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JP2000058270A - 光学素子および有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

光学素子および有機ｅｌディスプレイ

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JP2000058270A
JP2000058270A JP10220003A JP22000398A JP2000058270A JP 2000058270 A JP2000058270 A JP 2000058270A JP 10220003 A JP10220003 A JP 10220003A JP 22000398 A JP22000398 A JP 22000398A JP 2000058270 A JP2000058270 A JP 2000058270A
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JP
Japan
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electrode
organic layer
organic
layer
display
Prior art date
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Pending
Application number
JP10220003A
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English (en)
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Takayuki Hirano
貴之 平野
Tatsuya Sasaoka
龍哉 笹岡
Mitsunobu Sekiya
光信 関谷
Naoki Sano
直樹 佐野
Tetsuo Nakayama
徹生 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Priority to US09/365,905 priority patent/US6215250B1/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査側の電極の抵抗を小さくし、有機層で発
光した光の有効活用率を高め、陽極と陰極との間の短絡
を防止した光学素子の提供が望まれている。 【解決手段】 透明基板２１上に、透明導電材料からな
るストライプ状の第１の電極２２複数と、有機発光材料
からなる層を有した有機層２５と、金属あるいは合金か
らなるストライプ状の第２の電極２６複数とがこの順に
形成された光学素子２０である。第１の電極２２と有機
層２５との間に、これらを通じさせる開口２４を有した
絶縁層２３が設けられている。第１の電極２２と第２の
電極２６とは互いに略直交して配置されている。有機層
２５は第１の電極２２と第２の電極２６との交差する位
置にそれぞれ島状に独立して設けられているとともに、
平面視した状態で第１の電極２２の幅内に配置されてい
る。開口２４は有機層２５の平面視形状より小さな大き
さに形成されているとともに、有機層２５で覆われてい
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、有機発光層を有し
てなる光学素子と、有機電界発光素子を備えてなる有機
ＥＬ（Electroluminescence ）ディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子
と称する）から構成された多数の画素を備えてなる有機
ＥＬディスプレイは、有機ＥＬ素子に電圧が印加されて
その陰極から電子が、陽極から正孔がそれぞれ有機発光
層に注入され、この有機発光層中で電子−正孔の再結合
が起こることにより発光が生じる。
【０００３】このような有機ＥＬディスプレイに備えら
れる有機ＥＬ素子としては、例えば図９に示すシングル
ヘテロ型有機ＥＬ素子がある。この有機ＥＬ素子は、ガ
ラス基板等の透明基板１上にＩＴＯ（Indium tin oxid
e）等の透明導電膜からなる陽極２が設けられ、その上
に正孔輸送層３および発光層４からなる有機層５、アル
ミニウム等からなる陰極６がこの順に設けられることに
より、構成されたものである。
【０００４】そして、このような構成のもとに有機ＥＬ
素子は、陽極２に正の電圧、陰極６に負の電圧が印加さ
れると、陽極２から注入された正孔が正孔輸送層３を経
て発光層４に、また陰極６から注入された電子が発光層
４にそれぞれ到達し、発光層４内で電子−正孔の再結合
が生じる。このとき、所定の波長を持った光が発生し、
図９中矢印で示すように透明基板１側から外に出射す
る。
【０００５】したがって、この有機ＥＬ素子を例えばマ
トリックス状に多数配列することにより、前述したよう
