JPH1140345A - 有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス装置Info
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Abstract
脂によって被覆する場合において、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子にショートが生じたりするのを抑制して
長期にわたって安定した発光が行なえる有機エレクトロ
ルミネッセンス装置を提供する。 【構成】 ホール注入電極11と電子注入電極15との間に
少なくとも有機材料を用いた発光層13を有する有機エレ
クトロルミネッセンス素子10が基板1上に形成されると
共に、有機エレクトロルミネッセンス素子が封止樹脂30
によって被覆されてなる有機エレクトロルミネッセンス
装置において、有機エレクトロルミネッセンス素子と封
止樹脂との間に有機エレクトロルミネッセンス素子を被
覆するように無機保護膜20を設けた。
Description
と電子注入電極との間に少なくとも有機材料を用いた発
光層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子が基板
上に形成された有機エレクトロルミネッセンス装置に係
り、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子が劣化す
るのを抑制するようにした有機エレクトロルミネッセン
ス装置に関するものである。
て、従来より一般に使用されているCRTに比べて消費
電力が少なく容積の小さい平面表示素子のニーズが高ま
り、このような平面表示素子の一つとしてエレクトロル
ミネッセンス素子が注目されている。
ンス素子は、使用する材料によって無機エレクトロルミ
ネッセンス素子と有機エレクトロルミネッセンス素子と
に大別される。
子は、一般に発光部に高電界を作用させ、電子をこの高
電界中で加速して発光中心に衝突させ、これにより発光
中心を励起させて発光させるようになっている。これに
対し、有機エレクトロルミネッセンス素子は、電子注入
電極とホール注入電極とからそれぞれ電子とホールとを
発光部内に注入し、このように注入された電子とホール
とを発光中心で再結合させて、有機分子を励起状態に
し、この有機分子が励起状態から基底状態に戻るときに
蛍光を発光するようになっている。
子の場合には、上記のように高電界を作用させるため
に、その駆動電圧として100〜200Vと高い電圧を
必要とするのに対して、有機エレクトロルミネッセンス
素子の場合には、5〜20V程度の低い電圧で駆動でき
るという利点があった。
ス素子の場合には、発光材料である螢光物質を選択する
ことによって適当な色彩に発光する発光素子を得ること
ができ、マルチカラーやフルカラーの表示装置等として
も利用できるという期待があり、さらに低電圧で面発光
できるために、液晶表示素子等のバックライトとして利
用することも考えられた。
エレクトロルミネッセンス素子について様々な研究が行
なわれ、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール
輸送層と発光層と電子輸送層とを積層させたDH構造と
称される三層構造のものや、ホール注入電極と電子注入
電極との間にホール輸送層と電子輸送性に富む発光層と
が積層されたSH−A構造と称される二層構造のもの
や、ホール注入電極と電子注入電極との間にホール輸送
性に富む発光層と電子輸送層とが積層されたSH−B構
造と称される二層構造のものが開発されている。
センス素子においては、一般に上記のホール注入電極に
ITO(インジウム−スズ酸化物)等の仕事関数が大き
くて透明な電極材料を用い、このホール注入電極をガラ
ス基板等の透明な基板上に形成する一方、電子注入電極
においては、電子が効率よく注入されるようにするた
め、マグネシウム等の仕事関数が小さい電極材料を用い
るようにしていた。
ッセンス素子を空気中に放置しておくと、空気中におけ
る水分や酸素により仕事関数の低い金属で構成された電
子注入電極が酸化されたり、発光層等に使用した有機材
料が次第に結晶化してショート等が生じ、安定した発光
が行なえなくなるという問題があった。
基板上に設けた有機エレクトロルミネッセンス素子を封
止樹脂によって被覆し、またこの封止樹脂上にシールド
ガラス等のシールド材を取り付けて、空気中の水分や酸
素により電子注入電極が酸化されたり、発光層等に使用
した有機材料が結晶化したりするのを抑制するようにし
た有機エレクトロルミネッセンス装置が用いられるよう
になった。
ッセンス素子の周囲を封止樹脂によって被覆するにあた
り、この有機エレクトロルミネッセンス素子の全面を封
止樹脂によって被覆させた場合、この封止樹脂を重合さ
