JPH11260562A

JPH11260562A - 有機ｅｌカラーディスプレイ

Info

Publication number: JPH11260562A
Application number: JP10074938A
Authority: JP
Inventors: Michio Arai; 三千男荒井; Hiroshi Yamamoto; 洋山本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-03-09
Filing date: 1998-03-09
Publication date: 1999-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】信頼性が高く、製造が容易で、しかも低コス
トの有機ＥＬカラーディスプレイを提供する。【解決手段】本発明の有機ＥＬカラーディスプレイ
は、基板上に、蛍光性物質を含む蛍光変換層および／ま
たはカラーフィルター層と、有機層と、バリヤー層と、
有機ＥＬ構造体とを順次有し、前記有機層が熱硬化型樹
脂または紫外線硬化型樹脂であり、前記バリヤー層が酸
化ケイ素を含有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、有機化合物を用い
た有機ＥＬ発光素子（以下、有機ＥＬ素子ともいう）を
有するディスプレイに関し、さらに詳細には、カラーデ
ィスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究されて
いる。これは、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）など
のホール注入電極上に、トリフェニルジアミンなどのホ
ール輸送材料を成膜し、さらにアルミキノリノール錯体
（Ａｌｑ３）などの蛍光物質を発光層として積層し、さ
らにＭｇなどの仕事関数の小さな金属電極（電子注入電
極）を形成した基本構成を有する素子で、１０Ｖ前後の
電圧で数１００から数１０，０００cd/m²と極めて高い
輝度が得られることで注目されている。

【０００３】ところで、このような有機ＥＬ素子を用い
たディスプレイとして、種々の応用例が考えられるが、
中でもカラーディスプレイへの応用は重要な課題であ
る。発光体をカラーディスプレイとして応用する場合、
例えば、発光体自体の発光色を変化させるか、あるい
は、蛍光材料で構成された蛍光変換層および／またはカ
ラーフィルター層を用いて青、緑、赤の３元色を得ると
いった手法が一般的である。

【０００４】発光体自体の発光色を変化させる試みとし
ては、例えば SID 96 DIGEST・18514.2:Novel Transpar
ent Organic Electroluminescent Devices G.Gu,V.BBul
ovic,P.E.Burrows,S.RForrest,M.E.Tompsonに記載され
たカラー発光素子が知られている。しかし、ここに記載
されているカラー発光素子（heterostructure organic
light emitting devices）は、Ｒ，Ｇ，Ｂ各々に対応し
た発光層（Red ETL,Green ETL,Blue ETL）を有する多層
構造であり、各発光層毎に陰電極と陽電極とを用意しな
ければならない。そのため、構造が複雑になり、製造コ
ストも高くなるという問題がある。また、各色の寿命が
異なるため、使用に従い色バランスが崩れてくるという
不都合もある。

【０００５】一方、単一の発光層と、蛍光材料で構成さ
れた蛍光変換層および／またはカラーフィルター層とを
組み合わせてカラーディスプレイとする方法は、単独の
有機ＥＬ素子のみで構成できるため、構成が単純で安価
であるばかりか、蛍光変換層および／またはカラーフィ
ルター層をパターン形成することによりフルカラー化で
きる点で優れた方式といえる。しかし、有機ＥＬ構造体
上に所定のパターンで蛍光変換層および／またはカラー
フィルター層を設けることは、パターニング技術や有機
ＥＬ構造体へのダメージ等の点から極めて困難である。
また、基板上に蛍光変換層および／またはカラーフィル
ター層をパターン形成し、その上に有機ＥＬ構造体を積
層すると、段差ができているので、断切れ（膜の不連続
部分）が生じ、配線がつなげられなくて電流が流れない
ために、有機ＥＬ素子として機能しなくなってしまうと
いう問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、信頼
性が高く、製造が容易で、しかも低コストの有機ＥＬカ
ラーディスプレイを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は下記の本発明
により達成される。

