図面 (/)

この項目の情報は公開日時点(1999年4月23日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

有機電界発光素子有機層背面電極を確実に水分、ガスから遮断して信頼性に優れた長寿命の有機電界発光素子を提供する。

解決手段

透明基板上に少なくとも透明電極発光層及び背面電極を順次積層してなる有機電界発光素子において、前記背面電極側の外表面を熱CVD法により積層された2種類以上のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆する。

概要

背景

従来のブラウン管代わるフラットパネルディスプレイ需要急増に伴い、各種表示素子の開発及び実用化が精力的に進められている。有機電界発光素子もこうしたニーズ応えるものであり、特に全固体自発光素子として、他のディスプレイにはない高解像度及び高視認性を有し、また無機薄膜積層型電界発光素子とは異なって発光に必要な駆動電圧を大幅に低くすることができるほか、青色発光の効率を高めてフルカラー化の可能性もあることから、研究開発の対象として注目を集めている。

しかしながら、この種の有機電界発光素子においては、その正孔注入層正孔輸送層発光層電子注入層及び電子輸送層を形成する材料として用いられる有機物質が一般に水分や酸素等に弱く、またこの有機層の上に積層される背面電極対向電極ともいう)が酸化されて特性劣化を起こし易く、寿命が短いという欠点がある。この有機電界発光素子の実用化を図るためには、いかにしてこれらの有機層及び背面電極へのガスや水分との接触を遮断して長寿命化を図るかが重要な課題である。

そこで、この問題を解決するための方法として、ポリパラキシリレン系高分子プラズマ重合法による、有機電界発光素子の外表面を被覆する方法が提案されている(特開平5−101886号公報)。しかしながら、この方法で使用するプラズマは、紫外線発生を伴い、被覆される有機電界発光素子を破壊させてしまうという問題がある。また、この有機電界発光素子においては、被覆体膜厚が0.5μm以下となるため、ガス及び水分の遮断は不充分であり、長寿命の有機電界発光素子の提供は困難であった。

概要

有機電界発光素子の有機層や背面電極を確実に水分、ガスから遮断して信頼性に優れた長寿命の有機電界発光素子を提供する。

透明基板上に少なくとも透明電極、発光層及び背面電極を順次積層してなる有機電界発光素子において、前記背面電極側の外表面を熱CVD法により積層された2種類以上のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆する。

目的

したがって、本発明の目的は、有機層や背面電極を確実に水分やガスから遮断し、信頼性に優れた長寿命の有機電界発光素子を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

透明基板上に少なくとも透光性電極発光層及び背面電極を順次積層してなる有機電界発光素子において、背面電極側の外表面を熱CVD法により積層された2種類以上のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆してなることを特徴とする有機電界発光素子。

請求項2

ポリパラキシリレン系高分子積層被覆体が、1μm以上の膜厚を有する請求項1記載の有機電界発光素子。

請求項3

ポリパラキシリレン系高分子の積層被覆体の外表面を、ガス及び水分不透性物質からなる被覆体で被覆してなる請求項1又は2記載の有機電界発光素子。

請求項4

ガス及び水分不透性物質からなる被覆体が、金属、ガラス又は樹脂で形成されてなる請求項3記載の有機電界発光素子。

技術分野

0001

本発明は、有機電界発光素子に関し、さらに詳しくは2つの薄膜電極間に少なくとも発光層を挟み込んだ積層構造を有し、これら2つの電極間電界印加することにより発光し、例えば平面光源フラットパネルディスプレイ等の用途に有用な有機電界発光素子に関する。

背景技術

0002

従来のブラウン管代わるフラットパネルディスプレイの需要急増に伴い、各種表示素子の開発及び実用化が精力的に進められている。有機電界発光素子もこうしたニーズ応えるものであり、特に全固体自発光素子として、他のディスプレイにはない高解像度及び高視認性を有し、また無機薄膜積層型電界発光素子とは異なって発光に必要な駆動電圧を大幅に低くすることができるほか、青色発光の効率を高めてフルカラー化の可能性もあることから、研究開発の対象として注目を集めている。

