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JP2000260573A - 有機el素子 - Google Patents

有機el素子

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Publication number
JP2000260573A
JP2000260573A JP11064601A JP6460199A JP2000260573A JP 2000260573 A JP2000260573 A JP 2000260573A JP 11064601 A JP11064601 A JP 11064601A JP 6460199 A JP6460199 A JP 6460199A JP 2000260573 A JP2000260573 A JP 2000260573A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transparent
transparent electrode
electrode
organic
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11064601A
Other languages
English (en)
Inventor
Morimitsu Wakabayashi
守光 若林
Koji Azuma
紘二 東
Hajime Yamamoto
肇 山本
Tetsuya Tanpo
哲也 丹保
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.)
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hokuriku Electric Industry Co Ltd filed Critical Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority to JP11064601A priority Critical patent/JP2000260573A/ja
Publication of JP2000260573A publication Critical patent/JP2000260573A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/80Constructional details
    • H10K59/805Electrodes
    • H10K59/8051Anodes
    • H10K59/80516Anodes combined with auxiliary electrodes, e.g. ITO layer combined with metal lines
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/17Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/179Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10Substrates, e.g. flexible substrates

Landscapes

  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で安価に製造可能であり、明るく高
品質な発光表示を可能にする有機EL素子を提供する。 【解決手段】ガラスや石英、樹脂等の透明基板10の表
面にITOやSnO等の透明な電極材料により形成さ
れた透明電極12と、透明電極12に積層された有機E
L材料からなる発光層18と、この発光層18に積層さ
れ透明電極12に対向して形成されたAl,Li,Cs
等からなる背面電極24とを備える。透明電極12のパ
ターンに沿って透明電極12に接して、透明基板10の
表面に埋め込まれたワイヤ16を備える。ワイヤ16は
その一部が透明基板10の表面から露出し、その露出部
分は透明基板10の表面となめらかに連続しワイヤ16
と透明電極12が接続している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、平面光源やディ
スプレイ、その他所定のパターン等の発光表示に用いら
れる有機EL素子に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、有機EL(エレクトルミネッセン
ス)素子は、透明な基板に透孔性のITO膜を一面に形
成し、所定のストライプ状等の形状になるようにエッチ
ングして透明電極を形成し、さらにこの透明電極の表面
に発光層を形成している。この発光層は、有機EL材料
であり、α−NPDやトリフェニルジアミン誘導体(T
PD)等のホール輸送材料を設け、その上に発光材料で
あるアルミキノリール錯体(Alq)等の電子輸送材
料、さらに各種発光材料を積層したものや、これらの混
合層からなる。そしてこの発光層の表面で、透明電極と
直交する方向に、Al,Li,Ag,Mg,In等の金
属からなるストライプ状の背面電極が透明電極と対向す
るように設けられ、発光部を形成している。そして発光
部において、透明電極と背面電極間に電圧を印加し、こ
れら各電極が形成するストライプの交点で発光する、い
わゆる単純マトリックスタイプの発光装置が一般的であ
った。
【0003】このような有機EL素子の駆動方法は、I
TOの抵抗値がAl−Liよりも高いので、Al−Li
の背面電極側を走査電極として、ITOの透明電極側で
は並列に信号を出すようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術の場
合、このドットマトリクス表示の場合、微細な表示を行
うためのものや大画面化した場合、ドット数を多くする
必要があるため各ストライプ数が多くなり、1ライン当
たりの発光時間が短くなってしまい画面が暗くなるもの
であった。ここで例えば、画面の周期を1/n秒、走査
する背面電極の本数をmとすると、透明電極は並列に駆
動されるので、背面電極との交点での点灯時間は1/m
n秒である。実験的には、人の目でちらつきなく画面を
見られるのは1/24秒以下であり、この状態で、走査
する電極の本数が128を超えると、1発光素子あたり
の発光時間が短く、画像が暗く質が悪くなってしまうも
のであった。
【0005】一方、画質を上げるために走査側電極の本
数を増やすと、画面面積が一定であれば、電極の太さが
細くなり、透明電極は比較的抵抗値が高いので画面の位
置により電流値が変わり、画面に明るさむらができてし
まうという問題もあった。
【0006】なお、TFT(薄膜トランジスタ)を用い
た駆動回路を利用することにより上記問題点は解決され
得るが、TFTは高価であり、EL素子を利用した表示
装置の価格も高くなってしまうものであった。