に有機ＥＬディスプレイが形成されるのである。図１０
に、このような従来の有機ＥＬディスプレイの一例を示
す。図１０に示した有機ＥＬディスプレイは、透明基板
７上にストライプ状（帯状）の透明電極８が複数設けら
れ、その上に正孔輸送層と発光層とが積層されてなるシ
ート状の有機層９が設けられ、さらに透明電極８と直交
するようにしてストライプ状（帯状）の陰極１０が複数
設けられて構成されたもので、透明電極８と陰極５とが
交差する位置に有機ＥＬ素子が形成された構成となって
いる。
【０００６】図１１は、従来の有機ＥＬディスプレイの
他の例を示す図である。図１１に示した有機ＥＬディス
プレイは、透明基板７上にストライプ状の透明電極８…
が陽極として設けられ、その上に正孔輸送層と発光層と
からなるストライプ状の有機層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ
…が透明電極８と直交した状態に設けられ、さらにこれ
ら有機層１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…上にそれぞれ該有機
層１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）と略同寸法のストライプ状
の陰極１２が設けられた構成となっている。ここで、前
記有機層１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれ赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のうちの一つに対応する発
光特性を有しており、これによって有機ＥＬディスプレ
イはフルカラーまたはマルチカラーのディスプレイとな
っている。
【０００７】図１１に示したカラー有機ＥＬディスプレ
イによる画像表示を説明すると、このカラー有機ＥＬデ
ィスプレイでは、図１２に示すように透明電極８に走査
回路１３が接続され、陰極１２に輝度信号回路１４が接
続される。そして、走査回路１３および輝度信号回路１
４によって透明電極８と陰極１２との交差位置における
有機層１１ａ〜１１ｃに時系列に信号電圧が印加される
ことにより、有機層１１ａ〜１１ｃがそれぞれに発光す
るようになっている。したがって、このような制御によ
って有機ＥＬディスプレイは、画像再生装置としても機
能するものとなっているのである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記有
機ＥＬディスプレイには以下に述べる不都合がある。前
記有機ＥＬディスプレイを例えば単純マトリックス方式
で駆動する場合、走査線の数が数百本あるとすると、十
分な輝度を確保するためには１Ａ／ｃｍ2 程度の電流を
流す必要がある。するとこの場合、ディスプレイのサイ
ズによっても異なるものの、走査回路１３側の透明電極
８には０．５〜１Ａ程度の電流が瞬間的に流れてしま
う。
【０００９】しかして、透明電極８として通常用いられ
るＩＴＯはアルミニウム等の金属やその合金に比べ抵抗
値が１００倍程度と大きく、したがって前述したように
０．５〜１Ａ程度の大きな電流が流れると該透明電極８
中での電圧降下が大きくなる。そして、このように透明
電極８中で大きな電圧降下が生じると、有機ＥＬディス
プレイ中の各々の有機ＥＬ素子に印加される電圧が不均
一になり、有機ＥＬディスプレイはその表示性能が著し
く低下してしまう。
【００１０】すなわち、単純マトリックス方式で駆動し
た場合、ディスプレイサイズにもよるものの、その駆動
原理から走査側の電極に流れる電流が、輝度信号側の電
極に流れる電流の１００〜１０００倍以上になる。とこ
ろが、前記有機ＥＬディスプレイでは抵抗の高い透明電
極８に大電流が流れるため、この透明電極８を構成する
透明導電膜中にて大きな電圧降下が起こり、各画素を構
成する有機層１１ａ、１１ｂ、１１ｃにかかる電圧が不
均一になり、これによって表示性能が低下し、さらに透
明電極８中での消費電力が大となってしまうのである。
【００１１】なお、図１１に示したカラー有機ＥＬディ
スプレイでは、ストライプ状に形成された陰極１２の長
さ方向に沿ってその下面全体に亘って有機層１１ａ、１
１ｂ、１１ｃ…が形成されており、このような構造のた
め、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色毎に必要な輝度信号を陰極１２から
与えなければならない。したがって、陰極１２に輝度信
号回路１４を接続し、透明電極８に走査回路１３を接続
しなければならないのである。
【００１２】また、前述したように透明電極８中で消費
される電力が大きくなるため、有機ＥＬディスプレイ全
体における低消費電力化が損なわれている。したがっ
て、低消費電力の有機ＥＬディスプレイを得るために
は、走査側の電極の抵抗を下げ、電圧降下を少なくする
必要があるのである。走査側電極の抵抗を下げる対策と
して、透明電極に金属配線を併設する技術が特開平５−
３０７９９７号公報に開示されている。この技術によれ