0003

しかしながら、この種の有機電界発光素子においては、その正孔注入層正孔輸送層、発光層、電子注入層及び電子輸送層を形成する材料として用いられる有機物質が一般に水分や酸素等に弱く、またこの有機層の上に積層される背面電極対向電極ともいう)が酸化されて特性劣化を起こし易く、寿命が短いという欠点がある。この有機電界発光素子の実用化を図るためには、いかにしてこれらの有機層及び背面電極へのガスや水分との接触を遮断して長寿命化を図るかが重要な課題である。

0004

そこで、この問題を解決するための方法として、ポリパラキシリレン系高分子プラズマ重合法による、有機電界発光素子の外表面を被覆する方法が提案されている(特開平5−101886号公報)。しかしながら、この方法で使用するプラズマは、紫外線発生を伴い、被覆される有機電界発光素子を破壊させてしまうという問題がある。また、この有機電界発光素子においては、被覆体膜厚が0.5μm以下となるため、ガス及び水分の遮断は不充分であり、長寿命の有機電界発光素子の提供は困難であった。

発明が解決しようとする課題

0005

したがって、本発明の目的は、有機層や背面電極を確実に水分やガスから遮断し、信頼性に優れた長寿命の有機電界発光素子を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明者らは、従来方法におけるような問題のない有機電界発光素子の封止構造について鋭意研究を重ねた結果、有機電界発光素子に対して、何ら悪影響を及ぼさない熱CVD法による、2種類以上のポリパラキシリレン系高分子の積層被覆体の形成が信頼性に優れた長寿命の有機電界発光素子を得るために必要であることを見い出し、本発明を完成した。

0007

すなわち、本発明は、透明基板上に少なくとも透光性電極、発光層及び背面電極を順次積層してなる有機電界発光素子において、背面電極側の外表面を熱CVD法により積層された2種類以上のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆してなる有機電界発光素子である。

0008

また、本発明は、ポリパラキシリレン系高分子の積層被覆体が、1μm以上の膜厚を有するものであり、更にその外表面をガス及び水分不透性物質からなる被覆体で被覆してなる有機電界発光素子である。

発明を実施するための最良の形態

0009

図1は、本発明の有機電界発光素子の一例を示す側面断面図である。透明基板1の上に真空蒸着法等により透光性電極2を積層し、その上に正孔注入層3、正孔注入輸送層4及び発光層兼電子注入輸送層5の各有機薄膜を順次積層し、更にその上に真空蒸着法等により金属を積層して背面電極6を設け、有機電界発光素子基材が構成されている。本発明の有機電界発光素子は、この有機電界発光素子基材の背面電極6側の表面に、ポリモノクロロパラキシリレン被覆体7を熱CVD法により被覆し、更にその上にポリパラキシリレン被覆体8を熱CVD法により被覆したものである。なお、図1は、熱CVD法により2種類のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆した例を示したが、この上に別のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆してもよい。

0010

また、図2は、本発明の有機電界発光素子の別例を示す側面断面図である。上記と同じ有機電界発光素子基材の背面電極6側の外表面に、ポリモノクロロパラキシリレン被覆体7、その上にポリパラキシリレン被覆体8をそれぞれ熱CVD法により被覆し、更にその上に真空アルミニウム蒸着薄膜9で被覆したしたものである。このアルミニウム真空蒸着薄膜9は、ガス及び水分不透性物質からなる被覆体を形成し、かつ素子内で発生した熱の放熱効果もある。

0011

本発明の有機電界発光素子において、透明基板は、透明性を有する基板であれば特に限定されるものではない。通常、光透過性の良好なガラス、金属又は樹脂板材が用いられ、有機電界発光素子の支持板となるものである。透明基板の材料としては、例えばソーダガラス、無蛍光ガラス燐酸系ガラス等のガラス板や、石英アルミナ等の金属板や、アクリル系樹脂スチレン系樹脂ポリカーボネート系樹脂エポキシ系樹脂ポリエチレン系樹脂シリコーン系樹脂等の樹脂板などが挙げられる。