【０００８】（１）基板上に、蛍光性物質を含む蛍光
変換層および／またはカラーフィルター層と、有機層
と、バリヤー層と、有機ＥＬ構造体とを順次有し、前記
有機層が熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂であり、
前記バリヤー層が酸化ケイ素を含有している有機ＥＬカ
ラーディスプレイ。（２）前記バリヤー層の平均表面粗さ（Ｒa ）が２〜
５０ｎｍである上記（１）の有機ＥＬカラーディスプレ
イ。（３）前記有機層がアクリル樹脂である上記（１）ま
たは（２）の有機ＥＬカラーディスプレイ。（４）前記バリヤー層の波長６３２ｎｍにおける屈折
率が１．４０〜１．５５である上記（１）〜（３）のい
ずれかの有機ＥＬカラーディスプレイ。（５）前記酸化ケイ素がＳｉＯ_x（ｘ＝１．８〜２．
２）である上記（１）〜（４）のいずれかの有機ＥＬカ
ラーディスプレイ。（６）前記バリヤー層の発光光の透過率が８０％以上
である上記（１）〜（５）のいずれかの有機ＥＬカラー
ディスプレイ。（７）前記バリヤー層がスパッタ法で成膜されたもの
である上記（１）〜（６）のいずれかの有機ＥＬカラー
ディスプレイ。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。

【００１０】本発明の有機ＥＬカラーディスプレイは、
基板上に、蛍光性物質を含む蛍光変換層および／または
カラーフィルター層と、有機層と、バリヤー層と、有機
ＥＬ構造体とを順次有する。前記有機層は熱硬化型樹脂
または紫外線硬化型樹脂であり、前記バリヤー層は酸化
ケイ素ＳｉＯ_xを含有している。

【００１１】基板とその上の蛍光変換層および／または
カラーフィルター層とを有機層で覆い、平坦化すること
で、その上に有機ＥＬ構造体を積層しても断切れが生じ
ることがなくなり、信頼性の高い有機ＥＬカラーディス
プレイを容易に製造できる。しかしながら、有機層に有
機ＥＬ構造体を直接積層すると、特に有機ＥＬ構造体の
積層時や駆動時の熱により、有機層の成分が揮発し、そ
れが有機ＥＬ構造体の各構成材料に悪影響を及ぼし、ダ
ークスポットと称する非発光領域が生じたり、所定の品
位の発光が維持できなくなってしまう。そこで、ＳｉＯ
_xを含有するバリヤー層を有機層と有機ＥＬ構造体との
間に積層することにより、有機層成分の有機ＥＬ構造体
への拡散を防止して、素子の劣化を防ぐ。また、有機Ｅ
Ｌ素子は水分に非常に弱いが、バリヤー層は有機ＥＬ構
造体を外気や水分等からも保護し、素子の保存性、耐久
性を向上させる。

【００１２】有機層は熱硬化型樹脂または紫外線硬化型
樹脂であり、熱硬化型樹脂が硬化の際の熱によって有機
層表面がより平坦化されるので好ましい。中でも、アク
リル樹脂が特に好ましい。樹脂は一種を用いても、二種
以上を併用してもかまわない。有機層は、通常、基板、
蛍光変換層および／またはカラーフィルター層上に塗布
し、熱硬化または紫外線硬化して成膜する。通常の熱硬
化型樹脂の硬化温度は１４０〜１８０℃程度である。紫
外線硬化型樹脂の場合、通常、積算光量が１０００〜１
００００mJとなるようにＵＶ光を照射する。

【００１３】また、有機層の発光光の透過率が９０％以
上であることが好ましい。透過率が低くなると、発光層
からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な輝度
が得られなくなる傾向がある。

【００１４】また、有機層上面と基板との距離は、本発
明の効果が得られれば特に制限されない。

【００１５】バリヤー層の６３２ｎｍにおける屈折率は
１．４０〜１．５５、好ましくは１．４４〜１．４８で
ある。屈折率がこれより高いと、有機層中の成分に対す
るバリヤー性がなくなってしまう。低いと、水分等に対
するバリヤー性がなくなってしまう。

【００１６】バリヤー層は、ＳｉＯ_x以外に、不可避不
純物として、Ｎ、Ｃ、Ａｒ等を０．５wt％以下含有して
いてもよい。

【００１７】ＳｉＯ_xのｘは１．８〜２．２、特に１．
９０〜２．０５であることが好ましい。ｘがバリヤー層
全体の平均値としてこのような値であれば、ｘの値は厚
さ方向に勾配をもっていてもよい。