ば、透明電極と有機層の間の一部に低抵抗である金属を
設け、走査電極の低抵抗化を図っている。
【００１３】しかしながら、このような技術によって十
分な低抵抗化を行うためには、透明電極に併設する金属
配線の面積をできるだけ大きくする必要があるが、この
ように金属配線の面積を大きくすると、これが発光部分
となる有機層１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）を覆ってしま
い、結果として有機ＥＬ素子の発光面積を小さくし、発
光効率を低下させてしまう。また、金属の膜厚を大きく
することによって低抵抗化を行うことも考えられるが、
その場合には、陽極と陰極との間の短絡や有機層の膜厚
ムラを引き起こすおそれが生じてしまう。
【００１４】さらに、前記従来の有機ＥＬディスプレイ
では、有機層９（１１）が全面に形成され、あるいは陰
極１２の長さ方向に沿って連続して形成されているが、
有機層９（１１）は光導波性を有しているため、有機層
９（１１）中で発生した光の一部が図１３中矢印Ｃで示
すように有機層９（１１）を伝わって透明基板７に対し
横方向に導波する。すると、その一部は導波中に減衰
し、残部は周辺の画素から放出されて損失されてしま
う。
【００１５】すなわち、有機層９（１１）中で発光した
光は、全て透明電極８および透明基板７を透過して有機
ＥＬディスプレイの外側に出射され、表示光として活用
されるのが望ましいものの、従来の有機ＥＬディスプレ
イの構造では、有機層９（１１）中で発光した光の一部
は表示光として活用されておらず、これにより光の利用
効率が低下して輝度が低いものとなっているのである。
【００１６】また、有機層９（１１）を伝わって透明基
板７に対し横方向に導波した光の一部が、周辺の画素を
構成する有機層９（１１）から放出されて透明基板７の
外側に出射されることにより、本来そこで発生した光が
干渉をうけてクロストークが引き起こされ、色再現性が
低下してしまうおそれもある。したがって、このように
従来の有機ＥＬディスプレイでは十分な輝度および色再
現性を得ることが難しくなっており、良好な表示性能を
得るためには、有機層を伝う光の導波を防止する必要が
あるのである。
【００１７】また、従来の有機ＥＬディスプレイにおい
ては、透明電極８の幅方向の端部８ａ周辺における有機
層９（１１）が電気的に脆弱なため、図１３中矢印Ｄで
示すように、駆動時に陽極（透明電極８）と陰極１０
（１２）との間に短絡が生じ、画素の選択が不可能にな
ってしまう。本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、走査側の電極の抵抗を小
さくすることができ、しかも有機層で発光した光の有効
活用率を高め、さらに陽極と陰極との間の短絡を防止し
た光学素子を提供するとともに、これを用いた有機ＥＬ
ディスプレイを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子では、
透明基板上に、透明導電材料からなるストライプ状の第
１の電極複数と、少なくとも有機発光材料からなる層を
有した有機層と、金属あるいは合金からなるストライプ
状の第２の電極複数とをこの順に形成し、前記第１の電
極と有機層との間に、該第１の電極と有機層とを通じさ
せる開口を有した絶縁層を設け、前記第１の電極と第２
の電極とを互いに略直交して配置し、前記有機層を、第
１の電極と第２の電極との交差する位置にそれぞれ島状
に独立して設けるとともに、平面視した状態で第１の電
極の幅内に配置し、前記開口を、前記有機層の平面視形
状より小さな大きさに形成するとともに、該開口を前記
有機層で覆ったことを前記課題の解決手段とした。
【００１９】この光学素子によれば、有機層を島状に独
立した状態で複数設けたので、有機層と陰極および陽極
の配置、結合が任意に行え、これにより有機ＥＬ素子か
らなる画素および該素子の構成要素となる電極の選択配
置が任意になる。したがって、より大きな電流の流れる
走査側の電極に抵抗の小さい金属あるいは合金からなる
第２の電極を用いることが可能となる。また、有機層
を、平面視した状態で第１の電極の幅内に配置している
ので、設計上第１の電極の幅を相対的に大きくとること
ができ、これにより第１の電極の配線抵抗を下げること
が可能になる。
【００２０】また、前記第１の電極と有機層との間に、
該第１の電極と有機層とを通じさせる開口を有した絶縁
層を設け、該開口を、前記有機層の平面視形状より小さ
な大きさに形成しているので、特に第１の電極の幅方向
の端部の直上には有機層が直接存在せず絶縁層が介在す
ることになり、したがって該第１の電極とこれの上に形
成される第２の電極との間の短絡が防止される。また、
有機層を島状に独立して形成しているので、該有機層の
上面側を第２の電極で覆うことにより、該有機層で発生
した光を有機層に導波させることなく、表示光として効
率的に取り出すことが可能になる。
【００２１】本発明の有機ＥＬディスプレイでは、透明
