JP2006269351A

JP2006269351A - トップエミッション型マルチフォトン有機ｅｌ表示パネル

Info

Publication number: JP2006269351A
Application number: JP2005088883A
Authority: JP
Inventors: Nagaharu Ra; 永春羅; Naomi Nagai; 直美永井; Nobuhito Miura; 伸仁三浦; Osanori Tsutsui; 長徳筒井; Shigeki Naka; 茂樹中; Hiroyuki Okada; 裕之岡田; Hiroyoshi Mekawa; 博義女川
Original assignee: AITESU KK; Ites Co Ltd
Current assignee: AITESU KK; Ites Co Ltd
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2005-03-25
Publication date: 2006-10-05
Also published as: US20060214565A1; CN1855574A

Abstract

【課題】本発明の目的は、トップエミッション型のマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルを提案し、低い製造コストで発光効率の高い有機ＥＬ表示パネルを提供することにある。
【解決手段】本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成した陰極と、前記陰極上に積層した複数の有機層と、前記複数の有機層中、最上層の有機層上に形成した透明陽極と、を含み、前記各有機層間に電荷生成層を挟んだことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル（以下本明細書において、「有機ＥＬ表示パネル」という。）に関し、特にトップエミッション型のマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルに関するものである。

有機ＥＬ表示パネルは有機ＥＬ素子をガラス等の基板上に配置させ、有機ＥＬ素子を発光させる。有機ＥＬ表示パネルは、消費電力、反応スピード、視野や輝度の点で優れており、次世代のディスプレイや平面型照明等として期待されている。

有機ＥＬ素子は、陽極と陰極の間に有機層を挟んで構成される。ここで有機層は、発光層以外に電子又はホール注入層、電子又はホール輸送層等の複数の層を含み得る。その発光原理は、発光ダイオード（ＬＥＤ；ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）の発光メカニズムと同じ原理による。即ち、陽極と陰極の２つの電極間に直流電圧をかけると、発光層に正孔と電子が送り込まれる。発光層中で正孔と電子が再結合を起こして発生するエネルギーによって、発光層に含まれる有機分子の電子状態が励起状態に励起される。この極めて不安定な電子状態が基底状態に落ちる際にエネルギーを光として放出し、有機ＥＬ素子が発光する。従って有機ＥＬ素子は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ；ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）とも呼ばれている。

有機ＥＬ表示パネルの光の取り出し方にはボトムエミッション方式とトップエミッション方式がある。ここでボトムエミッション方式とは、図３に示すように、ガラス基板１６上に透明電極１０、有機層１２、金属陰極１４を積層し、光を有機ＥＬ表示パネル１５１のガラス基板１６側から取り出す方式である。また、トップエミッション方式とは、図４に示すように、絶縁基板１６上に金属電極１４、有機層１２、透明電極１０を積層し、有機ＥＬ表示パネル１０１の上面電極層１０側から光を取り出す方式である。

上記のような有機層を一層のみ両極間に挟持する従来の有機ＥＬ表示パネルに対して、近年有機層を複数積層して有機ＥＬ表示パネルの発光輝度を高めるマルチフォトン型の有機ＥＬ表示パネルが開発されている。非特許文献１に開示されたマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、図５に示すように、ガラス基板１６上に形成したITO透明電極１０と、Ａｌで形成したカソード１４間に複数の有機層１２を積層し、有機層間には電荷生成層（Charge Generation Layer；以下「ＣＧＬ」ともいう）５５を挟んで形成される。電荷生成層５５は有機層上にITOをスパッタしたり、Ｖ_２Ｏ_５層を蒸着して形成する。

ＳＩＤ０３ＤＩＧＥＳＴ（９７９頁〜９８１頁）第６５回応用物理学会学術講演会講演予稿集（１１７８頁）

しかし、Ｖ_２Ｏ_５層の蒸着は再現性が低く、又、高温で行なう必要があるためＶ_２Ｏ_５層の蒸着専用のチャンバーを必要としコストがかかるという問題があった。また、電荷生成層５５としてITOを有機層１２上にスパッタすると、スパッタにより発生する粒子が有機層１２にダメージを与えるという問題があった。