0012

そして、上記透明基板の上に積層される積層構造体の構成としては、例えば下記のものが挙げられる。
1透光性電極(陽極)/有機層(正孔輸送、発光、電子輸送層)/背面電極(陰極
2 透光性電極(陽極)/発光層/電子注入輸送層/背面電極(陰極)
3 透光性電極(陽極)/発光層/電子輸送層/電子注入層/背面電極(陰極)
4 透光性電極(陽極)/発光層/電子注入輸送層/背面電極(陰極)
5 透光性電極(陽極)/正孔注入輸送層/発光層/背面電極(陰極)
6 透光性電極(陽極)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/背面電極(陰極)
7 透光性電極(陽極)/正孔注入輸送層/発光層/電子注入輸送層/背面電極(陰極)
8 透光性電極(陽極)/正孔注入輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/背面電極(陰極)
9 透光性電極(陽極)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入輸送層/背面電極(陰極)
10 透光性電極(陽極)/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/背面電極(陰極)

0013

本発明の有機電界発光素子において、透光性電極(陽極)としては、例えば金、ニッケル等の半透膜や、インジウムスズ酸化物(以下、ITOともいう)、酸化スズ酸化インジウム酸化亜鉛アルミニウム、ポリピロール等の透明導電膜などが挙げられる。その形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法電子ビーム蒸着法スパッタリング法電解重合法などが挙げられる。

0014

また、発光層は、有機蛍光性物質を含有するものであればよく、透光性電極、正孔注入層又は正孔注入輸送層から注入された正孔と背面電極、電子注入層、電子注入輸送層より注入された電子との高効率な再結合により発光する有機蛍光性物質が用いられる。このような有機蛍光性物質としては、例えば8−オキシキノリンアルミニウム錯体芳香族化合物などが挙げられる。その形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法キャスティング法、LB法、分子線エピタキシ法などがあげられる。

0015

本発明の有機電界発光素子における発光層は、有機蛍光性物質を含有するものであればよいが、さらに正孔注入層、正孔注入輸送層、電子注入輸送層などを設けてもよい。

0016

正孔注入層を設ける場合、透光性電極から高効率で正孔を注入し、かつ発光した光の発光極大領域においてできるだけ透明なものを用いることが好ましい。正孔注入層に用いる材料としては、例えばアミン化合物ヒドラゾン化合物ピラゾリン化合物シラン化合物ポルフィリン化合物フタロシアニンポリビニルカルバゾール、その他の芳香族化合物や、無定形P型シリコン、無定形P型炭化シリコンなどが挙げられる。その形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法、スピンコート法、キャスティング法、LB法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシ法、化学気相蒸着法などが挙げられる。

0017

また、正孔注入輸送層には、正孔を効率よく注入及び輸送し、かつ発光した光の発光極大領域においてできるだけ透明なものを用いることが好ましい。正孔注入輸送層に用いる材料としては、正孔注入層と同様、例えばアミン化合物、ヒドラゾン化合物、ピラゾリン化合物、シラン化合物、ポルフィリン化合物、フタロシアニン、ポリビニルカルバゾール、その他の芳香族化合物や、無定形P型シリコン、無定形P型炭化シリコンなどが挙げられる。その形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法、スピンコート法、キャスティング法、LB法、電子ビーム蒸着法、分子線エピタキシ法、化学気相蒸着法などが挙げられる。

0018

さらに、電子注入輸送層を設ける場合、電子を効率よく注入輸送できるものであればよい。電子注入輸送層に用いる材料としては、例えば8−オキシキノリンのアルミニウム錯体、ニトロ置換フルオレノン誘導体アントラキノン誘導体ジオキサゾール誘導体チオピランジオキシド誘導体フルオレニリデンメタン誘導体アントロン誘導体、ペリレン誘導体ジオキサン誘導体オキサジアゾール化合物オキサトリアゾール化合物、その他の有機化合物や、無定形n型シリコン無機半導体などが挙げられる。その形成方法としては、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スピンコート法、キャスティング法、LB法、分子線エピタキシ法などが挙げられる。