基板上に、透明導電材料からなるストライプ状の第１の
電極複数と、少なくとも有機発光材料からなる層を有し
た有機層と、金属あるいは合金からなるストライプ状の
第２の電極複数とをこの順に形成し、前記第１の電極と
有機層との間に、該第１の電極と有機層とを通じさせる
開口を有した絶縁層を設け、前記第１の電極と第２の電
極とを互いに略直交して配置し、前記有機層を、第１の
電極と第２の電極との交差する位置にそれぞれ島状に独
立して設けるとともに、平面視した状態で第１の電極の
幅内に配置し、前記開口を、前記有機層の平面視形状よ
り小さな大きさに形成するとともに、該有機層で覆い、
前記第１の電極に信号回路を接続し、前記第２の電極に
走査回路を接続したことを前記課題の解決手段とした。
【００２２】この有機ＥＬディスプレイによれば、有機
層を島状に独立した状態で複数設けたので、有機層と陰
極および陽極の配置、結合が任意に行え、これにより有
機ＥＬ素子からなる画素および該素子の構成要素となる
電極の選択配置が任意になり、したがって、より電流の
流れる走査回路側の電極を抵抗の小さい金属あるいは合
金からなる第２の電極とすることによって低消費電力化
が可能になる。また、カラーディスプレイとした場合
に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の配置を、例
えばデルタ配列などにすることも可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態例により
詳しく説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明における
光学素子の一実施形態例の概略構成を示す図であり、図
１（ａ）、（ｂ）中符号２０は有機ＥＬディスプレイに
応用される光学素子、２１はガラス等の光透過性材料か
らなる透明基板である。
【００２４】この光学素子２０において透明基板２１上
には、図１（ｂ）に示すように透明導電材料、本例では
ＩＴＯからなるストライプ状の第１の電極２２が複数並
列して形成され、またこれら第１の電極２２…を覆うよ
うにしてポリイミドからなる絶縁層２３が形成されてい
る。絶縁層２３には、前記第１の電極２２…の直上にお
いて、該第１の電極２２の表面を外側に臨ませる長方形
状の開口２４が多数ドット状に形成配置されている。
【００２５】また、第１の電極２２…上には、前記絶縁
層２３の開口２４内から絶縁層２３上にかけて有機層２
５ａ、２５ｂ、２５ｃ…が設けられている。これら有機
層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…は、開口２４を介して第１
の電極２２に通じ、すなわち第１の電極２２に接続した
もので、図１（ａ）に示すように平面視した状態で前記
開口２４より大きな長方形状に形成されたものである。
また、これら有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…は、いず
れも島状に独立して形成されたもので、平面視した状態
で第１の電極２２の幅ｗ１内に配置されたものである。
さらに、これら有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…は、前
記開口２４…のそれぞれに対応して形成配置されたもの
で、それぞれ対応する開口２４を覆った状態に設けられ
たものである。
【００２６】したがって、前記開口２４は、その平面視
形状が有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の平面視形状よ
り小さな大きさに形成されており、図１（ａ）、（ｂ）
に示すように、前記第１の電極２２の長さ方向と直交す
る方向の幅ｗ２が、有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の
幅ｗ３より狭くなっているのである。なお、前述したよ
うに有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…は、平面視した状
態で第１の電極２２の幅ｗ１内に配置されていることか
ら、該有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の幅ｗ３は第１
の電極２２の幅ｗ１と同じかこれより小さいものとなっ
ている。よって、これら第１の電極２２の幅ｗ１と、開
口２４の幅ｗ２と、有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の
幅ｗ３とは、ｗ１≧ｗ３＞ｗ２の関係になっているので
ある。そして、このような構成から、図１（ｂ）に示し
たように第１の電極２２の幅方向の端部２２ａの直上に
は有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）が直接存在せず、絶
縁層２３が介在するようになっている。
【００２７】また、これら有機層２５ａ、２５ｂ、２５