【００１８】バリヤー層表面の平均表面粗さ（Ｒa ）
は、２〜５０nmが好ましい。また、最大表面粗さ（Ｒma
x ）は、１０〜５０nmが好ましい。バリヤー層表面で膜
の平坦性が悪くなると、電流リークやダークスポットが
発生する要因となる。そのため、適当な成膜条件を選
び、異常粒成長を抑え、ホール注入電極に接する界面の
平均表面粗さ（Ｒa ）、最大表面粗さ（Ｒmax ）を上記
範囲内にすることが好ましい。

【００１９】また、バリヤー層の発光光の透過率が８０
％以上であることが好ましい。透過率が低くなると、発
光層からの発光自体が減衰され、発光素子として必要な
輝度が得られなくなる傾向がある。

【００２０】また、バリヤー層の膜厚は、前記の範囲内
であれば特に制限されないが、５〜５０nm、特に１０〜
３０nmであることが好ましい。

【００２１】このＳｉＯ_xを含有する膜は、プラズマＣ
ＶＤ法等によっても成膜できるが、スパッタ法で成膜す
ることが好ましい。上述のような膜を形成するために
は、特にＲＦ電源を用いた高周波スパッタ法が好まし
い。プラズマＣＶＤ法では、反応ガスによって水素が膜
中に混入する可能性が高く、それによって水分に対する
バリヤー性が劣化してしまうことがある。

【００２２】スパッタ法を用いて成膜する場合、スパッ
タガスには、通常のスパッタ装置に使用される不活性ガ
スが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれ
か、あるいは、これらの少なくとも１種以上のガスを含
む混合ガスを用いることが好ましい。

【００２３】Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅは不活性ガスであり、か
つ、比較的原子量が大きいため、好ましい。Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｘｅガスを用いることにより、スパッタされた原子
が基板まで到達する途中、上記ガスと衝突を繰り返し、
運動エネルギーを減少させて、基板に到着する。このこ
とにより、粒成長が抑制され、膜表面がよりスムースに
なる。

【００２４】スパッタガスにＡｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれ
かを主スパッタガスとして用いる場合、基板ターゲット
間距離の積は２０〜６０Pa・cm、特に３０〜５０Pa・cm
の範囲が好ましい。この条件であればいずれのスパッタ
ガスを用いても好ましい結果を得ることができるが、特
にＡｒを用いることが好ましい。

【００２５】スパッタ法としては、ＲＦスパッタ法を用
いることが好ましい。ＲＦスパッタ装置の電力は１０〜
１００Ｗ／cm² の範囲が好ましい。周波数は１３．５６
ＭHzが好ましい。成膜レートは５〜５０nm／分の範囲が
好ましい。成膜中の圧力は０．１〜１Ｐａの範囲が好ま
しい。

【００２６】本発明の有機ＥＬカラーディスプレイの構
成例を図１に示す。図１に示される有機ＥＬカラーディ
スプレイは、基板１１上に、蛍光性物質を含む蛍光変換
層および／またはカラーフィルター層１２と、有機層１
３と、バリヤー層１４と、有機ＥＬ構造体１５とを順次
有する。蛍光変換層および／またはカラーフィルター層
は、必要に応じて、二層以上であってもよい。

【００２７】本発明の有機ＥＬカラーディスプレイは、
発光した光を蛍光変換層および／またはカラーフィルタ
ー層を通して基板側から取り出すので、基板材料として
は、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材料を用
いる。

【００２８】有機ＥＬ構造体は、通常、発光色が青緑色
で、波長帯域の極大波長は４００〜５５０nm程度であ
る。なお、発光ピークは２つ以上であってもかまわな
い。

【００２９】本発明の有機ＥＬカラーディスプレイは、
緑および青色発光部は、青緑色発光の有機ＥＬ構造体
と、緑色透過層または青色透過層との組み合わせにより
得られる。赤色発光部は、青緑色発光の有機ＥＬ構造体
と、この有機ＥＬ構造体の青緑発光を赤色に近い波長に
変換する蛍光変換層と、赤色透過層との組み合わせによ
り得ることができる。つまり、青緑色発光で不足する赤
色方向の波長の光を蛍光変換フィルターで補うことによ
り、単一発光色の発光層のみで、カラーディスプレイを
得ることができる。