せて硬化させる際に、この封止樹脂の体積が変化し、こ
れにより封止樹脂と有機エレクトロルミネッセンス素子
との接着面に応力が生じて、この有機エレクトロルミネ
ッセンス素子の一部に微少な破壊が発生し、通電時にシ
ョートが生じる等の問題があった。
によって有機エレクトロルミネッセンス素子との接着面
に応力が生じるのを少なくするため、上記の封止樹脂に
よって有機エレクトロルミネッセンス素子の全面を被覆
させるのではなく、有機エレクトロルミネッセンス素子
の一部を被覆させずに、この有機エレクトロルミネッセ
ンス素子の周辺部だけを封止樹脂によって被覆し、この
封止樹脂上にシールドガラス等のシールド材を取り付け
ると共に、このシールド材と上記の有機エレクトロルミ
ネッセンス素子の露出部分との間の空間部に水分や酸素
が入るのを抑制するように、この空間部に窒素ガス等の
不活性ガスを充填させるようにしたものが考えられた。
ッセンス素子の周辺部だけを封止樹脂によって被覆し、
この封止樹脂上にシールド材を取り付けて、このシール
ド材と有機エレクトロルミネッセンス素子の露出部分と
の間の空間部に不活性ガスを充填させた場合において
も、この不活性ガスが有機エレクトロルミネッセンス素
子と接触することになり、長時間室温で放置したり、6
0℃以上の高温で放置すると、次第に有機エレクトロル
ミネッセンス素子における有機材料に結晶が析出して、
有機エレクトロルミネッセンス素子が破壊され、通電時
にショートが発生する等の問題が依然として存在した。
入電極と電子注入電極との間に少なくとも有機材料を用
いた発光層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス
素子を基板上に形成し、この有機エレクトロルミネッセ
ンス素子を封止樹脂によって被覆するようにした有機エ
レクトロルミネッセンス装置における上記のような問題
を解決することを課題とするものである。
クトロルミネッセンス素子を封止樹脂によって被覆する
にあたり、この封止樹脂を硬化させた場合に、この封止
樹脂と有機エレクトロルミネッセンス素子との接触面に
応力が作用して有機エレクトロルミネッセンス素子の一
部が破壊されたり、また有機エレクトロルミネッセンス
素子の周辺部だけを封止樹脂によって被覆し、この封止
樹脂上にシールド材を取り付けて、このシールド材と有
機エレクトロルミネッセンス素子の露出部分との間の空
間部に不活性ガスを充填させた場合においても、この不
活性ガスとの接触によって有機エレクトロルミネッセン
ス素子における有機材料に結晶が生じたりするというこ
ともなく、長期にわたって安定した発光が行なえる有機
エレクトロルミネッセンス装置を提供することを課題と
するものである。
ける有機エレクトロルミネッセンス素子においては、上
記のような課題を解決するため、ホール注入電極と電子
注入電極との間に少なくとも有機材料を用いた発光層を
有する有機エレクトロルミネッセンス素子が基板上に形
成されると共に、この有機エレクトロルミネッセンス素
子が封止樹脂によって被覆されてなる有機エレクトロル
ミネッセンス装置において、上記の有機エレクトロルミ
ネッセンス素子と封止樹脂との間に有機エレクトロルミ
ネッセンス素子を被覆するように無機保護膜を設けたの
である。
トロルミネッセンス装置のように、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子とこれを被覆する封止樹脂との間に無機
保護膜を設けると、この無機保護膜が緩衝材となり、封
止樹脂が硬化して体積変化した場合であっても、この体
積変化による応力が無機保護膜によって緩和されて有機
エレクトロルミネッセンス素子に加わる応力が減少し、
有機エレクトロルミネッセンス素子の一部が破壊される
のが抑制され、長期にわたって安定した発光が行なえる
ようになる。
レクトロルミルッセンス装置においては、上記のような
課題を解決するため、ホール注入電極と電子注入電極と
の間に少なくとも有機材料を用いた発光層を有する有機
エレクトロルミネッセンス素子が基板上に形成されると
共に、この有機エレクトロルミネッセンス素子の一部が
露出するようにして封止樹脂によりこの有機エレクトロ
ルミネッセンス素子が被覆され、上記の露出部分を閉塞
するようにして封止樹脂上にシールド材が取り付けら
れ、このシールド材と露出部分との間に空間部が形成さ
れてなる有機エレクトロルミネッセンス装置において、
上記の有機エレクトロルミネッセンス素子と封止樹脂と
の間及び上記の露出部分における有機エレクトロルミネ
ッセンス素子を被覆するようにして無機保護膜を設け
た。
トロルミネッセンス装置のように、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子の一部が露出するようにして封止樹脂に