更に、上記マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル５１はボトムエミッション方式であるため、ITO等の透明電極１０及びガラス基板１６側から光が放射される。従って有機層１２より発光された光はガラス基板１６を透過する際反射や減衰を受け、発光効率は低下する。

そこで本発明は、トップエミッション型のマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルを提案し、低い製造コストで発光効率の高い有機ＥＬ表示パネルを提供することを目的とする。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、絶縁基板上に陰極を形成し、前記陰極上に交互に複数の有機層と電荷生成層を積層して形成する。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成した陰極と、前記陰極上に積層した複数の有機層と、前記複数の有機層中、最上層の有機層上に形成した透明陽極と、を含み、前記各有機層間に電荷生成層を挟んだことを特徴とする。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記電荷生成層は、前記各有機層上に蒸着したＭｏＯ_３層と、該ＭｏＯ_３層上にスパッタしたＩＴＯ層又はＩＺＯ層とから形成し得る。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記電荷生成層は、前記各有機層上にＶ_２Ｏ_５層を蒸着してもよい。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記透明陽極は、前記最上層の有機層上に蒸着したＭｏＯ_３層と、該ＭｏＯ_３層上にスパッタしたＩＴＯ層又はＩＺＯ層とから形成され得る。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記有機層は発光層を含む。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記有機層は、電子輸送層及び／または正孔輸送層を含み得る。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記陰極は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｌの何れかの金属で形成され得る。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、前記陰極は、ＩＴＯ又はＩＺＯにより形成されてもよい。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの製造方法は、絶縁基板を準備するステップと、前記絶縁基板上に陰極を形成するステップと、前記陰極上に有機層を蒸着するステップと、前記有機層上に電荷生成層を積層するステップと、前記電荷生成層上に、前記有機層を蒸着するステップと前記電荷生成層を積層するステップとを一回以上交互に繰り返すステップと、を含む。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの製造方法は、前記電荷生成層は、前記複数の有機層上にＭｏＯ_３層を蒸着し、該ＭｏＯ_３層上にＩＴＯ層又はＩＺＯ層をスパッタして形成する。

本発明のトップエミッション型のマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、複数の有機層で発光された光は一定の条件下強め合い、上部透明陽極から放出されるため、高輝度を得ることができる。また、ボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示パネルと異なり透明陽極から放出される光はガラス基板を透過する必要がないので、高発光効率を得ることができる。

また、本発明のトップエミッション型のマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルは、電荷生成層を各有機層上に蒸着したＭｏＯ_３層と、ＭｏＯ_３層上にスパッタしたＩＴＯ層又はＩＺＯ層とから構成する。ＭｏＯ_３層を有機層上に蒸着するので、ＩＴＯ層又はＩＺＯ層１０をスパッタにより形成する際、スパッタにより発生する粒子から有機層１２を保護することができる。

ＭｏＯ_３層の蒸着は従来のようなＶ_２Ｏ_５層の蒸着と比べ再現性が高く、量産化を達成することができる。またＭｏＯ_３層の蒸着は高温で行なう必要がないため、特別のチャンバーを必要とせず、Ｖ_２Ｏ_５層の蒸着より低コストで行なうことができる。

本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの実施形態を、以下図を用いて説明する。図中、共通の構成要素の符号はすべて同じものを用いる。

図１において本実施形態の有機ＥＬ表示パネル１は、絶縁基板１６と、絶縁基板１６上に形成した陰極１４と、陰極１４上に積層した複数の有機層１２と、これら複数の有機層１２中で最上層の有機層１２上に形成した透明陽極１０とを含み、各有機層１２間に電荷生成層（ＣＧＬ）５を挟んだ構成のトップエミッション型のマルチフォトン有機ＥＬ表示パネルである。