【００３０】青色透過層と、緑色透過層と、赤色透過層
とにはカラーフィルターを用いることが好ましい。カラ
ーフィルター層には、液晶ディスプレイ等で用いられて
いるカラーフィルターを用いればよいが、有機ＥＬ素子
の発光する光に合わせてカラーフィルターの特性を調整
し、取り出し効率・色純度を最適化すればよい。このと
きカットする光は、緑の場合５６０nm以上の波長の光お
よび４８０nm以下の波長の光であり、青の場合４９０nm
以上の波長の光であり、赤の場合５８０nm以下の波長の
光である。このようなカラーフィルターを用いて、ＮＴ
ＳＣ標準、あるいは現行のＣＲＴの色度座標に調整する
ことが好ましい。このような色度座標は、一般的な色度
座標測定器、例えばトプコン社製のＢＭ−７、ＳＲ−１
等を用いて測定できる。カラーフィルター層の厚さは
０．５〜２０μm 程度とすればよい。

【００３１】また、誘導体多層膜のような光学薄膜を用
いてカラーフィルターの代わりにしてもよい。

【００３２】本発明の蛍光変換層は、ＥＬ発光の光を吸
収し、蛍光変換層中の蛍光体から光を放出させること
で、発光色の色変換を行うものである。組成としては、
バインダー、蛍光材料、光吸収材料の三つから形成され
る。

【００３３】蛍光材料は、基本的には蛍光量子収率が高
いものを用いればよく、ＥＬ発光波長域に吸収が強いこ
とが好ましい。具体的には、蛍光スペクトルの発光極大
波長λmax が５８０〜６３０nmである蛍光物質が好まし
い。実際には、レーザー用色素などが適しており、ロー
ダミン系化合物、ペリレン系化合物、シアニン系化合
物、フタロシアニン系化合物（サブフタロシアニン等も
含む）、ナフタロイミド系化合物、縮合環炭化水素系化
合物、縮合複素環系化合物、スチリル系化合物等を用い
ればよい。

【００３４】バインダーは、基本的には蛍光を消光しな
いような材料を選べばよく、フォトリソグラフィー、印
刷等で微細なパターニングができるようなものが好まし
い。また、陽電極であるＩＴＯ、ＩＺＯの成膜時にダメ
ージを受けないような材料が好ましい。

【００３５】光吸収材料は、蛍光材料の光吸収が足りな
い場合に用いるが、必要のない場合は用いなくてもよ
い。光吸収材料は、蛍光材料の蛍光を消光しないような
材料を選べばよい。

【００３６】このような蛍光変換フィルター層を用いる
ことによって、ＣＩＥ色度座標において好ましいｘ、ｙ
値が得られる。また、蛍光変換フィルター層の厚さは
０．５〜２０μm 程度とすればよい。

【００３７】次に、本発明の有機ＥＬカラーディスプレ
イを構成する有機ＥＬ構造体について説明する。有機Ｅ
Ｌ構造体は、図１に示したように、バリヤー層上に積層
される。その構成の一例を図２に示す。図２に示される
有機ＥＬ構造体は、透明電極である陽電極２１、正孔注
入層２２、正孔輸送層２３、発光層２４、電子注入輸送
層２５、陰電極２６を順次有する。

【００３８】本発明の有機ＥＬ構造体は、図示例に限ら
ず、種々の構成とすることができ、例えば、電子注入・
輸送層を省略し、あるいは発光層と一体としたり、正孔
注入輸送層と発光層とを混合してもよい。

【００３９】陰電極および陽電極は蒸着法やスパッタ法
等により、発光層等の有機物層は真空蒸着等により成膜
することができる。これらの膜は、それぞれ、必要に応
じてマスク蒸着、または、膜形成後にエッチングするな
どの方法でパターニングでき、これによって、所望の発
光パターンを得ることができる。