より有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆し、この
露出部分を閉塞するようにして上記の封止樹脂上にシー
ルド材を設けるにあたり、上記の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子と封止樹脂との間及びこの露出部分におい
て、有機エレクトロルミネッセンス素子を無機保護膜で
被覆すると、封止樹脂の硬化によって有機エレクトロル
ミネッセンス素子の一部が破壊されるのがより一層抑制
されると共に、上記の空間部にどのようなガスが充填さ
れていても、このガスが有機エレクトロルミネッセンス
素子に接触して有機エレクトロルミネッセンス素子にお
ける有機材料が結晶化するのが防止され、長期にわたっ
て安定した発光が行なえるようになる。
トロルミネッセンス装置のように、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子を無機保護膜で被覆させるようにする
と、この無機保護膜を有機エレクトロルミネッセンス素
子の場合と同様に真空蒸着法で形成することができるよ
うになる。
ように封止樹脂が硬化して体積変化する場合に、この体
積変化による応力が緩和させて有機エレクトロルミネッ
センス素子に加わる応力を減少させることができるよう
なものであればよく、好ましくは、有機エレクトロルミ
ネッセンス素子との接着力が弱い一酸化ケイ素で構成さ
れた無機保護膜を設けるようにする。
記のように封止樹脂が硬化して体積変化した場合に、こ
の体積変化による応力が有機エレクトロルミネッセンス
素子に加わるのを十分に緩和することがてきなくなるた
め、この無機保護膜の膜厚を500Å以上、好ましくは
5000Å以上になるようにする。
ロルミネッセンス装置を添付図面に基づいて具体的に説
明すると共に、比較例を挙げ、この発明の実施例におけ
る有機エレクトロルミルッセンス装置においては、長期
にわたって安定した発光が行なえるようになることを明
らかにする。
レクトロルミネッセンス装置においては、図1に示すよ
うに、ガラス基板1上にITOで構成されて膜厚が20
00Åになった透明なホール注入電極11を形成し、こ
のホール注入電極11上に、下記の化1に示すトリフェ
ニルアミン誘導体MTDATAで構成されて膜厚が50
0Åになったホール輸送層12と、下記の化2に示すα
NPDからなるホスト材料中に下記の化3に示すルブレ
ンが5重量%ドープされて膜厚が200Åになった発光
層13と、下記の化4に示すトリス(8−キノリノー
ル)アルミニウム錯体Alq3で構成されて膜厚が50
0Åになった電子輸送層14とを順々に積層させると共
に、この電子輸送層14上の一部にマグネシウム・イン
ジウム合金で構成されて膜厚が2000Åになった電子
注入電極15を設け、さらにこの電子注入電極15の上
にアルミニウム膜で構成されて膜厚が15000Åにな
った電極保護膜16を設けて有機エレクトロルミネッセ
ンス素子10を形成した。
された有機エレクトロルミネッセンス素子10の全面を
覆うようにして膜厚が5000Åになった一酸化ケイ素
SiOからなる無機保護膜20を設けた。なお、上記の
有機エレクトロルミネッセンス素子10の作製及び無機
保護膜20の形成は、全て抵抗加熱式真空蒸着法により
行ない、いずれも真空度5×10-6Torrで、基板温
度の制御なしの条件で行なった。
センス素子10を無機保護膜20で被覆した後、この無
機保護膜20全体を覆うようにして、さらにエポキシ系
の紫外線硬化型の封止樹脂30を膜厚が10〜20μm
になるようにベタ付けし、その上にシールドガラスから
なるシールド材31を載置させ、その後、上記の封止樹
脂30に紫外線を照射させて、この封止樹脂30を硬化
させた。なお、上記のような操作は、湿度0.5%以下
で窒素ガスを充填させたドライボックス中において室温
で行なった。
レクトロルミネッセンス装置においては、上記の実施例
1における有機エレクトロルミネッセンス装置におい
て、上記のSiOからなる無機保護膜20を設けないよ
うにし、それ以外については、上記の実施例1の場合と
同様にして有機エレクトロルミネッセンス装置を作製し
た。
有機エレクトロルミネッセンス装置を、温度60℃、湿
度90%の恒温恒湿器中に放置させ、その後、上記のホ
ール注入電極11をプラス、電子注入電極15をマイナ
スにして電圧を印加させ、各有機エレクトロルミネッセ
ンス装置における発光状態を調べた。
ロルミネッセンス装置においては、上記の恒温恒湿器中
に24時間放置した場合に、有機エレクトロルミネッセ
ンス素子10にショートが生じて発光が得られなかっ
た。
クトロルミネッセンス装置においては、上記の恒温恒湿
器中に24時間放置した後であっても、十分な発光が得
