. It is necessary that the leak preventing layer has a high hole transporting property.
  • the layers other than the anti-work layer are made of a low molecular material, and the anti-leak layer is made by a wet film forming method such as a spin coating method or a printing method, or a film forming method that causes a large damage to a substrate such as a sputtering method.
  • a wet film forming method such as a spin coating method or a printing method
  • a film forming method that causes a large damage to a substrate such as a sputtering method.
  • low molecular organic materials have low solvent resistance or heat resistance. Therefore, if an organic functional layer other than the leak prevention layer composed of a low molecular weight organic material is formed, and then the leak prevention layer is formed by the above method or the like, the organic functional layer other than the leak layer is damaged. May be given.
  • an organic EL device in which an anode is arranged on a substrate, it is preferable to form a hole transporting leak prevention layer directly above the anode. Further, in the case of an organic EL device having a cathode disposed on a substrate, it is preferable to form an electron-transporting leakage prevention layer directly above the cathode.
  • the resistance of the leak prevention layer is preferably increased at a temperature of 120 ° C. or higher.
  • the operating temperature range of organic EL is up to about 100 ° C. Therefore, by increasing the resistance at a higher temperature, it is possible to suppress damage to the element due to current concentration.
  • the resistance of the leak prevention layer is more preferably increased at a temperature of 200 ° C. or higher. Even when the operating temperature range of the organic EL element is about S100 ° C, the organic EL element in use is generated by the Joule heat generated by the current flowing through the organic EL element and the heat generated by the drive circuit and other parts other than the organic EL element. The temperature of the EL element is 120 to 200 ° C. Therefore, in order not to hinder the driving of the organic EL element during normal operation, it is better not to increase the resistance below 200 ° C.
  • the resistance of the leak prevention layer is preferably increased at a temperature of 400 ° C. or lower, and more preferably at a temperature of 300 ° C. or lower.
  • Anode-cathode between conventional organic EL devices When the short-circuited part was observed, it was observed that the Al used for the cathode was dissolved, so the temperature of the defective part was locally and temporarily increased to the melting point of A1 (about 660 ° C) or higher. It seems to be something. In general, in a high temperature range exceeding 500 ° C, the leak prevention layer itself is consumed and the weight is drastically reduced, so that the ability to prevent a short circuit is lost. Therefore, it is not preferable that the resistance increase of the leak prevention layer occurs at a high temperature at which the short prevention is not useful. Generally, it is effective to generate the temperature in the temperature range of about 300 to 400 ° C.
  • the resistance of the leak prevention layer is increased at a temperature of 120 to 400 ° C., and it is more preferable that the resistance is increased at a temperature of 200 to 300 ° C.
  • FIG. 5A and 5B are diagrams showing a change in resistance value of the leak prevention layer with temperature.
  • the rate of change of the resistance value of the leak prevention layer is steep near the resistance increasing temperature. If the change near the high resistance temperature (high resistance region) is gentle as shown in Fig. 5A, the relaxation of the current in the defective part progresses slowly, and the influence of Joule heat spreads widely around the defective part. Get out.
  • the leak prevention layer acts like a fuse at the defect, and when the resistance of the leak prevention layer is increased, the resistance value changes sharply near the high resistance temperature, as shown in Figure 5B. I hope that.
  • increasing the resistance of the leak prevention layer means that the resistance value of the leak prevention layer is significantly increased to a level that does not cause a short circuit between the electrodes due to Joule heat due to current concentration. If the defect becomes hot due to current concentration, the resistance of the leak prevention layer must be at least equal to the resistance of the organic function of the normal part to reduce the current concentration . That is, the resistance between the anode and the cathode under normal conditions must be equal to or higher than that. That is, (Resistance value of leak prevention layer at high resistance) ⁇ (Resistance value of organic functional layer at normal temperature).
  • the extent to which the resistance value of the leak prevention layer should change in the process from normal temperature to high resistance depends on the element structure, and cannot be determined unconditionally. It is preferable that the temperature rises or becomes an insulator when the resistance is increased (specific resistance becomes 10 U Q'cm or more).
  • the leak prevention layer prevents the organic EL element from being destroyed due to a defect formed unintentionally in a layer constituting another organic functional layer. Therefore, it is preferable that the leak prevention layer has no defect in the leak prevention layer itself. However, if there is a concavo-convex portion due to a scratch or a foreign substance on the substrate, a common defect is likely to occur in each of the layers constituting the organic functional layer, so that a defect may also occur in the leak prevention layer itself. If the leak prevention layer itself has many defects, short circuit cannot be prevented even if the resistance is increased by Joule heat.
  • the leak prevention layer has a good step force variation and a small number of pinholes as compared with other organic functional layers.
  • the leak prevention layer is formed by a wet film forming method such as a spin coating method or a printing method, or by a gas phase film forming method such as a CVD method. It is preferable to do so.
  • the film is formed by a film formation method having a strong directionality and a poor step coverage, such as a vapor deposition method, it is preferable to form a film having a good step coverage by post-processing.
  • the spin coating method refers to a method in which a fluid material is dropped on a rotated lamination surface and is uniformly applied to the lamination surface by centrifugal force.
  • the printing method refers to a method such as flexographic printing.
  • CVD chemical vapor deposition
  • a gas of a reactive molecule or a mixed gas of the reactive molecule and an inert carrier is allowed to flow on a heated substrate to perform hydrolysis, self-decomposition, photolysis, oxidation-reduction, substitution, etc.
  • This refers to a method of depositing a reaction product on a substrate.
  • the vapor deposition method is a method in which a small piece of metal or nonmetal is heated and evaporated in a high vacuum and pseudo-deposited as a thin film on a base surface of glass, a crystal plate, cleaved crystal, or the like.
  • FIG. 6A and 6B are views showing an example of a post-processing method for improving the step coverage of a leak prevention layer formed by an evaporation method or the like.