【００４０】陰電極の構成材料としては、電子注入を効
果的に行うために、低仕事関数の物質として、例えば、
Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ
ａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｚｒ等の金属元素
単体、または安定性を向上させるためにそれらを含む２
成分、３成分の合金系を用いることが好ましい。合金系
としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａｇ：１〜２０at％）、
Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．３〜１４at％）、Ｉｎ・Ｍｇ
（Ｍｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：５〜２
０at％）等が好ましい。

【００４１】また、陰電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすればよく、０．１nm以上、
好ましくは１nm以上とすればよい。また、その上限値に
は特に制限はないが、通常、膜厚は１００〜５００nm程
度とすればよい。

【００４２】電極成膜後に、陰電極の構成材料成分の酸
化物、窒化物あるいは炭化物の１種以上、あるいは／お
よびＡｌ等の金属材料、ＳｉＯ_X 等の無機材料、テフロ
ン等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよい。こ
の保護膜は、透明でも不透明であってもよい。水分や酸
素、あるいは有機溶媒の進入を防止するため、保護膜の
厚さは５０〜１２００nm程度とする。保護層の形成方法
については特に限定するものではなく、蒸着等でもよい
が、スパッタ法で成膜すれば陰電極との連続成膜が可能
である。このような保護膜を設けることにより、陰電極
の酸化等がさらに防止され、有機ＥＬ素子を長期間安定
に駆動することができる。

【００４３】さらに、素子の有機層や電極の酸化を防ぐ
ために素子上に封止層を形成することが好ましい。封止
層は、湿気の侵入を防ぐために市販の低吸湿性の光硬化
性接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、架
橋エチレン−酢酸ビニル共重合体接着剤シート等の接着
性樹脂層を用いて、ガラス板等の封止板を接着し密封す
る。ガラス板以外にも金属板、プラスチック板等を用い
ることもできる。

【００４４】次に、本発明の有機ＥＬ構造体に設けられ
る有機物層について述べる。

【００４５】発光層は、正孔（ホール）および電子の注
入機能、それらの輸送機能、正孔と電子の再結合により
励起子を生成させる機能を有する。発光層には電子−正
孔両キャリアーに対して、安定で、かつ蛍光強度の強い
化合物を用いることが好ましい。

【００４６】正孔注入層は、陽電極からの正孔の注入を
容易にする機能を有し、正孔輸送層は、正孔を輸送する
機能および電子を妨げる機能を有し、電荷注入層、電荷
輸送層とも称される。

【００４７】電子注入輸送層は、発光層に用いる化合物
の電子注入輸送機能がさほど高くないときなどに設けら
れ、陰電極からの電子の注入を容易にする機能、電子を
輸送する機能および正孔を妨げる機能を有する。

【００４８】正孔注入層、正孔輸送層および電子注入輸
送層は、発光層へ注入される正孔や電子を増大・閉じ込
めさせ、再結合領域を最適化させ、発光効率を改善す
る。

【００４９】なお、電子注入輸送層は、注入機能を持つ
層と輸送機能を持つ層とに別個に設けてもよい。

【００５０】発光層の厚さ、正孔注入層と正孔輸送層と
を併せた厚さおよび電子注入輸送層の厚さは特に限定さ
れず、形成方法によっても異なるが、通常、５〜１００
nm程度とすることが好ましい。

【００５１】正孔注入層、正孔輸送層の厚さおよび電子
注入輸送層の厚さは、再結合・発光領域の設計による
が、発光層の厚さと同程度もしくは１／１０〜１０倍程
度とすればよい。正孔注入層、正孔輸送層の厚さ、およ
び、電子注入層と電子輸送層とを分ける場合のそれぞれ
の厚さは、注入層は１nm以上、輸送層は２０nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で１００nm程度、輸送層で１００nm
程度である。このような膜厚については注入輸送層を２
層設けるときも同じである。

【００５２】また、組み合わせる発光層や電子注入輸送
層や正孔注入輸送層のキャリア移動度やキャリア密度
（イオン化ポテンシャル・電子親和力により決まる）を
考慮しながら、膜厚をコントロールすることで、再結合
領域・発光領域を自由に設計することが可能であり、発
光色の設計や、両電極の干渉効果による発光輝度・発光
スペクトルの制御や、発光の空間分布の制御を可能にで
きる。