0019

本発明の有機電界発光素子における背面電極(陰極)は、電子を効率よく有機層(発光層、電子注入層、電子注入輸送層など)に注入できるものであればよく、一般的には、仕事関数の小さいLi、Na、Mg、Sr、Ag、In、Sn、Zn、Zr、Ca、Al、Mo、Bi等の単独金属の薄膜や、これらの2成分、3成分等の積層、共蒸着合金等の複合化合物の薄膜などが用いられる。その形成方法としては、例えば抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。

0020

本発明の有機電界発光素子においては、上記の積層構造体の背面電極側の外表面を、2種類以上のポリパラキシリレン系高分子被覆体で被覆することが必要である。この際、ポリパラキシリレン系高分子被覆体は、背面電極のみを被覆してもよいが、発光層を含む有機層全体を被覆することが好ましい。このように、ポリパラキシリレン系高分子被覆体を形成することにより、有機電界発光素子の劣化原因である水分及びガスとの接触を抑制することができる。

0021

そして、この被覆体は熱CVD法により形成する。熱CVD法は、原料となるジパラキシリレン化合物気相重合し、有機電界発光素子の背面電極側外表面へ製膜する。この方法は、重合と製膜を真空を破らずに行うことができる連続プロセスであり、その製作工程で有機電界発光素子と水分及びガスとの接触を抑制できる。また、製膜する際の有機電界発光素子の温度が室温程度に抑えられ、熱破壊の悪影響を及ぼさずに製膜できる。

0022

このポリパラキシリレン系高分子としては、例えばポリパラキシリレン(ユニオンカーバイト社製商品パリレンN)、ポリモノクロロパラキシリレン(同パリレンC)、ポリジクロロパラキシリレン(同パリレンD)などの他、ポリモノブロムパラキシリレンポリシアノパラキシリレン、ポリメチルパラキシリレン、ポリエチルパラキシリレンなどが挙げられる。そして、これらのポリパラキシリレン系高分子の内、2種類以上を組み合わせて2層以上の積層構造をもつ被覆体を形成する。さらに、この被覆体の総膜厚を1.0μm以上とすることが、水分及びガスとの接触を抑制する点からも好ましい。

0023

さらに、本発明においては、ガス及び水分の遮蔽を確実にするために、上記ポリパラキシリレン系高分子からなる積層被覆体の上面を、更にガス及び水分不透性被覆体で被覆することが好ましい。このガス及び水分不透性被覆体を形成するガス及び水分不透性物質としては、例えばガラス、金属、セラミック等の無機化合物や樹脂等からなる板状のものを挙げることができ、好ましくは金属又はガラスである。この不透性物質による被覆方法は真空蒸着法など公知の方法でよい。

0024

なお、上記発光層、正孔注入層、正孔注入輸送層、発光層、電子注入層及び電子注入輸送層の有機層の耐熱性を上げるために、各層を構成する有機化合物に重合成置換基を導入し、製膜前、製膜中あるいは製膜後に高分子化させてもよい。

0025

以下、実施例及び比較例に基づいて、本発明を具体的に説明する。

0026

実施例1
図1に示す有機電界発光素子は、次のようにして製作した。まず、ガラス基板1の上に透光性電極2として電子ビーム蒸着法によりITOを積層した抵抗率15Ω/□及び電極面積2mm×2mmのITO付ガラス基板(ミクロ技研製)を用いた。ターボ分子ポンプによる真空蒸着装置昇華金属用のモリブデンボード抵抗加熱方式により、蒸着速度をアルバック製の水晶振動子膜厚コントローラーで制御しながら、蒸着中の真空度2〜3×10-7torrで上記ITO付ガラス基板のITO層の上に有機薄膜(正孔注入層3、正孔注入輸送層4、発光層兼電子注入輸送層5)を積層し、更にその上に真空蒸着法によりアルミニウムとリチウムの合金を積層して背面電極6を設け、有機電界発光素子基材を製作した。