  • a film formation method with poor step coverage such as a vapor deposition method
  • a leak prevention layer is formed on the upper surface of the protrusion and the bottom surface of the dent, but on the side surface of the protrusion and the dent. It is difficult to form a leak prevention layer. Therefore, the layer on the lower surface of the leak prevention layer is exposed, and the lower surface is difficult to be completely covered with the leak prevention layer.
  • the leak prevention layer melts and moves to cover the exposed lower layer.
  • the surface of the leak prevention layer can be smoothed, pinholes and the like can be removed, and the step coverage can be improved.
  • the leak prevention layer when the leak prevention layer is thick, the number of pinholes is reduced and the step coverage is improved, so that a film having few defects can be obtained.
  • the resistance of the leak prevention layer in the thickness direction is proportional to the product of the specific resistance and the film thickness of the leak prevention layer. It is preferred to be larger.
  • the leak prevention layer is formed in a solid shape common to adjacent pixels.
  • the resistance (sheet resistance) of the leak prevention layer in the direction horizontal to the substrate becomes small, and there is a possibility that adjacent pixels may be electrically shortened.
  • the sheet resistance of the leak prevention layer is proportional to (specific resistance Z film thickness).
  • the leak prevention layer when the leak prevention layer is thin, the resistance of the leak prevention layer in the thickness direction decreases, and the drive voltage of the element decreases in a normal portion.
  • the leak prevention layer when the leak prevention layer is thin, the number of pinholes increases and the step coverage deteriorates, resulting in a film having many defects.
  • the resistance of the leak prevention layer in the thickness direction is reduced, the effect of high resistance at high temperature at the defective portion may be reduced.
  • the lower limit of the thickness of the leak prevention layer is that the resistance in the thickness direction of the leak prevention layer after the resistance is increased at a high temperature is equal to the thickness of the organic functional layer in the normal portion (other than the leak prevention layer). It is preferable that the resistance is set to be larger than the resistance in the direction. Further, it is preferable that the thickness is such that no defect occurs in the film. As a range satisfying this condition, the thickness of the leak prevention layer is preferably, for example, about 100 A.
  • the leak prevention layer when the leak prevention layer is formed in a solid pattern in common between adjacent pixels, it is preferable that adjacent pixels are short-circuited and crosstalk does not occur.
  • the range that satisfies this condition is a force that also depends on the size of the gap between adjacent pixels.
  • the sheet resistance of the leak prevention layer is l Ovm 'cm) or more, and more preferably 10 ( ⁇ ). ⁇ ⁇ ) or more.
  • a polymer material whose conductivity is increased by doping with an acid.
  • conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and polyfuran can be used. These polymers are doped with acids to increase conductivity. When these polymers are heated to a high temperature, the doped acid is undoped and the resistance value increases, resulting in a decrease in conductivity. I do. These materials can generally form a film by spin coating or printing.
  • an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or acetic acid, formic acid, or oxalic acid can be used.
  • an organic semiconductor whose resistance is increased by thermal decomposition as a material of the leak layer.
  • an organic semiconductor such as a TCNQ (7'7'8'8-tetracyanoquinodimethane) complex can be used.
  • TCNQ 7'7'8'8-tetracyanoquinodimethane
  • these materials can form a film by an evaporation method. After the film is formed by vapor deposition, by applying a heat treatment as described above, defects such as pinholes can be reduced, and the step coverage can be improved.
  • the organic EL device shown in FIG. 7 has an organic function in which a cathode 32 is formed on a substrate 31 and an electron injection layer 35, a light emitting layer 36, a hole transport layer 37, and a hole injection layer 38 are sequentially stacked thereon. Layer 34 is formed and anode 33 is formed on hole injection layer 38.
  • the electron injection layer 35 functions as an electron injection layer that injects electrons into the light emitting layer 36 in a normal operating temperature range, and also functions as a leak prevention layer that suppresses overcurrent.
  • the electron injection layer 35 is made of a material whose specific resistance increases at least in a high temperature region exceeding the maximum use temperature (maximum operating temperature or maximum storage temperature) of the product and increases the resistance. Subordinate The electron injection layer 35 has high resistance due to generation of Joule heat due to current concentration caused by defects. As a result, the current is suppressed, and damage to the element such as dielectric breakdown is prevented.
  • FIG. 8 is a view showing another modification of the embodiment of the organic EL device according to the present invention.
  • 8 has a cathode 42 formed on a substrate 41, and has an electron injection layer 45, a light-emitting layer 46, a hole transport layer 47, and a hole injection layer 48 sequentially stacked thereon.
  • the organic functional layer 44 is formed, and the anode 43 is formed on the hole injection layer 48.
  • the electron injection layer 45 functions as an electron injection layer for injecting electrons into the light emitting layer 46 in a normal use temperature range, and also functions as a leak prevention layer for suppressing overcurrent.
  • the hole injection layer 48 functions as a hole injection layer for injecting electrons into the light emitting layer 46 in a normal use temperature range, and also functions as a leak prevention layer for suppressing overcurrent.
  • the electron injecting layer 45 and the hole injecting layer 48 are made of a material whose specific resistance increases and increases its resistance at least in a high temperature range exceeding the maximum use temperature (maximum operating temperature or maximum storage temperature) of the product. I have.
  • the electron injection layer 45 and the hole injection layer 48 have high resistance due to generation of Joule heat due to current concentration caused by defects. This suppresses the current and prevents damage to the element such as insulation rupture. In this way, two or more leak prevention layers are provided in the organic function.
  • Example 1 an organic device was prepared based on the following procedure.
  • ITO was deposited on a glass substrate by a 1500 A sputtering method.
  • photoresist AZ611 2 (Tokyo Ohka Kogyo) was patterned on the ITO film.
  • the substrate was immersed in a mixed solution of an aqueous solution of ferric chloride and hydrochloric acid, and the portions of the ITO not covered with the resist were etched. Thereafter, the glass substrate was immersed in acetone to remove the resist, thereby obtaining a predetermined ITO electrode pattern.