ｃ…は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のうち
のいずれかの色に対応した有機発光材料からなる発光層
を有し、さらに正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック
層などを有してこれらが積層されて形成されたものであ
る。なお、本例においては、有機層２５ａの発光層は赤
色（Ｒ）に、有機層２５ｂの発光層は緑色（Ｇ）に、有
機層２５ｃの発光層は青色（Ｂ）にそれぞれ対応したも
のとなっている。
【００２８】また、透明基板２０上には、絶縁層２３上
にストライプ状の第２の電極２６が複数並列して形成さ
れ、かつ前記第１の電極２２…と略直交した状態に配置
されている。これら第２の電極２６…は、遮光性を有す
る金属あるいは合金からなる低抵抗のもので、本例では
アルミニウム製となっている。また、これら第２の電極
２６…は、第１の電極２２…の上に配置された有機層２
５ａ、２５ｂ、２５ｃ…の上面側を覆って形成されたも
のであり、したがって有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…
は、それぞれ第１の電極２２と第２の電極２６とが交差
する位置に独立して配置されたものとなっている。
【００２９】ここで、有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…
の上面側を覆う第２の電極２６…は、本例では図１
（ｂ）に示したように有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…
の上面だけでなく絶縁層２３上に露出する側面をも覆っ
て形成されており、これによって後述するように有機層
２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）で発光した際、その光が上面
や側面から外側に伝わることなく、その下面から透明電
極である第１の電極２２を通って透明基板２１に伝わ
り、さらにその外側に出射されるようになっている。
【００３０】このような構成の光学素子２０を形成する
には、まず、図２（ａ）に示すようにガラスからなる透
明基板２１を用意する。続いて、この透明基板２１上
に、光透過性に優れかつ良好な導電性を有する透明導電
材料、本例ではＩＴＯをスパッタ法等の物理的成膜法に
よって成膜し、さらに公知のリソグラフィー技術および
エッチング技術を用い、図２（ｂ）に示すようにストラ
イプ状の第１の電極２２…を形成する。なお、これら第
１の電極２２…の寸法については、本例では厚さを２０
０ｎｍ、幅（ｗ１）を１４０μｍとした。
【００３１】次に、これら第１の電極２２…を覆った状
態で透明基板２１上に絶縁材料、本例ではポリイミドを
スピンコート法によって厚さ１μｍ程度に塗布し、続い
て、公知のリソグラフィー技術を用いて図２（ｃ）に示
すように第１の電極２２…上に開口２４…を形成し、絶
縁層２３を得る。ここで、開口２４については、本例で
は縦２９０μｍ、横（幅ｗ２）８０μｍの長方形状とし
た。なお、絶縁層２３としてポリイミドを用いたのは、
良好な絶縁性を持つとともに、下地との密着性も良いか
らであるが、このような性質を有する絶縁材料であれ
ば、他の材料を用いてもよいのはもちろんである。
【００３２】次いで、長方形の開口を複数配列してなる
蒸着マスクを用い、真空蒸着法によって図２（ｄ）に示
すように開口２４…内およびその周辺の絶縁膜２３上に
赤色（Ｒ）の有機層２５ａを形成する。続いて、図２
（ｅ）に示すように有機層２５ａの形成と同様にして緑
色（Ｇ）の有機層２５ｂ、青色（Ｂ）の有機層２５ｃを
順次形成する。
【００３３】なお、これら有機層２５ａ、２５ｂ、２５
ｃ…の形成については、各色毎に対応する蒸着マスクを
それぞれに交換して用い、あるいは同じ蒸着マスクを移
動して用い、蒸着を行うようにする。したがって、得ら
れる有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…は個々に独立した
平面視長方形状のものに堆積形成される。本例では縦３
２０μｍ、横（幅ｗ３）１１０μｍの長方形状のものを
得た。したがって、前述した第１の電極２２の幅ｗ１と
開口２４の幅ｗ２と有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の
幅ｗ３との関係、すなわち、ｗ１（＝１４０μｍ）≧ｗ
３（＝１１０μｍ）＞ｗ２（＝８０μｍ）の関係が、満
たされている。また、本例においては有機層２５ａ、２
５ｂ、２５ｃ…についてその厚さを、赤色の有機層２５
ａが１５０ｎｍ、緑色の有機層２５ｂが１００ｎｍ、青
色の有機層２５ｃが２００ｎｍとなるように各色毎に異
なって形成した。
【００３４】次いで、ストライプ状の開口を有する蒸着
マスクを用い、スパッタ法や蒸着法等の物理的成膜法に
よって図２（ｆ）に示すようにストライプ状の第２の電
極２６…を、第１の電極２２に略直交し、かつ図１