0027

次に、この有機電界発光素子基材の背面電極6側の表面に、ポリモノクロロパラキシリレン被覆体7を熱CVD法により1.0μmの厚さで積層し、更にその上にポリパラキシリレン被覆体8を熱CVD法により0.3μmの厚さで積層し、2腫類のポリパラキシリレン系高分子からなる被覆体で被覆した本発明の有機電界発光素子を製作した。

0028

このようにして製作した有機電界発光素子に10Vの電圧を印加したところ、被覆体による発光特性への影響はなく、緑色の発光が放射された。また、この有機電界発光素子について、次のようにして絶縁破壊試験を行った。真空中(およそ10-3torr)、直流1.8mA一定で定電流を流し続け、一定時間ごとに電圧を測定し、絶縁破壊が起こる時間を測定し、この時間を素子寿命として求めた。結果を表1に示す。

0029

実施例2
実施例1と全く同じ構成の有機電界発光素子基材を用い、これにポリモノクロロパラキシリレン被覆体7を熱CVD法により1.0μmの厚さで被覆し、その上にポリパラキシリレン被覆体8を熱CVD法により0.3μmの厚さで被覆し、更にその上にアルミニウム真空蒸着膜9を100nmの厚さで公知の方法により形成し、図2に示す有機電界発光素子を製作した。このようにして製作した有機電界発光素子に10Vの電圧を印加したところ、被覆体による発光特性への影響はなく、緑色の発光が放射された。また、この素子を実施例1と同様にして素子寿命試験を行った。結果を表1に示す。

0030

比較例1
実施例1と全く同じ構成の有機電界発光素子基材を用い、これにポリパラキシリレン系高分子被覆体も、ガス及び水不透性物質も設けることなく、実施例1と同様にして素子寿命試験を行った。結果を表1に示す。

0031

比較例2
実施例1と全く同じ構成の有機電界発光素子基材を用い、この背面電極6側の上面にポリモノクロロパラキシリレン被覆体7を熱CVD法により0.3μmの厚さで形成し、1腫類のポリパラキシリレン被覆体のみで被覆した有機電界発光素子を製作した。このようにして製作した有機電界発光素子に10Vの電圧を印加したところ、被覆体による発光特性への影響はなく、緑色の発光が放射された。また、この素子を実施例1と同様にして素子寿命試験を行った。結果を表1に示す。

0032

0033

表1から、2種類以上のポリパラキシリレン系高分子からなる被覆体で被覆した本発明の有機電界発光素子、及び更にこれをアルミニウム真空蒸着膜等のガス及び水分不透性物質からなる被覆体で被覆した本発明の有機電界発光素子は、素子寿命が長いことが認められる。これに対し、ポリパラキシリレン系高分子で被覆しないものや1種類のポリパラキシリレン系高分子のみで被覆したものは、素子寿命が短いことが判る。

発明の効果

0034

本発明によれば、積層構造体の背面電極側外表面を2種類以上のポリパラキシリレン系高分子からなる被覆体で被覆することで、有機電界発光素子の有機層(正孔注入輸送層、正孔注入層、発光層、電子注入輸送層、電子注入層)や背面電極を確実に水分やガスから遮断し、信頼性に優れた長寿命の有機電界発光素子を提供できる。また、熱CVD法によるポリパラキシリレン系高分子の被覆は、プラズマ発生や熱の上昇が全く無く、有機電界発光素子に透光性電極、正孔注入層、正孔注入輸送層、発光層、電子注入層、電子注入輸送層、背面電極の各層を破壊することなく良好な被覆膜を形成することができる。

図面の簡単な説明

0035

図1本発明の有機電界発光素子の一例を示す側面断面図である。
図2本発明の有機電界発光素子の別例を示す側面断面図である。

--

0036

1 透明基板
2透光性電極
3正孔注入層
4正孔注入輸送層
5発光層兼電子注入輸送層
6背面電極
7ポリモノクロロパラキシリレン被覆体
8ポリパラキシリレン被覆体
9アルミニウム真空蒸着膜

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