JP2000164349A - 有機el素子 - Google Patents
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Abstract
率的に水分捕らえてダークスポットの発生及び成長を抑
える。 【解決手段】 有機EL素子1は、基部をなす基板2の
上に陽極3が形成され、陽極3の上に発光層を含む有機
化合物からなる有機層4が積層され、更に有機層4の上
に陰極5が形成されている。水分を極力取り除いたドラ
イ雰囲気において、基板2の外周部分に封止部材6がシ
ール剤7により固着され、内部が気密保持された外囲器
8が構成される。粉体からなるポルトランドセメント9
Aは、封止部材6の凹部6aに収容された状態で水分を
通すシール部材10で覆われ、シール部材10を介して
侵入する外囲器8内の残留水分や外部からの水分を吸着
する。
Description
透明電極からなる一対の電極間に有機化合物材料の薄膜
が積層された有機エレクトロルミネッセンス素子(以
下、有機EL素子と略称する)に関する。
む薄膜を陰極と陽極の間に挟んだ構造であり、前記薄膜
に正孔及び電子を注入して再結合させることにより励起
子(エキシトン)を生成させ、この励起子が失活する際
の光の放出(蛍光・燐光)を利用して表示を行う素子で
ある。
子は、最近、10V程度の電圧で1000cd/m2 以
上の特性を示すことから、薄型で軽量な自発光型表示素
子として注目されている。
に構成される有機EL素子の最大の課題は耐久性の改善
であり、その中でもダークスポットと呼ばれる非発光部
の発生と成長が有機EL素子の寿命を支配する要因とし
て最も大きな問題となっている。ダークスポットが発生
する原因としては、空気中の水分及び酸素の影響が最も
大きいとされ、特に水分は極めて微量でも大きな影響を
及ぼすものとされている。
ため、使用する有機材料の精製、成膜時の真空の質、素
子の封止など、水分を極力取り除く工夫をし、ドライプ
ロセスで有機EL素子の製作を行っている。それでも、
十分な特性が得られていないのが現状である。
ダークスポットを根絶して長寿命化を図ることであり、
素子を乾燥雰囲気(ドライ窒素、ドライエア等)中で封
止することにより大幅に改善できる。加えて、封止基板
に別途酸化バリウムを捕水剤として固定することによ
り、水分のゲッターとして使用している。この内容は第
45回応用物理学関係連合講演会 講演予稿集 29p
−G−10で報告されている。
を使用する場合、酸化バリウムが毒性を持つ劇物である
ため、その使用を避けることが望まれている。
されたものであり、毒性の少ないポルトランドセメント
により効率的に水分捕らえてダークスポットの発生及び
成長を抑えることができる有機EL素子を提供すること
を目的としている。
め、請求項1の発明は、気密保持された外囲器内に、少
なくとも一方が透明電極からなる一対の電極間に発光層
を含む有機化合物からなる有機層が挟まれるように積層
形成された有機EL素子において、水分を吸着する補水
剤としてポルトランドセメントを用いたことを特徴とす
る。
子において、前記ポルトランドセメントが粉体からな
り、前記外囲器内の所定部位に設けられたことを特徴と
する。
子において、前記ポルトランドセメントがペースト状か
らなり、前記外囲器の所定部位に膜状に設けられたこと
を特徴とする。
説明するための断面図である。まず、図1に基づいて有
機EL素子の基本構成について説明する。
縁性及び透明性を有するガラス等の基板2を基部として
いる。基板2の上には陽極3が形成されている。陽極3
は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜
が所定パターン形状(例えばストライプ状)にパターン
ニングされた透明電極である。陽極3の一部は、基板2
の端部に引き出されて不図示の駆動回路に接続される。
る有機層4が積層形成されている。図1における有機層
4は、陽極3の上に成膜されたホール注入層としての銅
フタロシアニン(CuPc)有機膜4aと、CuPc有