（ａ）に示したように有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを
覆った状態に形成する。本例では、厚さ３００ｎｍ、幅
４４０μｍのストライプ状でアルミニウム製の第２の電
極２６…を得た。その後、第２の電極２６…を覆って絶
縁層（図示略）等を形成し、フルカラーの光学素子２０
を得る。なお、前記有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…や
第２の電極２６…の形成法としては、蒸着マスク法に代
えてその他のパターニング法、例えばリソグラフィー技
術およびエッチング技術による方法などを用いてもよ
い。
【００３５】このような光学素子２０にあっては、有機
層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを島状に独立して形成したの
で、これを単純マトリックス方式で駆動する場合、例え
ば図３に示すように第１の電極２２…側に輝度信号回路
１４を接続し、第２の電極２６…側に走査回路１３に接
続することによって有機ＥＬディスプレイ３０を構成す
ることができる。このように有機ＥＬディスプレイ３０
を構成し、各電極に輝度信号回路１４、走査回路１３を
接続して単純マトリックス方式で駆動すると、透明電極
である第１の電極２２中での電圧降下を小さくすること
ができ、これにより各画素を構成する有機層２５ａ、２
５ｂ、２５ｃ…に印加される電圧をほぼ均一化して発光
輝度を均一にすることができる。また、第１の電極２２
中で消費される電力も無視できるほどに小さくすること
ができ、したがって消費電力を低減することもできる。
【００３６】また、前記光学素子２０では、有機層２５
ａ、２５ｂ、２５ｃを島状に独立して形成しているの
で、有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃの配置が任意とな
り、したがって各有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）から
構成される単位画素についてもその配置を任意にするこ
とができ、したがって、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
（Ｂ）の各色に対応する画素を図４に示すようにデルタ
状に配列することもできる。
【００３７】また、前記光学素子２０では、有機層２５
ａ、２５ｂ、２５ｃ…を島状に独立して形成するととも
に、第２の電極２６…によってこれら有機層２５ａ、２
５ｂ、２５ｃ…の上面側、すなわちその上面および側面
を覆っているので、図５中矢印で示すように、有機層２
５ｂ（２５ａ、２５ｃ）で発光した際、その光を上面や
側面から外側に伝えることなく反射し、結果としてほと
んど全ての光を下面から透明電極である第１の電極２２
を通して透明基板２１に伝え、さらにその外側に出射す
るようになる。したがって、有機層２５ａ、２５ｂ、２
５ｃ…で発光した光を有効に活用することができ、これ
により高輝度で優れた色再現性を持つ表示を行うことが
できる。ここで、このような効果は、カラーデスプレイ
だけでなく、モノクロディスプレイにおいても同様に得
られる。
【００３８】また、前記光学素子２０では、第１の電極
２２と有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）との間に開口２
４を有してなる絶縁層２３を設け、該開口２４を、有機
層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の平面視形状より小さな大
きさに形成しているので、特に第１の電極２２の幅方向
の端部２２ａの直上に有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）
を直接存在させず絶縁層２３を介在させていることにな
り、したがって、該第１の電極２２とこれの上に形成さ
れる第２の電極２６との間の短絡を防止し、画素の選択
を確実にすることができる。
【００３９】また、前記光学素子２０では、平面視した
状態で有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃを第１の電極２２
の幅内に配置し、したがって有機層２５ａ、２５ｂ、２
５ｃの幅ｗ３を第１の電極２２の幅ｗ１以下（ｗ１≧ｗ
３）としているので、設計上第１の電極２２の幅ｗ１を
相対的に大きくとることができ、これにより第１の電極
２２の配線抵抗の低減化を図ることができる。
【００４０】なお、前記実施形態例では第２の電極２６
…を全体に亘って同一幅のストライプ状に形成したが、
本発明はこれに限定されることなく、他に例えば、図６
に示すように部分的に幅を狭くしたストライプ状の第２
の電極２７…としてもよい。ただし、この場合にも、該
第２の電極２７…によって有機層２５ａ〜２５ｃの上面
側を覆えるような平面視形状のものとするのが望まし
い。
【００４１】また、前記実施形態例では有機層２５ａ、
２５ｂ、２５ｃ…の上に直接第２の電極２６…を設けた