  • a coating solution of a polyaniline derivative doped with an acid dissolved in an organic solvent was spin-coated on the glass substrate of (1). After wiping and removing the coating solution attached to the terminal portions other than the display portion of the substrate, the substrate was heated on a hot plate to evaporate the solvent, thereby obtaining a 450A polyurine film (leakage prevention layer).
  • NPABP NPABP was formed at 250 A and Alq3 was formed at 600 A by an evaporation method as an organic functional layer other than the leak prevention layer. Further, an Al—Li alloy was formed by a ⁇ evaporation method as a cathode to complete an organic EL device. The size of the organic EL device determined by the intersection of the anode and the cathode was 2 mm ⁇ 2 mm.
  • Example 1 As Comparative Example 1, exactly the same as Example 1 except that (2) of Example 1 was not performed (that is, the leak prevention layer was not formed), and the thickness of NPABP was set to 700 A in (3). Thus, the organic EL device was completed.
  • the organic EL element of Example 1 and the organic EL element of Comparative Example 1 had the same total film thickness.
  • a polyaniline film was formed on a glass substrate in exactly the same manner as in Example 1 (2) to form a sample.
  • the sample was heated on a hot plate for 5 minutes at various temperatures. Heated for the sample, the sheet resistance was measured by the two-terminal method, and the film thickness was measured by the stylus-type film thickness meter Dektak, and the force resistivity was obtained as a result of each measurement.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the specific resistance of the poly-phosphorus film.
  • the resistance value of the polyaniline derivative film increased about 100 times between 250 and 300 ° C. This is thought to be due to the fact that the doped acid was undoped by heat and the resistance was rapidly increased.
  • This polyaniline film showed a sharp and significant increase in resistance in the temperature range of 250 to 300 ° C., and was found to be suitable as a leak prevention layer.
  • Reverse voltages (minus to the anode and positive to the cathode) were applied to the devices prepared in Example 1 and Comparative Example, respectively, and the current flowing through the devices was measured. The measurement was performed twice for each sample.
  • Figure 10 shows the measurement results.
  • Example 1 showed an increase in current around 3 V and 5 V in the first measurement, which was thought to be caused by a short circuit between the anode and the cathode, but immediately returned to the normal current value. This is probably because a large amount of current temporarily flowed into the defect, but the current concentration was reduced by the effect of the leakage prevention layer. In the second measurement, the current did not increase, and the current value was small and smooth characteristics were obtained. This is probably because the main defect was repaired by the leak prevention layer when the voltage was applied for the first time.
  • Example 2 An organic EL display panel was created by the following procedure.
  • ITO was deposited on a glass substrate by a 1500A sputtering method.
  • a photoresist AZ611 2 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo) was patterned on the ITO film.
  • This substrate was immersed in a mixed solution of ferric chloride aqueous solution and hydrochloric acid, and the portion of the ITO not covered with the resist was etched. Thereafter, the glass substrate was immersed in acetone to remove the resist, thereby obtaining an electrode pattern on a stripe consisting of 256 lines.
  • a coating solution of a polyaniline derivative dissolved in an organic solvent and doped with an acid was spin-coated on the glass substrate of (1). After wiping off and removing the coating solution adhering to the terminal portions other than the display portion of the substrate, the substrate was heated on a hot plate to evaporate the solvent to obtain a 450A polyaniline film (leakage prevention layer).
  • NPABP NPABP was formed as an organic functional layer other than the leak prevention layer by 250 A and A1 q3 by a 600 A vapor deposition method.
  • an Al_Li alloy was formed by a 1000 A vapor deposition method using a mask composed of 64 stripe patterns as a cathode. The size of one dot determined by the intersection of the anode and cathode is 0.3 mm x 0.3 mm, and the number of dots is 256 x 64 dots.
  • a sealing plate having a desiccant fixed in the recessed portion was adhered to the substrate of (3) with an adhesive, to produce a passively driven organic EL panel.
  • Comparative Example 2 As Comparative Example 2, the same procedure as in Example 1 was repeated except that (2) of Example 2 was not performed (that is, no leak prevention layer was formed), and the thickness of NPABP was changed to 700 A in ( 3 ). Completed an organic EL panel with X 64 dots. The organic EL device of Example 1 and the organic EL device of Comparative Example 1 had the same total film thickness.
  • Example 2 The panels prepared in Example 2 and Comparative Example 2 were connected to a predetermined drive circuit and lit continuously for 500 hours in an atmosphere of 85 ° C., and then the cathode and the anode were short-circuited and failed. The number of dots was checked. The results are shown below.
  • the panel of Example 2 having the leak prevention layer had less defects due to short-circuit than the panel of Comparative Example 2 having no leak prevention layer.
  • the organic EL device includes an anode, a cathode, and an organic EL layer that emits light and is sandwiched between the anode and the cathode. It has at least a leak prevention layer whose resistance increases as the temperature rises. Therefore, even if an overcurrent occurs due to a defect in the organic functional layer, the resistance of the leak prevention layer increases due to the heat generated by the overcurrent and suppresses the current, thereby preventing element destruction due to a defect in the organic EL element. Can be prevented.
  • the leak prevention layer is configured so that the step college is equal to or greater than that of the other layers, the leak prevention layer can cover the defective portion of the organic functional layer, and the effect of the present invention can be further enhanced. It becomes.