機膜4aの上に成膜されたホール輸送層としてのα−N
PD(Bis(N−(1−naphtyl −N−phneyl)benz
idine )有機膜4bと、α−NPD有機膜4bの上に成
膜された発光層兼電子輸送層としてのトリス(8−キノ
リノラト)アルミニウム(Alq3 )有機膜4cの3層
構造からなる。
る。陰極5は、例えばAl、Li、Mg、Ag、In等
の仕事関数の小さい金属材料単体やAl−Li、Mg−
Ag等の仕事関数の小さい合金からなる金属薄膜が所定
パターン形状(例えば陽極と直交するストライプ状)に
パターンニングされた電極である。陰極5の一部は、基
板2の端部に引き出されて不図示の駆動回路に接続され
る。そして、上記陽極3、有機層4及び陰極5により所
定パターン形状(例えばドット状)の発光部を形成して
いる。
いた不活性ガス(例えばドライ窒素)やドライエアによ
るドライ雰囲気において、ガラス基板、金属キャップや
樹脂キャップ等の封止部材6がシール剤7により固着さ
れている。これにより、内部が気密保持された外囲器8
が構成され、基板2の内面に積層形成された陽極3、有
機層4及び陰極5が保護される。
は、陽極3と陰極5との間に電圧を印加して定電流を流
すと、有機層4に対し、陽極3から正孔が、陰極5から
電子がそれぞれ注入される。そして、注入された正孔と
電子が再結合して励起子を生成し、この励起子が失活す
る際の光の放出により所望の表示がなされる。その際の
発光は、透明電極である陽極3を介して基板2の外側か
ら観測される。
よる有機EL素子1において、毒性の少ないポルトラン
ドセメントを捕水剤として使用することにより、ダーク
スポットの発生及び成長を抑制している。
SO4 ・2H2 O(石膏)、3CaO・Al2 O3 (ア
ルミン酸3酸化カルシウム)、3CaO・SiO2 (ケ
イ酸3酸化カルシウム)、2CaO・SiO2 (ケイ酸
2酸化カルシウム)、3CaO・Al2 O3 ・Fe2 O
3 (アルミノ鉄酸3酸化カルシウム)の混合物からな
る。ポルトランドセメントとしては、水分が除去される
温度(例えば200〜1500℃程度)で加熱したもの
が使用される。
は、有機EL素子1の補水剤として用いることで、長い
時間をかけて水と反応し、化学吸着及び物理吸着により
以下に示すような反応生成物を得る。
Al2 O3 が水と反応することにより、3CaO・Al
2 O3 ・3CaSO4 ・32H2 Oと3CaO・Al2
O3・6H2 Oを生成する。3CaO・SiO2 と2C
aO・SiO2 が水と反応することにより、3CaO・
SiO2 ・3H2 OとCa(OH)2 を生成する。3C
aO・Al2 O3 ・Fe2 O3 が水と反応することによ
り、3CaO・Al2O3 ・6H2 Oと3CaO・Fe
2 O3 ・6H2 Oを生成する。
して使用したときの有機EL素子1の概略構成を示す断
面図、図3(a),(b)はポルトランドセメントをペ
ースト状態で使用するときの有機EL素子の概略構成を
示す断面図である。
を補水剤として使用する場合には、図2に示すように、
例えば金属キャップや樹脂キャップからなる封止部材6
の内面に粉体のポルトランドセメント9Aを収容するた
めの凹部6aを形成しておき、この凹部6aにポルトラ
ンドセメント9Aが収容される。そして、ポルトランド
セメント9Aを収容した凹部6aは、例えばテフロン等
の水分を通すシート状のシール部材10によって覆われ
る。
メント9Aは、シール部材10を介して侵入する水との
反応により上述した生成物を生成し、外囲器8内の残留
水分や外部からの水分を吸着(化学吸着、物理吸着)す
る。
(9)を補水剤として使用する場合には、図3(a)に
示すように、例えばガラス基板、金属キャップや樹脂キ
ャップ等の封止部材6の内面に膜状に形成する。また、
図3(b)に示すように、基板2の表示面を除く外囲器
8の外壁面全面に膜状に形成する。このペースト状のポ
ルトランドセメント9Bは、基板2の表示面を除く外囲
器8の外壁面の一部に膜状に形成してもよい。