られた。
ネッセンス装置を上記の恒温恒湿器中に所定時間放置さ
せて、この有機エレクトロルミネッセンス装置における
ダークスポットの成長を調べるようにした。ここで、ダ
ークスポットの成長を調べるにあたっては、その有機エ
レクトロルミネッセンス素子10の発光面を倍率50倍
の光学顕微鏡を用いて写真撮影を行ない、各放置時間に
おけるダークスポットの面積を求めて、ダークスポット
の面積率を算出し、その結果を下記の表1に示した。
トロルミネッセンス素子10と封止樹脂30との間にS
iOからなる無機保護膜20を設けた実施例1の有機エ
レクトロルミネッセンス装置においては、高温高湿度下
で放置させた場合においても、ダークスポットの成長が
非常に少なく、安定した発光が行なえるようになってい
た。
レクトロルミネッセンス装置においては、上記の実施例
1における有機エレクトロルミネッセンス装置と同様に
して有機エレクトロルミネッセンス素子10を作製する
と共に、この有機エレクトロルミネッセンス素子10の
全面を覆うようにしてSiOからなる無機保護膜20を
設けた。
ミネッセンス装置においては、上記のように有機エレク
トロルミネッセンス素子10を被覆した無機保護膜20
を上記の封止樹脂30で被覆させるにあたり、この無機
保護膜20の周辺部分に上記の封止樹脂30を設け、そ
の中央部においては封止樹脂30を設けずに、無機保護
膜20が露出するようにし、この状態で、この封止樹脂
30上にシールドガラスからなるシールド材31を載置
させ、その後、上記の封止樹脂30に紫外線を照射して
硬化させた。なお、このようにして実施例2の有機エレ
クトロルミネッセンス装置を作製すると、上記の無機保
護膜20とシールド材31との間の空間部32にドライ
ボックス中における窒素ガスが充填された状態になっ
た。
レクトロルミネッセンス装置においては、上記の実施例
2における有機エレクトロルミネッセンス装置におい
て、上記のSiOからなる無機保護膜20を設けないよ
うにし、それ以外については、上記の実施例2の場合と
同様にして有機エレクトロルミネッセンス装置を作製し
た。
有機エレクトロルミネッセンス装置についても、上記の
実施例1及び比較例1の場合と同様に、温度60℃、湿
度90%の恒温恒湿器中に放置させ、その後、上記のホ
ール注入電極11をプラス、電子注入電極15をマイナ
スにして電圧を印加させ、各有機エレクトロルミネッセ
ンス装置における発光状態を調べた。
ロルミネッセンス装置においては、上記の恒温恒湿器中
に30時間放置した場合に、有機エレクトロルミネッセ
ンス素子10にショートが生じて発光が得られなかっ
た。
トロルミネッセンス装置の状態を調べると、窒素ガスが
充填された空間部32と接触している部分において、上
記の有機エレクトロルミネッセンス素子10に結晶が生
じ、これがショートの原因になっていることが分かっ
た。
クトロルミネッセンス装置においては、上記の恒温恒湿
器中に30時間放置した後であっても、十分な発光が得
られた。
ネッセンス装置についても、上記の実施例1の場合と同
様に、恒温恒湿器中に所定時間放置させて、この有機エ
レクトロルミネッセンス装置におけるダークスポットの
成長を調べ、各放置時間におけるダークスポットの面積
率を算出し、その結果を下記の表2に示した。
クトロルミネッセンス装置においても、長期にわたって
安定した発光が行なえるようになっていた。
トロルミネッセンス装置において、上記のSiOからな
る無機保護膜20の膜厚だけを下記の表3に示すように
変更させた各有機エレクトロルミネッセンス装置をそれ
ぞれ100個作製し、各有機エレクトロルミネッセンス
装置を、それぞれ温度60℃、湿度90%の恒温恒湿器
中で1日放置させた後、各有機エレクトロルミネッセン
ス装置におけるショート発生率を調べ、その結果を表3
に合わせて示した。
を設けた各有機エレクトロルミネッセンス装置は、この
ような無機保護膜20を設けなかった有機エレクトロル
ミネッセンス装置に比べてショート発生率が著しく低下
しており、特に、このSiOからなる無機保護膜20の
膜厚を5000Å以上にした場合には、有機エレクトロ
ルミネッセンス装置におけるショート発生率が非常に少
なくなっていた。
1における有機エレクトロルミネッセンス装置において
は、有機エレクトロルミネッセンス素子とこれを被覆す
る封止樹脂との間に無機保護膜を設けるようにしたた
め、この無機保護膜が緩衝材となり、封止樹脂が硬化し
て体積変化した場合であっても、この体積変化による応
力がこの無機保護膜によって緩和されて、有機エレクト
ロルミネッセンス素子に加わる応力が減少し、有機エレ
クトロルミネッセンス素子の一部が破壊するのが防止さ
れて、長期にわたって安定した発光が行なえるようにな
った。
レクトロルミルッセンス装置においては、有機エレクト