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Abstract

有機ＥＬ素子において、絶縁破壊により陽極及び陰極がショートしてしまうのを防止するため、陽極と陰極との間に挟持され光を発する有機ＥＬ層中に、温度上昇に伴い高抵抗化するリーク防止層を備えた。

Description

有機 EL素子 技術分野
本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス素子に関する。
背景技術
光発光型の薄膜素子の一つとして、有機機能層を陽極と陰極で挟持した構造を有 する有機 EL (Electroluminecsence )素子が知られて！/、る。
図 1は、従来の有機 EL素子 100の一例を示す断面図である。有機 EL素子 1Q0は、 基板 110と、基板 110上に形成された陽極 120と、陽極 120上に積層された複数の層 力 構成される有機機能層 140と、有機機能層 140上に形成された陰極 130とを備え ている。
有機機能層 140は、少なくとも発光層を有する有機物層である。図 1において、有機 機能層 140は、正孔注入層 141、正孔輸送層 142、発光層 143、及ぴ、電子注入層 1 44を有しており、各層は陽極 120上に順に積層されてレ、る。
陽極 120と陰極 130との間に電圧を印加すると、陽極 120又は正孔注入層 141から 正孔輸送層 142を介してホール力 S、また同時に、陰極 130又は電子注入層 144から 電子が、それぞれ発光層 143に注入される。発光層 143内で、ホールと電子は再結 合し、励起子を形成する。励起子は、非常に短時間の間に、下位のエネルギー順位 に落ちるとともに、その一部は下位のエネルギー順位と励起状態の差分エネルギーを 光として放出する。この発光層 143内で放出された光は、基板 110側または陰極 130 側に出射する。これにより、有機 EL素子 100は、発光素子として機能する。
し力 ながら、従来の有機 EL素子の一部にピンホールや部分的に膜厚が薄い等の 欠陥箇所があった場合、他の部分に比べ欠陥箇所の抵抗が低くなり、欠陥箇所に電 流（電子又はホール)が集中する。この電流の集中によるジュール熱の増大及び電界 強度の増加は、欠陥か所を絶縁破壊し、最終的に陽極と陰極間がショートしてしまうと レ、う問題がある。
図 2A及ぴ 2Bは、この欠陥による絶縁破壊を説明する図である。この有機 EL素子 2 00は、基板 210の上に陽極 220を形成し、有機機能層 230、有機機能層 240を成膜 した後、陰極 250を形成することにより作成されている。図 2Aの有機 EL素子 200では、 成膜過程において有機機能層 240内に欠陥であるピンホール 245が形成されており、 ピンホーノレ 245内は、陰極 250で埋められている。
このような欠陥を有する有機 EL素子 200に電圧を印加すると、ピンホール 245の直 下に位置する有機機能層 230中の一部分 235に電流が集中し、大きな電界が発生す る。この状態が継続すると、図 2Bに示すように、有機機能層 220中の一部分 235に絶 縁破壊が生じ、陽極 220及び陰極 250がショートしてしまレヽ、有機 EL素子 200が発光 素子として機能しなくなる。ディスプレーパネル等に、このような欠陥を有する有機 EL 素子を用いると、ディスプレーパネルの表示品質が著しく損なわれてしまレ、、製品とし ての価値が低下してしまう。
上記欠陥は、特に有機機能層を蒸着法で成膜した場合に発生しやすい。一般に、 蒸着法は、ステップカバレッジ (段差の被膜性)が悪いので、基板の傷や、基板上の異 物により容易に膜の欠陥が生じやすい。
本発明が解決しょうとする課題としては、上述したように、絶縁破壌により陽極及ぴ陰 極がショートしてしまうという問題が一例として挙げられる。
発明の開示
本発明の 1特徴による有機 EL素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間 に挟持され、光を発する有機 EL層とを備え温度上昇に伴い高抵抗化するリーク防止 層を少なくとも有する有機 EL素子である。
図面の簡単な説明
図 1は、有機 EL素子の一例を示す図である。
図 2A及び図 2Bは、有機 EL素子の問題点を示す図である。
図 3は、本発明による有機 EL素子の実施例を示す図である。
図 4A及ぴ 4Bは、リーク防止層の作用を説明するための模式図である。
図 5A及び 5Bは、リーク防止層の抵抗値の温度変化を表す図である
図 6A及び 6Bは、蒸着法で形成されたリーク防止層のステップカバレッジを改善する ための後処理を示す図である。
図 7は、本発明による有機 EL素子の実施例の一変形例を示す図である。
図 8は、本発明による有機 EL素子の実施例の他の変形例を示す図である。
図 9は、ポリア-リン膜における加熱温度と比抵抗の関係を示すグラフである。
図 10は、有機 EL素子の逆電圧特性を示す図である。
発明を実施するための形態
以下、本発明による有機 EL素子の実施例につ！/、て詳細に説明する。
本発明による有機 EL素子は、陽極と陰極との間に挟持され、光を発する有機 EL層 を備えている。この有機 EL層は、温度上昇に伴い高抵抗化するリーク防止層を少なく とも有している。以下、添付図面を参照しながら、本実施例の有機 EL素子について、 図面を参照しながら詳細に説明する。
図 3は、本発明の実施例としての有機 EL素子 10を示す断面図である。有機 EL素子 10は、基板 11と、基板 11上に形成された陽極 12と、陽極 12上に積層された複数の 層から構成される有機機能層 14と、有機機能層 14上に形成された陰極 13とを備えて いる。