が、図７に示すように有機層２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…
の上にこれの上面形状とほぼ同一の大きさの金属膜２８
を設け、その上に第２の電極２６…を設けるようにして
もよく、さらには、図８に示すように有機層２５ａ、２
５ｂ、２５ｃ…の上にちょうどこれの上面と側面とを覆
う形状の金属膜２９を設け、その上に第２の電極２６…
を設けるようにしてもよい。さらに、前記金属膜２８や
金属膜２９を第２の電極として機能させてもよく、その
場合にこれら金属膜２８、２９の上に形成する電極は該
金属膜２８、２９に通電するための配線となる。この配
線については、その形状・寸法は任意であり、もちろん
有機層２５ａ（２５ｂ、２５ｃ）の大きさより小さくし
てもよい。
【００４２】また、本発明においては、絶縁層２３の開
口２４および有機積層体２５ａ、２５ｂ、２５ｃについ
ても、その寸法・形状は前記実施形態例に限定されるこ
となく任意であり、もちろん個々の開口２４や有機積層
体２５ａ、２５ｂ、２５ｃについて、その形成位置や色
に応じて大きさや形状を変えてもよい。
【００４３】また、前記実施形態例では、本発明の光学
素子をカラー有機ＥＬディスプレイに適用した場合の例
について説明したが、本発明はモノクロ有機ＥＬディス
プレイにも適用可能であり、さらに、単純マトリックス
駆動方式の有機ＥＬディスプレイでなく、ＴＦＴ駆動な
どによるアクティブマトリクス方式の有機ＥＬディスプ
レイにも適用可能である。
【００４４】また、本発明の光学素子としては、例え
ば、文字盤などの光源として利用することも可能であ
り、その場合にこの光学素子をマトリックス状にする必
要はない。また、色度を調整するためのフィルタや光通
信機器などの自発光学素子に適用することもでき、さら
には、入射光を電気信号に変換する場合の応用として、
撮像素子などに適用することもできる。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の光学素子
は、有機層を島状に独立した状態で複数設けたものであ
るから、有機層と陰極および陽極の配置、結合を任意に
行うことができ、これにより有機ＥＬ素子からなる画素
および該素子の構成要素となる電極の選択配置が任意に
なり、したがってより大きな電流の流れる走査側の電極
に抵抗の小さい金属あるいは合金からなる第２の電極を
用いることができる。また、有機層を、平面視した状態
で第１の電極の幅内に配置しているので、設計上第１の
電極の幅を相対的に大きくとることができ、これにより
第１の電極の配線抵抗を下げることができ、したがって
消費電力の低減化を図ることができる。
【００４６】また、第１の電極と有機層との間に、該第
１の電極と有機層とを通じさせる開口を有した絶縁層を
設け、該開口を、前記有機層の平面視形状より小さな大
きさに形成しているので、特に第１の電極の幅方向の端
部の直上に有機層を直接存在させず絶縁層を介在させて
いることになり、したがって、該第１の電極とこれの上
に形成される第２の電極との間の短絡を防止し、画素の
選択を確実にすることができる。
【００４７】また、第１の電極と第２の電極とをそれぞ
れストライプ状に形成するとともにこれらを互いに略直
交して配置し、これらの交差する位置に前記有機層を島
状に独立して設けているので、該有機層の上面側を第１
の電極で覆った状態に形成すれば、有機層で発生した光
を他の有機層に導波させることなく、表示光として透明
基板側から効率的に取り出すことができる。
【００４８】本発明の有機ＥＬディスプレイは、有機層
を島状に独立した状態で複数設けたので、有機層と陰極
および陽極の配置、結合が任意に行え、これにより有機
ＥＬ素子からなる画素および該素子の構成要素となる電
極の選択配置が任意になり、したがって、より電流の流
れる走査回路側の電極を抵抗の小さい金属あるいは合金
からなる第２の電極とすることができる。そして、この
ような構成によって抵抗の大きな透明導電材料からなる
第１の電極に大電流が流れないようにすることができ、
これにより電圧降下による画素毎の発光の不均一を最小
限に抑えることができ、したがって表示性能の低下を防
止することができる。また、抵抗の大きな第１の電極に
大電流が流れないため、ここで消費される電力も小さく
なり、したがって低消費電力化を図ることができる。
【００４９】また、有機層を島状に独立した状態で複数
設けたことによって該有機層と陰極および陽極の配置、
結合を任意に行うことができることから、例えばカラー
有機ＥＬディスプレイにおいては赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）に対応するそれぞれの画素を任意に配置するこ
とができ、したがって例えばデルタ配列にすることもで
きる。
【００５０】また、第１の電極と第２の電極とをそれぞ
れストライプ状に形成するとともにこれらを互いに略直
交して配置し、これらの交差する位置に前記有機層を島
状に独立して設けているので、該有機層の上面側を第１