ロルミネッセンス素子の一部が露出するようにして封止
樹脂により有機エレクトロルミネッセンス素子を被覆
し、この露出部分を閉塞するようにして封止樹脂上にシ
ールド材を設けるにあたり、上記の有機エレクトロルミ
ネッセンス素子と封止樹脂との間及びこの露出部分にお
いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を無機保護膜
で被覆するようにしたため、封止樹脂の硬化によって有
機エレクトロルミネッセンス素子の一部が破壊されるの
がより一層抑制されると共に、シールド材と無機保護膜
との間の空間部にどのようなガスが充填されていても、
この無機保護膜によってガスが有機エレクトロルミネッ
センス素子に接触するのが抑制され、この有機エレクト
ロルミネッセンス素子における有機材料がガスと接触し
て結晶化するのが防止され、長期にわたって安定した発
光が行なえるようになった。
ネッセンス装置の概略説明図である。
ス装置の概略説明図である。
ネッセンス素子の概略説明図である。
の概略説明図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 ホール注入電極と電子注入電極との間に
少なくとも有機材料を用いた発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子が基板上に形成されると共に、
この有機エレクトロルミネッセンス素子が封止樹脂によ
って被覆されてなる有機エレクトロルミネッセンス装置
において、上記の有機エレクトロルミネッセンス素子と
封止樹脂との間に有機エレクトロルミネッセンス素子を
被覆するように無機保護膜が設けられてなることを特徴
とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 【請求項2】 ホール注入電極と電子注入電極との間に
少なくとも有機材料を用いた発光層を有する有機エレク
トロルミネッセンス素子が基板上に形成されると共に、
この有機エレクトロルミネッセンス素子の一部が露出す
るようにして封止樹脂によりこの有機エレクトロルミネ
ッセンス素子が被覆され、上記の露出部分を閉塞するよ
うにして封止樹脂上にシールド材が取り付けられ、この
シールド材と露出部分との間に空間部が形成されてなる
有機エレクトロルミネッセンス装置において、上記の有
機エレクトロルミネッセンス素子と封止樹脂との間及び
上記の露出部分における有機エレクトロルミネッセンス
素子を被覆するようにして無機保護膜が設けられてなる
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載した有機エレクト
ロルミネッセンス装置において、上記の無機保護膜が一
酸化ケイ素で構成されていることを特徴とする有機エレ
クトロルミネッセンス装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載した有機エレクトロルミ
ネッセンス装置において、上記の一酸化ケイ素で形成さ
れた無機保護膜の膜厚が5000Å以上であることを特
徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19083097A JP3354444B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 有機エレクトロルミネッセンス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19083097A JP3354444B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 有機エレクトロルミネッセンス装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1140345A true JPH1140345A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3354444B2 JP3354444B2 (ja) | 2002-12-09 |
Family
ID=16264482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19083097A Expired - Lifetime JP3354444B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 有機エレクトロルミネッセンス装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3354444B2 (ja) |
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