【００５３】本発明の有機ＥＬ素子の発光層には、発光
機能を有する化合物である蛍光性物質を含有させる。こ
の蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６
９２号公報等に開示されているようなトリス（８−キノ
リノラト）アルミニウム〔Ａｌｑ３〕等の金属錯体色
素、特開平６−１１０５６９号公報（フェニルアントラ
セン誘導体）、同６−１１４４５６号公報（テトラアリ
ールエテン誘導体）、特開平６−１００８５７号公報、
同特開平２−２４７２７８号公報等に開示されているよ
うな青緑色発光材料が挙げられる。この他、これに加
え、あるいは単体で、キナクリドン、クマリン、ルブレ
ン、スチリル系色素、その他テトラフェニルブタジエ
ン、アントラセン、ペリレン、コロネン、１２−フタロ
ペリノン誘導体等を用いることもできる。発光層は電子
注入輸送層を兼ねたものであってもよく、このような場
合はトリス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用
することが好ましい。発光層の形成には、これらの蛍光
性物質を蒸着すればよい。

【００５４】また、必要に応じて設けられる電子注入輸
送層には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等
の有機金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘
導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、
ニトロ置換フルオレン誘導体等を用いることができる。

【００５５】上述のように、電子注入輸送層は発光層を
兼ね備えたものであってもよく、このような場合はトリ
ス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用すること
が好ましい。電子注入輸送層の形成も発光層と同様に蒸
着等によればよい。

【００５６】なお、電子注入輸送層を電子注入層と電子
輸送層とに分けて設層する場合は、電子注入輸送層用の
化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いること
ができる。このとき、陰電極側から電子親和力の値の大
きい化合物の層の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については電子注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。

【００５７】また、正孔注入層・正孔輸送層には、例え
ば、特開昭６３−２９５６９５号公報、特開平２−１９
１６９４号公報、特開平３−７９２号公報、特開平５−
２３４６８１号公報、特開平５−２３９４５５号公報、
特開平５−２９９１７４号公報、特開平７−１２６２２
５号公報、特開平７−１２６２２６号公報、特開平８−
１００１７２号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載
されている各種有機化合物を用いることができる。例え
ば、テトラアリールベンジシン化合物（テトラアリール
ジアミンないしテトラフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳
香族三級アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導
体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ
基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェン等
である。これらの化合物は２種以上を併用してもよく、
併用するときは別層にして積層したり、混合したりすれ
ばよい。

【００５８】正孔輸送層と正孔注入層は、上記の化合物
のなかから好ましい組合せを選択して用いることができ
る。このとき、陽電極（ＩＴＯ等）側からイオン化ポテ
ンシャルの小さい化合物の層の順に積層することが好ま
しい。また、陽電極表面には薄膜性の良好な化合物を用
いることが好ましい。このような積層順については、正
孔注入輸送層を２層以上設けるときも同様である。この
ような積層順にすることによって、駆動電圧が低下し、
電流リークの発生やダークスポットの発生・成長を防ぐ
ことができる。また、素子化する場合、蒸着を用いてい
るので１〜１０nm程度の薄い膜も、均一かつピンホール
フリーとすることができるため、正孔注入層にイオン化
ポテンシャルが小さく、可視部に吸収をもつような化合
物を用いても、発光色の色調変化や再吸収による効率の
低下を防ぐことができる。正孔注入層・正孔輸送層も、
発光層等と同様に上記の化合物を蒸着すればよい。

【００５９】本発明において、陽電極として用いられる
透明電極は、好ましくは発光した光の透過率が８０％以
上となるように陽電極の材料および厚さを決定すること
が好ましい。具体的には、例えば、錫ドープ酸化インジ
ウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム（ＩＺ
Ｏ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃などを陽電極に用い
ることが好ましい。また、陽電極の厚さは１０〜５００
nm程度とすることが好ましい。素子の信頼性を向上させ
るために駆動電圧が低いことが必要であるが、好ましい
ものとして、１０〜３０Ω／□（膜厚５０〜３００nm）
のＩＴＯが挙げられる。実際に使用する場合には、ＩＴ
Ｏ等の陽電極界面での反射による干渉効果が、光取り出
し効率や色純度を十分に満足するように、電極の膜厚や
光学定数を設定すればよい。