の電極で覆った状態に形成すれば、有機層で発生した光
を他の有機層に導波させることなく、表示光として透明
基板側から効率的に取り出すことができる。
【００５１】そして、このように有機層で発生した光を
表示光として効率的に取り出させることから、駆動電圧
や駆動電流を下げることができ、これにより高輝度、長
寿命、低消費電力、高信頼性のディスプレイを実現する
ことができる。また、有機層で発生した光が、有機層を
導波して他の画素に到達することがないので、クロスト
ークによる色再現の低下を防止することができ、したが
って色再現性に優れた高性能なディスプレイを実現する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の光学素子の一実施形
態例の概略構成を示す図であり、（ａ）は要部平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は、図１に示した光学素子の製
造方法を工程順に説明するための要部側断面図である。
【図３】図１に示した光学素子を有機ＥＬディスプレイ
に構成した例の駆動回路接続図である。
【図４】本発明の光学素子における、画素配置の変形例
を示す平面図である。
【図５】図１に示した光学素子の作用を説明するための
要部側断面図である。
【図６】本発明の光学素子の変形例を示す平面図であ
る。
【図７】本発明の光学素子の変形例を示す側断面図であ
る。
【図８】本発明の光学素子の変形例を示す側断面図であ
る。
【図９】従来のシングルヘテロ型有機ＥＬ素子の概略構
成を示す側断面図である。
【図１０】従来の有機ＥＬディスプレイの一例の概略構
成を示す斜視図である。
【図１１】従来の有機ＥＬディスプレイの他の例の概略
構成を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示した有機ＥＬディスプレイの、駆
動回路を接続した状態を示す斜視図である。
【図１３】従来の有機ＥＬディスプレイの課題を説明す
るための要部側断面図である。
【符号の説明】
２０…光学素子、２１…透明基板、２２…第１の電極、
２３…絶縁層、２４…開口、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ…
有機層、２６，２７…第２の電極、２８，２９…金属
膜、３０…有機ＥＬディスプレイ
フロントページの続き (72)発明者 関谷 光信 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 佐野 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 中山 徹生 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 AB05 BA06 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 透明基板上に、透明導電材料からなるス
    トライプ状の第１の電極複数と、少なくとも有機発光材
    料からなる層を有した有機層と、金属あるいは合金から
    なるストライプ状の第２の電極複数とがこの順に形成さ
    れ、前記第１の電極と有機層との間に、該第１の電極と
    有機層とを通じさせる開口を有した絶縁層が設けられて
    なり、 前記第１の電極と第２の電極とが互いに略直交して配置
    され、 前記有機層が、第１の電極と第２の電極との交差する位
    置にそれぞれ島状に独立して設けられるとともに、平面
    視した状態で第１の電極の幅内に配置され、 前記開口が、前記有機層の平面視形状より小さな大きさ
    に形成されるとともに、該有機層で覆われていることを
    特徴とする光学素子。
  2. 【請求項２】 前記第２の電極は、前記有機層の上面側
    を覆った状態に形成されてなることを特徴とする請求項
    １記載の光学素子。
  3. 【請求項３】 透明基板上に、透明導電材料からなるス
    トライプ状の第１の電極複数と、少なくとも有機発光材
    料からなる層を有した有機層と、金属あるいは合金から
    なるストライプ状の第２の電極複数とがこの順に形成さ
    れ、 前記第１の電極と有機層との間に、該第１の電極と有機
    層とを通じさせる開口を有した絶縁層が設けられ、 前記第１の電極と第２の電極とが互いに略直交して配置
    され、 前記有機層が、第１の電極と第２の電極との交差する位
    置にそれぞれ島状に独立して設けられるとともに、平面
    視した状態で第１の電極の幅内に配置され、 前記開口が、前記有機層の平面視形状より小さな大きさ
    に形成されるとともに、該有機層で覆われ、 前記第１の電極に信号回路が接続され、 前記第２の電極に走査回路が接続されてなることを特徴
    とする有機ＥＬディスプレイ。
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