有機機能層 14は、陽極 13側から順に積層された正孔注入層 15、正孔輸送層 16、 発光層 17、及ぴ、電子注入層 18を有している。正孔注入層 15は、電圧の印加により、 正孔輸送層 16を介してホールを発光層 17に注入する。電子注入層 18は、電圧の印 加により、電子を発光層 17に注入する。発光層 17内で、ホールと電子は再結合し、励 起子を形成する。励起子は非常に短時間の間に、下位のエネルギー順位に落ちると ともに、その一部は下位のエネルギー順位と励起状態との差分エネルギーを光として 放出する。この発光層 17内で放出された光は、基板 11側または陰極 13側より出射す る。これにより、有機 EL素子 10は、発光素子として機能する。
正孔注入層 15は、通常使用温度領域では、正孔輸送層 16を介してホールを発光 層 17に注入する正孔注入層として機能する。一方、正孔注入層 15は、通常使用温度 より高い温度領域では、家電流を抑制するリーク防止層として機能する。正孔輸送層 1 5は、少なくとも製品の最高使用温度 (最高動作温度又は最高保存温度)を超える高 温域で比抵抗が上昇し、高抵抗ィ匕する材料力 構成されている。従って、正孔注入層 15は、欠陥に起因する電流集中によりジュール熱の発生により高抵抗化する。これに より、電流が抑制され、絶縁破壊等の素子の損傷を防ぐ。
図 4A及び 4Bは、リーク防止層の作用を説明するための模式図である。ここでは、説 明の簡略化のため、有機機能層は、リーク防止層とその他の層の 2層のみから構成さ れているとして説明する。
図 4Aにおいて、有機 EL素子 20は、基板 21の上に陽極 22を形成し、リーク防止層 23、有機機能層 24を成膜した後、陰極 25を形成することにより作成されている。ここ で、リーク防止層 23は、少なくとも製品の最高使用温度 (最高動作温度又は最高保存 温度）を超える高温域で比抵抗が上昇し、高抵抗化する材料から構成されている。ま た、この EL素子 20では、成膜過程において有機機能層 24内に形成された欠陥であ るピンホール 24aが存在しており、ピンホール 24a内は、陰極 25で埋められてレ、る。 このような欠陥を有する有機 EL素子 20に電圧を印加すると、ピンホール 24aの直下 に位置するリーク防止層 23中の一部分 23aに電流が集中し、大きな電界が発生する。 この電流集中は大きなジュール熱を発生させ、リーク防止層 23の温度を最高使用温 度以上に上昇させる。この温度上昇は、図 4Bに示すように、リーク防止層 23の比抵抗 を上昇させ、リーク防止層 23を高抵抗化する。よって、リーク防止層 23を流れる電流 は減少し、リーク防止層の発熱及び電界は緩和される（熱修復）。このように、有機機 能層の一層に、リーク防止層として機能する層を設けることにより、有機機能層中のあ る一力所への電流の集中を防ぎ、有機 EL素子 20の破壊が防止される。
図 3では、正孔注入層 15をリーク防止層として構成したが、リーク防止層は、有機機 能層の任意の位置に設けることが可能である。先述の通り、リーク防止層は、電流集 中を防ぐだけでなぐ通常動作時にはキャリア（電子又はホール）の注入、輸送等、有 機 EL素子の一部として機能する。従って、有機 EL素子全体の素子効率を高めるため には、配置された場所に応じてイオンィ匕ポテンシャル、キャリア移動度等が適切に設 定されている必要がある。例えば、発光層よりも陰極に近い側に設けられたリーク防止 層は、高い電子輸送性を有している必要があり、発光層よりも陰極に近い側に設けら れたリーク防止層は、高い正孔輸送性を有してレ、る必要がある。
ーク防止層以外の層を低分子材料で作成し、且つ、リーク防止層をスピンコート法 や印刷法等の湿式成膜法、若しくは、スパッタ法等基板に対するダメージが大きい成 膜法で作成する場合には、一番最初にリーク防止層を成膜するのが好ましい。一般に、 低分子の有機材料.は、耐溶剤性または耐熱性が低い。従って、低分子の有機材料を 素材として構成されるリーク防止層以外の有機機能層を成膜し、その後、上記方法等 でリーク防止層を成膜すると、リーク層以外の有機機能層にダメージを与えてしまう可 能性がある。
より具体的には、基板上に陽極を配置した有機 EL素子の場合には、正孔輸送性の リーク防止層を陽極の直上に成膜配置するのが好ましい。また、基板上に陰極を配置 した有機 EL素子の場合には、電子輸送性のリーク防止層を陰極の真上に成膜配置 するのが好ましい。
リーク防止層は、 120°C以上の温度で高抵抗化することが好ましい。通常有機 ELの 使用温度範囲は 100°C程度までであるため、これより高い温度で高抵抗化することに より、電流集中による素子の破損を抑制することが可能である。
さらに、リーク防止層は、 200°C以上の温度で高抵抗化することがさらに好ましい。有 機 EL素子の使用温度範囲力 S100度程度であっても、有機 EL素子中を流れる電流に より発生するジュール熱、駆動回路等の有機 EL素子以外の箇所からの発熱により、 使用中の有機 EL素子は、 120〜200°Cとなる。よって、正常動作時の有機 EL素子の 駆動を妨げないためにも、 200°C以下で高抵抗化しないほうがよい。
また、リーク防止層は、 400°C以下の温度で高抵抗化することが好ましく、 300°C以 下の温度で高抵抗化することがさらに好ましい。従来の有機 EL素子で陽極一陰極間 がショートした部分を観察すると、陰極に用いている Alが溶解した様子が観察されるた め、欠陥部分は局所的、一時的には A1の融点 (約 660°C)以上にまで温度が上昇して レ、るものと思われる。一般に、 500°Cを超えるような高温域では、リーク防止層自体が 消耗し、激しく重量減少してしまうため、ショートを防止する能力が失われてしまう。よつ て、リーク防止層の高抵抗化がショート防止に役に立たなくなるような高温下で生じる ことは、好ましくない。一般には、 300〜400°C程度の温度域で生じると効果的であ る。
以上をまとめると、リーク防止層は、 120〜400°Cの温度で高抵抗化することが好ま しぐまた 200〜300°Cの温度で高抵抗化することがさらに好ましい。