ト状態のポルトランドセメント9Bを使用する場合、ペ
ーストを作製するためのバインダーとしてはポリ塩化ビ
ニル、ポリ酢酸ビニルのような熱可塑性高分子、エポキ
シ樹脂、ウレタン樹脂のような熱硬化性高分子が用いら
れる。
合には、エポキシ樹脂(主剤):エポキシ樹脂硬化剤:
ポルトランドセメント=1:1.5:5の配合比率とな
る。これらの材料は、エポキシ樹脂とエポキシ樹脂硬化
剤を混ぜ、次いで攪拌を続けながらポルトランドセメン
トを徐々に加えてゆく。この材料をスプレーまたはロー
ラー、ハケ等を利用して図3(a),(b)に示すよう
に有機EL素子1に膜状に実装する。
セメント9は、図示はしないが、基板2と封止部材6と
の間の外周部分を封着するシール剤(例えば紫外線硬化
樹脂やエポキシ系の熱硬化樹脂等の接着剤)7に混入さ
せてもよい。
に膜状に形成されたポルトランドセメント9Bは、水と
の反応により上述した生成物を生成し、外囲器8内の残
留水分や外部からの水分を吸着する。
ば、表示面を除く外囲器の外壁面全面がポルトランドセ
メントで覆われるので、外囲器の強度が増し、有機EL
素子の耐久性の向上を図ることができる。
ルトランドセメント9(9A,9B)を捕水剤として用
いた構成なので、従来の酸化バリウムと比較して毒性が
少なく、有機EL素子の最大の課題とされているダーク
スポットの発生及び成長を抑えることができる。しか
も、補水剤として用いられるポルトランドセメントは、
水との反応式からも解るように、化学吸着と物理吸着の
両方の機能を兼ね備えているので、より効果的に水分を
吸着することができる。また、ポルトランドセメント
は、大量に生産され市販されいるので、入手しやすく、
安価である。
用いた有機EL素子の実施例について説明する。ガラス
基板の表面にITOによる陽極が形成されたガラス基板
を洗浄、乾燥する。その後、真空蒸着装置にセットし、
10-5torrの真空にする。この状態で、陽極の上に
CuPc有機膜を20nm、さらにα−NPD有機膜を
20nm蒸着し、次にAlq3 有機膜を50nm蒸着す
る。その後、一旦真空を解除する。この状態で、さらに
Al−Liによる陰極を200nm蒸着して素子とす
る。その後、窒素雰囲気中で封止を行う。この際、ポル
トランドセメントの粉末を封入した。この結果、素子の
輝度劣化及びダークスポットの成長が抑えられた。
よれば、ポルトランドセメントを捕水剤として用いた構
成なので、従来の酸化バリウムより毒性が少なく、有機
EL素子の最大の課題であるダークスポットの発生及び
成長を抑えることができる。しかも、ポルトランドセメ
ントは、水との反応式からも解るように、化学吸着と物
理吸着の両方の機能を兼ね備えているので、より効果的
に水分を吸着することができる。また、ポルトランドセ
メントは、大量に生産され市販されているので、入手し
やすく安価である。
図
図であって、粉体のポルトランドセメントを補水剤とし
て使用したときの有機EL素子の断面図
の実施の形態を示す図であって、ペースト状のポルトラ
ンドセメントを補水剤として使用したときの有機EL素
子の断面図
5…陰極、8…外囲器、9…ポルトランドセメント(補
水剤)。
Claims (3)
- 【請求項1】 気密保持された外囲器内に、少なくとも
一方が透明電極からなる一対の電極間に発光層を含む有
機化合物からなる有機層が挟まれるように積層形成され
た有機EL素子において、 水分を吸着する補水剤としてポルトランドセメントを用
いたことを特徴とする有機EL素子。 - 【請求項2】 前記ポルトランドセメントが粉体からな
り、前記外囲器内の所定部位に設けられた請求項1記載
の有機EL素子。 - 【請求項3】 前記ポルトランドセメントがペースト状
からなり、前記外囲器の所定部位に膜状に設けられた請
求項1記載の有機EL素子。
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Cited By (6)
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