【００６０】正孔注入輸送層、発光層および電子注入輸
送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから真空
蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用いた場
合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm 以下
の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を超え
ていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を高く
しなければならなくなり、電荷の注入効率も著しく低下
する。

【００６１】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの成長・発生を抑えたりするこ
とができる。

【００６２】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００６３】本発明の有機ＥＬ構造体は、通常、直流駆
動型のＥＬ素子として用いられるが、交流駆動またはパ
ルス駆動とすることもできる。印加電圧は、通常、５〜
２０V 程度とされる。

【００６４】

【実施例】次に実施例を示し、本発明をより具体的に説
明する。

【００６５】＜実施例１＞コーニング社製７０５９ガラ
ス基板上に、青色透過層と、緑色透過層と、赤色透過層
として、富士ハント社製のカラーフィルターで、カット
光が緑は５６０nm以上の波長の光および４８０nm以下の
波長の光、青は４９０nm以上の波長の光、赤は５８０nm
以下の波長の光であるものを用い、蛍光変換層として、
蛍光スペクトルの発光極大波長λmax が６１０nm、半値
幅が７０nmである、ＢＡＳＦ社製のルモーゲンと富士ハ
ント社製のＣＴ−１とを混合したものを用いて、パター
ン形成した。

【００６６】その上に、アクリル樹脂を５μm の厚さに
塗布し、１５０℃に加熱して熱硬化し、有機層を形成し
た。

【００６７】次に、ターゲットにＳｉＯ₂を用い、ＲＦ
スパッタ法で、バリヤー層を、成膜速度１０nm／min
で、３０nmの厚さに成膜した。このときのスパッタガス
はＡｒ１００sccmで、成膜中の圧力は０．５Paとした。
また、温度は室温で、投入電力は周波数１３．５６ＭHz
で５００Ｗ、基板・ターゲット間は５cmであった。成膜
したバリヤー層の組成はＳｉＯ_2.01であった。バリヤー
層の波長６３２ｎｍにおける屈折率は１．４５であっ
た。

【００６８】次に、ＩＴＯ透明電極（ホール注入電極）
を膜厚８５nmで６４ドット×７ラインの画素（一画素当
たり１００×１００μm ）を構成するよう成膜、パター
ニングした。そして、パターニングされたホール注入電
極が形成された基板を、中性洗剤、アセトン、エタノー
ルを用いて超音波洗浄し、煮沸エタノール中から引き上
げて乾燥した。その後、ＵＶ／Ｏ₃ 洗浄を行った。

【００６９】次いで、基板を成膜室に移動し、真空蒸着
装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4Pa以
下まで減圧した。そして、４，４’，４”−トリス（−
Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ト
リフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）を蒸着速度０.
２nm／sec.で４０nmの厚さに蒸着し、ホール注入層とし
た。

【００７０】次に、減圧状態を保ったまま、Ｎ，Ｎ’−
ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミ
ノ−１，１’−ビフェニル（以下、ＴＰＤ）を蒸着速度
０．２nm／sec.で３５nmの厚さに蒸着し、ホール輸送層
とした。

【００７１】次に、減圧を保ったまま、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３）を蒸着速
度０.２nm／sec.で５０nmの厚さに蒸着して、電子注入
輸送・発光層とした。これら有機層の全体の厚みは１３
０nmであった。

【００７２】次いで、このＥＬ素子基板を真空蒸着装置
からスパッタ装置に移し、Ａｇ・Ｍｇをターゲットとし
て、ＤＣスパッタ法により、陰電極を成膜速度１０nm／
minで、１５０nmの厚さに成膜した。このときのスパッ
タガスにはＡｒを用い、ガス圧は１Paとした。また、投
入電力は１００Ｗ、基板・ターゲット間は８cmであっ
た。

【００７３】さらに、減圧を保ったまま、Ａｌターゲッ
トを用いたＤＣスパッタ法により、スパッタ圧力０．３
PaにてＡｌ保護層を２００nmの厚さに成膜した。このと
き、スパッタガスにはＡｒを用い、投入電力は５００
Ｗ、ターゲットの大きさは４インチ径、基板とターゲッ
トの距離は９０mmとした。