図 5A及ぴ 5Bは、リーク防止層の抵抗値の温度変化を表す図である。ここで、リーク 防止層は、高抵抗化温度近傍で、抵抗値の変化率が急峻であることが好ましい。図 5 Aのように高抵抗化温度近傍 (高抵抗化領域)での変化がなだらかであると、欠陥部 における電流の緩和がゆっくりと進んでしまい、ジュール熱による影響が欠陥部周辺 に広く及んでしまう。欠陥部において、リーク防止層は、ヒューズのように働くのが理想 的であり、リーク防止層の高抵抗化は、図 5Bのように、高抵抗化温度近傍で急峻に抵 抗値が変化することが望ましレ、。
ここで、リーク防止層が高抵抗化するとは、リーク防止層の抵抗値が、電流集中によ るジュール熱により、電極間のショートを生じさせない程度まで、大幅に上昇することを 意味する。欠陥部が電流集中により高温になった場合、電流集中を緩和するために は、リーク防止層単層の抵抗は、少なくとも、正常な部分の有機機能全体の抵抗と同 等以上になる必要がある。つまり、正常時における陽極 ·陰極間抵抗と同等以上にな る必要がある。つまり、 (高抵抗化時のリーク防止層の抵抗値）≥ (通常温度での有機機能層の抵抗値)が満 たされてレヽなければならなレヽ。
リーク防止層が、通常温度時から高抵抗化時に至る過程でどの程度抵抗値が変化 すればよいかは、素子構造に依存するため一概には言えないが、一般には、抵抗値 がー桁以上上昇する、または、高抵抗化時に絶縁体化する (比抵抗が 10U Q 'cm以 上となる）ことが好ましい。
リーク防止層は、他の有機機能層を構成する層に意図せず形成された欠陥部に起 因する有機 EL素子の破壊を防ぐものである。従って、リーク防止層は、リーク防止層 自身に欠陥が存在しないほうがよい。しかし、基板上の傷や異物等による凹凸部分が あると、有機機能層を構成する各層で共通の欠陥となりやすいため、リーク防止層自 身にも欠陥が生じる可能性がある。リーク防止層自身に欠陥が多数生じている場合に は、ジュール熱により高抵抗化してもショートを防ぐことができなくなってしまう。
これらを考慮し、リーク防止層は、他の有機機能層に比べ同等以上にステップ力バレ ッジが良好で且つピンホールが少ないことが好ましレ、。ステップカバレッジが良好で、 ピンホールが少ない膜を形成するためには、リーク防止層をスピンコート法や印刷法 などの湿式成膜法、 CVD法等の回り込みのより気相成膜法で成膜するのが好まし い。
また、蒸着法等、方向性が強ぐステップカバレッジの悪い成膜法で作成した場合に は、後処理により、ステップカバレッジの良好な膜にすることが好ましい。
ここで、スピンコート法は、流動性の材料を回転させた積層面に滴下し遠心力により 積層面に均一に塗布する方法を指す。また、印刷法とは、フレキソ印刷等の方法を言 また、 CVD (化学蒸着)法は、反応系分子の気体、あるいはこれと不活性の担体との 混合気体を加熱した基板上に流し、加水分解、自己分解、光分解、酸化還元、置換 などの反応による生成物を基板上に堆積させる方法をいう。
また、蒸着法は、金属又は非金属の小片を高真空中で加熱蒸発させて、ガラス、水 晶板、へき開した結晶等の下地表面に薄膜として擬着させる方法をいう。
図 6A及び 6Bは、蒸着法等で形成されたリーク防止層のステップカバレッジを改善 するための後処理方法の一例を示す図である。図 6Aに示すように、蒸着法等のステ ップカバレッジの悪い成膜法を用いると、でっぱりの上面や凹みの底面には、リーク防 止層が成膜されるが、でっぱり及び凹みの側面には、リーク防止層が成膜されにくい。 そのため、リーク防止層の下面の層が露出してしまレ、、下面がリーク防止層で完全に 覆われにくい。
この不備を補うために、後処理として、をリーク層構成材料のガラス転移点又は融点 付近の温度で加熱する。この加熱により、リーク防止層が溶融移動し、露出した下面 の層を覆う。これにより、リーク防止層の表面をなめらかにし、ピンホール等を除去し、 ステップカバレッジを改善することが可能となる。
ここで、リーク防止層が厚い場合には、ピンホールが少なくなり、かつ、ステップカバ レツジが良好になるので欠陥の少ない膜とすることが可能である。また、リーク防止層 の膜厚方向の抵抗は、リーク防止層の比抵抗と膜厚の積に比例するため、リーク防止 層が厚い場合には、欠陥部分で高温による高抵抗化の効果がより大きくなり好まし い。
ただし、リーク防止層が厚くなり膜厚方向の抵抗が大きくなると、正常な部分で素子 の駆動電圧が上昇してしまう。また、リーク防止層を隣接する画素で共通にベタ状に 形成する場合、リーク防止層の膜厚が厚すぎると、リーク防止層の基板に水平な方向 の抵抗 (シート抵抗)が小さくなり、隣接する画素が電気的に短縮してしまう可能性があ る。リーク防止層のシート抵抗は、（比抵抗 Z膜厚）に比例する。
また、リーク防止層が薄い場合には、リーク防止層の膜厚方向の抵抗が小さくなり、 正常な部分で素子の駆動電圧が低くなる。ただし、リーク防止層が薄い場合には、ピ ンホールが多くなり、かつ、ステップカバレッジが悪化するので欠陥の多い膜となって しまう。さらに、リーク防止層の膜厚方向の抵抗が小さくなるため、欠陥部分で高温に よる高抵抗ィ匕の効果が小さくなる可能性がある。
以上を考慮すると、リーク防止層の厚さの下限は、高温で高抵抗化した後のリーク防 止層の膜厚方向の抵抗が、正常部 (リーク防止層以外）の有機機能層の膜厚方向の 抵抗より大きくなるように設定されていることが好ましい。また、膜に欠陥が生じない程 度の厚さであることが好ましい。この条件を満たす範囲として、リーク防止層の膜厚は、 例えば 100 A程度であることが好ましい。
また、リーク防止層を隣接する画素で共通にベタ状に形成する場合、隣接する画素 が短絡しクロストークを生じないことが好ましい。この条件を満たす範囲としては、隣接 する画素間のギャップの大きさにも依存する力 具体的には、リーク防止層のシート抵 抗は、 l Ovm 'cm)以上、さらに好ましくは 10 (Μ Ω ·αη)以上である。