透明陽極１０は、まず最上層の有機層１２上にＭｏＯ_３層３を蒸着し、ＭｏＯ_３層３上にＩＴＯ層又はＩＺＯ層をスパッタして形成する（非特許文献２参照）。ＭｏＯ_３層３を最上層の有機層１２上に蒸着するのは、透明陽極１０であるＩＴＯ層又はＩＺＯ層をスパッタにより形成する際、スパッタにより発生する粒子から有機層１２を保護するためである。ＭｏＯ_３層３の蒸着は、上記Ｖ_２Ｏ_５層の蒸着と異なり再現性が高く、また高温で行なう必要がないため特別のチャンバーを必要とせず、Ｖ_２Ｏ_５層の蒸着より低コストで行なうことができる。

陰極１４は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｌ等の金属で形成されるが、金属の種類は特に限定されない。あるいは陰極１４は、ＩＴＯ、ＩＺＯ等の透明電極により形成されてもよい。なお、絶縁基板１６には通常ガラス等の絶縁物質を用いるが、陰極１４をＩＴＯ等の透明電極で形成する場合は基板１６側から光が放射されないように、陰極１４との間に絶縁層を挟んで非透明の金属基板を用いてもよい。

図２（ｂ）のように有機層１２は発光層１２０を含み、発光層１２０を挟んで陰極側に電子輸送層１２２を、陽極側に正孔輸送層１２４を複数層含んでもよい。あるいは有機層１２は、図示はしないが電子輸送層１２２の陰極側に電子注入層を、正孔輸送層１２４の陽極側に正孔注入層を更に複数層含んでもよい。

上記のように絶縁基板１６から透明陽極１０に向かって上方外部に光を放射する本実施形態の有機ＥＬ表示パネル１は、トップエミッション型の有機ＥＬパネルである。有機ＥＬ表示パネル１はマルチフォトン型であり、複数の有機層１２で発光された光は一定の条件下強め合い、透明陽極１０から放出される。本実施形態の有機ＥＬ表示パネル１は、上記ボトムエミッション方式の有機ＥＬ表示パネル５１と異なり透明陽極１０から放出される光はガラス基板を透過する必要がないので、高発光効率を得ることができる。

また本実施形態の有機ＥＬ表示パネル１において、電荷生成層５は、各有機層１２上に蒸着したＭｏＯ_３層３と、ＭｏＯ_３層３上にスパッタした透明電極のＩＴＯ層又はＩＺＯ層１０とから形成し得る。ＭｏＯ_３層３を有機層１２上に蒸着するので、ＩＴＯ層又はＩＺＯ層１０をスパッタにより形成する際、スパッタにより発生する粒子から有機層１２を保護することができる。

あるいは、電荷生成層３は、従来のように各有機層１２上にＶ_２Ｏ_５層を蒸着して形成してもよい。この場合、電荷生成層３はＶ_２Ｏ_５層の蒸着のみにより形成されるので、スパッタは行なわれず、ＭｏＯ_３層３のような保護層を有機層１２上に積層する必要はない。電荷生成層３をＶ_２Ｏ_５層により形成した場合も有機ＥＬ表示パネル１はトップエミッション方式であるので、透明陽極１０から放出される光はガラス基板を透過する必要がなく、高発光効率を得ることができる。

ただし、上記のようにＭｏＯ_３層３の蒸着はＶ_２Ｏ_５層の蒸着と比べ再現性が高く、また高温で行なう必要がないため特別のチャンバーを必要とせず、Ｖ_２Ｏ_５層の蒸着より低コストで行なうことができる。

上記のような本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル１は、絶縁基板１６上に陰極１４を形成し、陰極１４上に交互に複数の有機層１２と電荷生成層５を積層して形成することができる。より詳細には、トップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル１は、一般的なスパッタ装置や蒸着装置による成膜により以下のような工程により製造することができる。

（１）絶縁基板１６を準備する。（２）絶縁基板１６上に陰極１４を蒸着する。（３）陰極１４上に有機層１２を蒸着する（４）有機層１２上に電荷生成層５を積層する。即ち、有機層１２上にＭｏＯ_３層３を蒸着し、ＭｏＯ_３層３上にITO層又はIZO層をスパッタにより積層する。（５）電荷生成層５上に、有機層１２を蒸着するステップと電荷生成層５を積層するステップとをｎ回（ｎ≧１）以上交互に繰り返す。