【００７４】このようにして作製した有機ＥＬカラーデ
ィスプレイに直流電圧を印加し、１０mA/cm²の一定電流
密度で連続駆動させた。有機ＥＬ構造体は、８．５V 、
４５０cd/cm²の緑色（発光極大波長λmax ＝４６０nm）
の発光が確認できた。青色発光部は、輝度１７１cd／cm
² で、色座標がｘ＝０．１２９，ｙ＝０．１０５、緑色
発光部は、輝度３１０cd／cm² で、色座標がｘ＝０．３
４０，ｙ＝０．６２５、赤色発光部は、輝度７５cd／cm
² で、色座標がｘ＝０．６４９，ｙ＝０．３３８の発光
色が得られた。

【００７５】次いで、この有機ＥＬカラーディスプレイ
を、大気中、温度８５℃で１００時間保存した後、１０
mA/cm²の一定電流密度で駆動させ、非発光面積の拡大を
測定した。結果を表１に示す。画素は１００×１００μ
m であり、縮小した発光部分の一辺と元々の画素の一辺
との間隔で非発光部の拡大を示す。

【００７６】

【表１】

【００７７】＜実施例２＞バリヤー層の組成がＳｉＯ
_1.95、波長６３２ｎｍにおける屈折率が１．４７にした
他は、実施例１と同様にして有機ＥＬカラーディスプレ
イを得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に
示す。

【００７８】＜比較例１＞バリヤー層を成膜しなかった
他は、実施例１と同様にして有機ＥＬカラーディスプレ
イを得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に
示す。

【００７９】＜比較例２＞バリヤー層の組成がＳｉＯ
_2.23、波長６３２ｎｍにおける屈折率が１．３８にした
他は、実施例１と同様にして有機ＥＬカラーディスプレ
イを得、実施例１と同様にして評価した。結果を表１に
示す。

【００８０】表１から明らかなように、本発明の有機Ｅ
Ｌカラーディスプレイは、非発光面積が比較例のものよ
りも小さく、保存性、信頼性に優れていることがわか
る。

【００８１】

【発明の効果】以上のように、本発明により、信頼性が
高く、製造が容易で、しかも低コストの有機ＥＬカラー
ディスプレイを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬカラーディスプレイの構成例
を示す概略断面図である。

【図２】本発明の有機ＥＬ構造体の構成例を示す概略断
面図である。

【符号の説明】１１基板１２蛍光変換層および／またはカラーフィルター層１３有機層１４バリヤー層１５有機ＥＬ構造体２１陽電極２２正孔注入層２３正孔輸送層２４発光層２５電子注入輸送層２６陰電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、蛍光性物質を含む蛍光変換層
および／またはカラーフィルター層と、有機層と、バリ
ヤー層と、有機ＥＬ構造体とを順次有し、前記有機層が熱硬化型樹脂または紫外線硬化型樹脂であ
り、前記バリヤー層が酸化ケイ素を含有している有機ＥＬカ
ラーディスプレイ。
【請求項２】前記バリヤー層の平均表面粗さ（Ｒa ）
が２〜５０ｎｍである請求項１の有機ＥＬカラーディス
プレイ。
【請求項３】前記有機層がアクリル樹脂である請求項
１または２の有機ＥＬカラーディスプレイ。
【請求項４】前記バリヤー層の波長６３２ｎｍにおけ
る屈折率が１．４０〜１．５５である請求項１〜３のい
ずれかの有機ＥＬカラーディスプレイ。
【請求項５】前記酸化ケイ素がＳｉＯ_x（ｘ＝１．８
〜２．２）である請求項１〜４のいずれかの有機ＥＬカ
ラーディスプレイ。
【請求項６】前記バリヤー層の発光光の透過率が８０
％以上である請求項１〜５のいずれかの有機ＥＬカラー
ディスプレイ。
【請求項７】前記バリヤー層がスパッタ法で成膜され
たものである請求項１〜６のいずれかの有機ＥＬカラー
ディスプレイ。