上記のような条件を満たすリーク防止層用の材料としては、酸をドープすることにより 導電性を高めた高分子材料を用いることが可能である。具体的には、ポリア二リン、ポ リピロール、ポリチォフェン、ポリフラン等の導電性高分子を用レ、ることができる。これら の高分子には、導電性を高めるために酸がドープされている。これらの高分子を、高 温にすると、ドープされていた酸が脱ドープし、抵抗値が増大するため導電性が低下 する。これらの材料は、一般にスピンコート法や印刷法により膜を形成することが可能 である。
これらの高分子にドープされる酸としては、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸、または酢 酸、ギ酸、シユウ酸を用いることが可能である。
また、熱分解することにより高抵抗化する有機半導体をリーク層の材料として用いる ことが可能である。具体的には、 TCNQ (7 ' 7 ' 8 ' 8—テトラシァノキノジメタン)錯体等 の有機半導体を用いることが可能である。この種の有機半導体は、高温にすると、熱 分解し高抵抗化する。これらの材料は、蒸着法によって膜を形成することが可能であ る。蒸着で膜を形成した後に、前述のように、加熱処理を加えることにより、ピンホール 等の欠陥が減少し、ステップカバレッジを向上することが可能となる。
(変形例）
以下に、本発明による有機 EL素子の実施例の変形例を示す。
上述の実施例では、基板上に陽極を 成する構造について示したが、本発明はこ れに限定されるものではなぐ基板上に陰極を形成する構造についても適用可能であ る。図 7に例を示す。
図 7の有機 EL素子は、基板 31上に陰極 32を形成し、その上に順に積層された電子 注入層 35、発光層 36、正孔輸送層 37、及び正孔注入層 38を有する有機機能層 34 を形成し、そして正孔注入層 38上に陽極 33を形成している。
図 7の有機 EL素子は電子注入層 35が、通常の使用温度領域で電子を発光層 36に 注入する電子注入層として機能し、且つ過電流を抑制するリーク防止層として機能す る。電子注入層 35は、少なくとも製品の最高使用温度 (最高動作温度又は最高保存 温度）を超える高温域で比抵抗が上昇し、高抵抗化する材料から構成されている。従 つて、電子注入層 35は、欠陥に起因する電流集中によりジュール熱の発生により高抵 抗化する。これにより、電流が抑制され、絶縁破壊等の素子の損傷を防ぐ。
また、図 8は、本発明による有機 EL素子の実施例の別の変形例を示す図である。図 8の有機 EL素子は、基板 41上に陰極 42を形成し、その上に順に積層された電子注 入層 45、発光層 46、正孔輸送層 47、及び、正孔注入層 48を有する有機機能層 44を 形成し、そして正孔注入層 48上に陽極 43を形成してレ、る。
図 8の有機 EL素子は、電子注入層 45が、通常の使用温度領域で電子を発光層 46 に注入する電子注入層として機能し、且つ、過電流を抑制するリーク防止層として機 能する。また、正孔注入層 48が通常の使用温度領域で電子を発光層 46に注入する 正孔注入層として機能し、且つ、過電流を抑制するリーク防止層として機能する。電子 注入層 45及ぴ正孔注入層 48は、少なくとも製品の最高使用温度（最高動作温度又 は最高保存温度）を超える高温域で比抵抗が上昇し、高抵抗化する材料から構成さ れている。従って、電子注入層 45及ぴ正孔注入層 48は、欠陥に起因する電流集中 によりジュール熱の発生により高抵抗化する。これにより、電流が抑制され、絶縁破壌 等の素子の損傷を防ぐ。このように、有機機能中に二つ以上のリーク防止層を設ける ようにしてあよレヽ。
以下に、本発明の実施例の作成方法について説明する。ただし、本発明は、以下の 例によって何ら限定されるものではない。
(例 1)
例 1では、以下のような手順に基づき有機素子を作成した。
(1) 陽極の形成
ガラス基板上に ITOを 1500 Aスパッタ法により成膜した。次にフォトレジスト AZ611 2 (東京応化工業製）を ITO膜上にパターン形成した。この基板を塩ィ匕第 2鉄水溶液と 塩酸の混合液中に浸漬し、レジストに覆われていない部分の ITOをエッチングした。 その後、ガラス基板をアセトン中に浸漬させてレジストを除去し、所定の ITO電極パタ ーンを得た。
(2) リーク防止層の形成
(1)のガラス基板に、有機溶媒に溶解し酸をドープしたポリア二リン誘導体の塗布 液をスピンコートした。基板の表示部分以外の端子部分に付着した塗布液を拭き取り 除去した後、基盤をホットプレートにて加熱して溶媒を蒸発させ、 450Aのポリアュリン 膜 (リーク防止層）を得た。
(3) 他の有機機能層及び陰極の形成
(2)のガラス基板上に、リーク防止層以外の有機機能層として NPABPを 250 A、 Alq3を 600A蒸着法により形成した。更に陰極として、 Al— Li合金を ΙΟΟθΑ蒸着法 により形成し、有機 EL素子を完成させた。陽極と陰極の交差部により確定される有機 EL素子の大きさは 2mm X 2mmであった。
(比較例 1)
比較例 1として、実施例 1の（2)を行わず（つまり、リーク防止層の形成を行わず）、 (3)で NPABPの膜厚を 700 Aとした以外は、実施例 1と全く同様にして有機 EL素子 を完成させた。実施例 1の有機 EL素子と比較例 1の有機 EL素子は、トータル膜厚が 同一であった。
(ポリア二リン誘導体膜の比抵抗）
ガラス基板上に実施例 1の（2)と全く同様にしてポリア二リン膜を成膜し、サンプルを 形成した。このサンプルをホットプレートにて 5分間、様々な温度で加熱した。加熱した サンプルについて、シート抵抗を 2端子法で、膜厚を触針式膜厚計 Dektakにてそれ ぞれ測定し、各測定結果力 比抵抗を求めた。
図 9は、上記ポリア-リン膜における加熱温度と比抵抗の関係を示すグラフである。 ポリア二リン誘導体膜は、 250〜300°Cにかけて、抵抗値が 100倍程度上昇した。こ れはドープした酸が熱により脱ドープし、急激に高抵抗化したものと考えられる。この ポリア二リン膜は、 250〜300°Cという温度領域で急峻且つ大幅に高抵抗化が生じて おり、リーク防止層として好適であることがわかった。
(素子の逆特性）