以上の（１）〜（５）の工程により、有機ＥＬ表示パネル１は、各有機層１２間に電荷生成層５を挟んでｎ+１（ｎ≧１）層の有機層１２を有し、最上層の有機層１２上にＭｏＯ_３層３を挟んでITO又はIZOよりなる陽極を備えたトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル１を得ることができる。工程（４）により電荷生成層５は、複数の有機層１２上に蒸着したＭｏＯ_３層３と、ＭｏＯ_３層３上にスパッタしたＩＴＯ層又はＩＺＯ層とから形成されているが、電荷生成層５は有機層１２上にＶ_２Ｏ_５層を蒸着することにより形成してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル１は上記実施形態に限定されるものではない。図１において有機層１２は２層としたが、図２（ａ）に示すように本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル１は任意の数の有機層１２を含み得る。

また、有機層１２は任意の公知の有機層であってよく、その成分、材料、厚さ、大きさ等は特に限定されない。陽極１０も特にＩＴＯ，ＩＺＯに限定されず、任意の透明電極が使用され得る。基板１６、陰極１４の成分、材料、厚さ、大きさ等も特に限定されない。

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。

本発明薄型ディスプレイや平面型照明、電子ペーパーなど、有機ＥＬを用いたすべての製品に利用可能である。

本発明の一実施形態におけるトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの断面模式図。本発明のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの断面模式図。従来のボトムエミッション型有機ＥＬ表示パネルの断面模式図。従来のトップエミッション型有機ＥＬ表示パネルの断面模式図。ボトムエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの断面模式図。

符号の説明

１：トップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル
３：ＭｏＯ_３層
５：ＣＧＬ（Charge Generation Layer）
１０：透明電極（ＩＴＯ／ＩＺＯ）
１２：有機層
１４：金属電極
１６：(ガラス)基板
５１：ボトムエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル
１０１：トップエミッション型有機ＥＬ表示パネル
１５１：ボトムエミッション型有機ＥＬ表示パネル

Claims

絶縁基板上に陰極を形成し、前記陰極上に交互に複数の有機層と電荷生成層を積層して形成するトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
絶縁基板と、
前記絶縁基板上に形成した陰極と、
前記陰極上に積層した複数の有機層と、
前記複数の有機層中、最上層の有機層上に形成した透明陽極と、
を含み、
前記各有機層間に電荷生成層を挟んだトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記電荷生成層は、前記各有機層上に蒸着したＭｏＯ_３層と、該ＭｏＯ_３層上にスパッタしたＩＴＯ層又はＩＺＯ層とから形成される、請求項１または請求項２に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記電荷生成層は、前記各有機層上にＶ_２Ｏ_５層を蒸着して形成される、請求項１乃至請求項３に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記透明陽極は、前記最上層の有機層上に蒸着したＭｏＯ_３層と、該ＭｏＯ_３層上にスパッタしたＩＴＯ層又はＩＺＯ層とから形成される、請求項１乃至請求項４に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記有機層は発光層を含む、請求項１乃至請求項５に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記有機層は、電子輸送層及び／または正孔輸送層を含む、請求項１乃至請求項６に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記陰極は、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ，Ａｇ，Ａｌの何れかの金属で形成される、請求項１乃至請求項７に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
前記陰極は、ＩＴＯ又はＩＺＯにより形成される、請求項１乃至請求項８に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネル。
絶縁基板を準備するステップと、
前記絶縁基板上に陰極を形成するステップと、
前記陰極上に有機層を蒸着するステップと、
前記有機層上に電荷生成層を積層するステップと、
前記電荷生成層上に、前記有機層を蒸着するステップと前記電荷生成層を積層するステップとを一回以上交互に繰り返すステップと、
を含むトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの製造方法。
前記電荷生成層は、前記複数の有機層上にＭｏＯ_３層を蒸着し、該ＭｏＯ_３層上にＩＴＯ層又はＩＺＯ層をスパッタして形成する、請求項１０に記載のトップエミッション型マルチフォトン有機ＥＬ表示パネルの製造方法。