例 1及び比較例で作成した素子に、それぞれ逆の電圧（陽極にマイナス、陰極にプ ラス）を印加し、素子内を流れる電流を測定した。測定は、各々のサンプルにっき 2回 ずつ行った。図 10に測定結果を示す。
例 1の素子は、 1回目の測定の 3Vと 5V付近で陽極と陰極のショートが原因と思われ る電流の増大が見られるが、直ぐに正常な電流値に戻っている。これは、一時的に欠 陥部分に電流が多く流れたが、リーク防止層の効果で電流集中が緩和されたものと思 われる。 2回目の測定では、電流の増大は見られず、電流値の小さレ、滑らかな特性が 得られた。これは、 1回目に電圧を印加した際に、主立った欠陥部分がリーク防止層に より修復されたものと考えられる。
一方、比較例 1の素子は、 1回目及び 2回目ともに陽極と陰極のショートが原因と思 われる電流の増大があり、また欠陥が修復された様子も見られなかった。以上より、リ ーク防止層を設けたことにより、電流集中による素子の破壊が防止されることがわかつ た。
(例 2) 以下の手順で、有機 EL表示パネルを作成した。
(1) 陽極の形成
ガラス基板上に ITOを 1500Aスパッタ法により成膜した。次にフォトレジスト AZ611 2 (東京応化工業製)を ITO膜上にパターン形成した。この基板を塩化第 2鉄水溶液と 塩酸の混合液中に浸漬し、レジストに覆われていない部分の ITOをエッチングした。 その後、ガラス基板をアセトン中に浸漬させてレジストを除去し、 256本のラインからな るストライプ上電極パターンを得た。
(2) リーク防止層の形成
(1)のガラス基板に、有機溶媒に溶解し酸をドープしたポリア二リン誘導体の塗布液 をスピンコートした。基板の表示部分以外の端子部分に付着した塗布液を拭き取り除 去した後、基板をホットプレートにて加熱して溶媒を蒸発させ、 450Aのポリア二リン膜 (リーク防止層）を得た。
(3) 他の有機機能層及び陰極の形成
(2)のガラス基板上に、リーク防止層以外の有機機能層として NPABPを 250A、 A1 q3を 600 A蒸着法により形成した。更に陰極として、 64本のストライプパターンからな るマスクを用いて、 Al_Li合金を 1000A蒸着法により形成した。陽極と陰極の交差 部により確定される 1ドットの大きさは 0. 3mm X 0. 3mm、ドット数は 256 X 64ドットで あつに。
(4) 封 止
乾燥窒素雰囲気下において、（3)の基板に、凹み部分に乾燥剤を固定した封止板 を接着剤で張り合わせ、ノ、 °ッシブ駆動有機 ELパネルを作成した。
(比較例 2) 比較例 2として、例 2の（2)を行わず（つまり、リーク防止層の形成を行わず）、（3)で NPABPの膜厚を700Aとした以外は、例 1と全く同様にして 256 X 64ドットの有機 E Lパネルを完成させた。例 1の有機 ELと比較例 1の有機 EL素子は、トータル膜厚が同 一であった。
(高速連続駆動試験）
例 2及び比較例 2で作成したパネルを所定の駆動回路に接続し、 85°Cの雰囲気か で 500時間連続点灯した後、陰極と陽極がショートして不良となった。ドット数を調べた。 以下に結果を示す。
•例 2のパネル： 不良ドット数 0ドット
·比較例 2のパネル： 不良ドット数 16ドット
従って、リーク防止層を有する実施例 2のパネルは、リーク防止層を持たない比較例 2のパネルよりも、ショートによる不良が少ないことが確認された。
以上、本発明に係る実施例の有機 EL素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰 極との間に挟持され、光を発する有機 EL層とを備え、前記有機 EL層は、温度上昇に 伴い高抵抗化するリーク防止層を少なくとも有する。従って、有機機能層中の欠陥に より生ずる過電流が生じても、リーク防止層は、過電流による発熱により高抵抗化し、 電流を抑制するため、有機 EL素子の欠陥に起因する素子破壊を未然に防ぐことが可 能となる。
また、リーク防止層は、ステップカレッジを他の層と同等以上となるように構成したの で、有機機能層の欠陥部をリーク防止層がカバーでき、本発明の効果を更に高めるこ とが可能となる。

Claims

請求の範囲
1. 陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に挟持され、光を発する有機 EL層 とを備え、
前記有機 EL層は、温度上昇に伴い高抵抗化するリーク防止層を少なくとも有する有 機 EL素子。
2. 前記リーク防止層は、正孔輸送性を有し、ホールを前記陽極側力 前記陰極側 に輸送する請求項 1記載の有機 EL素子。
3. 前記リーク防止層は、電子輸送性を有し、電子を前記陰極側から前記陽極側に 輸送する請求項 1又は 2記載の有機 EL素子。
4. 前記リーク防止層は、前記陽極に接するように配置された請求項 1又は 2記載 の有機 EL素子。
5. 前記リーク防止層は、前記陰極に接するように配置された請求項 1又は 3記載 の有機 EL素子。
6. 前記リーク防止層は、 120°C以上の温度で高抵抗ィ匕する請求項 1乃至 5の何れ 力記載の有機 EL素子。
7. 前記リーク防止層は、 120〜400°Cの温度で高抵抗化する請求項 6記載の有 機 EL素子。
8. 前記リーク防止層は、 200〜300°Cの温度で高抵抗化する請求項 7記載の有 機 EL素子。
9. 前記リーク防止層は、高抵抗化時に比抵抗が、高抵抗化前の抵抗値の 10倍以 上大きくなる請求項 1乃至 8の何れか記載の有機 EL素子。
10. 前記リーク防止層は、高抵抗化時に比抵抗が、 10η Ω 'cm以上となる請求項 1乃至 8の何れか記載の有機 EL素子。
11. 前記リーク防止層は、酸がドープされた導電性高分子を素材としている請求 項 1乃至 10の何れか記載の有機 EL素子。
12. 前記リーク防止層は、湿式成膜法又は気相成膜法により形成された請求項 1乃 至 11の何れか記載の有機 EL素子。
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