【0007】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、簡単な構成で安価に製造可能であり、
明るく高品質な発光表示を可能にする有機EL素子を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の有機EL素子
は、ガラスや石英、樹脂等の透明基板の表面にITOや
SnO等の透明な電極材料により形成された透明電極
と、上記透明電極に積層された有機EL材料からなる発
光層と、この発光層に積層され、上記透明電極に対向し
て形成されたAl,Li,Cs等からなる背面電極とを
備える。そして、上記透明電極のパターンに沿って上記
透明電極に接して、上記透明基板表面に埋め込まれたワ
イヤを備えた有機EL素子である。
【0009】また、上記ワイヤはその一部が上記透明基
板表面から露出し、その露出部分は上記透明基板表面と
なめらかに連続している。さらに、上記透明基板の表面
にSiO等の透明絶縁体層を設け、この透明絶縁体層
には上記透明電極の各発光画素に対応して開口部を設
け、この開口部により上記ワイヤと上記透明電極とを接
続している。
【0010】さらに、上記透明電極はストライプ状に形
成され、上記透明電極は複数本の組毎に外部の駆動回路
に接続されている。上記透明電極の各組毎に、上記背面
電極が別々に上記外部の駆動回路に接続され、上記透明
電極側を走査電極として上記各組毎に上記透明電極を走
査して上記発光層に電圧をかけるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。図1、図2はこの発明の
有機EL素子の一実施形態を示すもので、この実施形態
のEL素子は、ガラスや石英、樹脂等の透明基板10の
一方の表面に、SiO等の透明絶縁体層14を介し
て、所定のピッチでストライプ状の透明電極12が設け
られている。透明電極12は、ITOやSnO等から
なり、1000〜2000Åの厚さに形成され、図1に
おいて紙面に直角方向に透明電極12が延びている。透
明絶縁体層14は、透明電極12と直交する方向で10
00〜2000Åの厚さでストライプ状に形成され、そ
の間は透明基板10が露出している。
【0012】透明基板10の表面には、透明電極12の
各々の一方の側縁部に重なるように沿ってワイヤ16が
埋設されている。ワイヤ16は、銅やアルミニウム等の
電気抵抗の小さい材料からなり、ワイヤ16の側面が長
手方向に沿って一部露出している。ワイヤ16は、たと
えば30μmの太さであり、発光画素の間のスペース部
分に位置する。またワイヤ16は透明基板10の周縁部
では、外部に接続されるリード端子としても用いること
ができる。
【0013】透明電極12およびその間に露出した透明
絶縁体層14には、銅フタロシアニン(CuPc)等の
図示しないバッファー層を介して発光層18が積層され
ている。発光層18は、500Å程度の厚さのホール輸
送材料20、及び500Å程度の厚さの電子輸送材料2
2からなる。ホール輸送材料20は、透明電極12およ
びその間に露出した透明絶縁体層14の全面に積層され
ている。
【0014】また、電子輸送材料22は、光の3原色に
対応した3発光パターンを一組として、透明電極12に
沿って複数本形成されている。電子輸送材料22は各透
明電極12に対応して3本の発光パターン22R,22
B,22Gが各々わずかに間隔を空けてストライプ状に
形成されている。
【0015】ここで、発光層18は、母体材料のうちホ
ール輸送材料20としては、α−NPD、トリフェニル
ジアミン誘導体(TPD)、ヒドラゾン誘導体、アリー
ルアミン誘導体等がある。また、電子輸送材料22の赤
色発光材料としてはDCM、青色発光材料としては、ジ
スチリルビフェニル誘導体(DPVBi)、緑色発光材
料としてはアルミキノリール錯体(Alq3)等の有機
EL発光材料を使用する。さらに適宜の発光材料を混合
しても良い。
【0016】電子輸送材料22には、透明電極12と直
交する方向でストライプ状に、背面電極24が積層され
ている。背面電極24は、図2に示すように、透明絶縁
体層14と対向して平行に形成され、たとえば330μ
mピッチで30μmの間隔をあけて形成されている。背
面電極24は、Al,Li,Ag,Mg,In,Cs等
を含む金属薄膜からなる。背面電極24およびその間の
発光層18には、SiO等の絶縁層が全面に積層されて
いる。
【0017】この実施形態の有機EL素子の製造方法
は、平滑な透明基板10を形成する際にワイヤ16を所
定のピッチで埋め込む。埋め込み方法は、透明基板10
の溶融状態でワイヤ14を表面に埋め込み、乾燥後、研
磨してワイヤ14の側面を露出させる。
【0018】この後、透明基板10を真空装置内にセッ
トし、図1(A)に示すように、透明絶縁体層14を蒸
着する。このとき、単繊維ワイヤ等によるワイヤマスク
を介して蒸着する。ワイヤマスクは、例えば330μm
ピッチにマスクフレームに配置し、図2に示すように、
透明絶縁体層14の形成されていない開口部である境界
部26を透明基板10上に形成する。
【0019】次に、図1(B)に示すように、ITO等
の透明電極材料を蒸着等の真空薄膜形成技術により設け
る。このとき、透明電極12は、たとえば300μmの
幅で20μm程度の間隔を空けて複数本形成されるよう
に、ワイヤマスク28をワイヤ14と平行に配置して蒸
着する。ワイヤマスク28は、ワイヤ14に対して10
〜20μm程度ずらして位置させる。
【0020】次に、図1(C)に示すように、透明電極
12の表面に、500〜1000Åの厚さのバッファー
層を全面に蒸着し、その後ホール輸送材料20を250
〜500Åの厚さに蒸着し、さらに、電子輸送材料22
を同様に蒸着する。
【0021】この後、図1(C)に示すように、背面電
極24を蒸着する。背面電極24の蒸着には、ワイヤマ
スク30を用いる。ワイヤマスク30は、透明絶縁層1
4の蒸着時のマスクと同様に配置し、境界部26上に位
置するようにして蒸着を行う。さらに図示しない保護層
等を蒸着し、真空薄膜形成装置から取り出す。
【0022】そして、この透明基板10上の発光部を乾
燥窒素雰囲気中で乾燥剤を入れて密封する。
【0023】この実施形態のEL素子の駆動方法は、表
面側の透明電極にワイヤ16が接続しているので、ワイ
ヤ16を走査電極として外部の駆動回路に接続する。そ
して、例えば、256×256ドットのカラー表示を行
う場合、透明電極が256本であり、各ドットの発光時
間を長くするため2組に分けて128本ずつの組にして
各組毎に走査する。このとき、背面電極24では128
本づつの透明電極12に対応して設ける。したがって、
の背面電極は、分割した分の本数倍に形成される。この
実施形態では、背面電極24は表示装置の背面側である
ので、本数が増えても配線処理が容易に可能である。
【0024】この実施形態のEL素子によれば、透明電
極12に沿ってワイヤ16が形成され、透明電極12の
各部位までの抵抗値を低い値にすることができる。した
がって、透明電極12側を走査電極とし、背面電極24
側には配線を多く設けることができ、画素数の多い表示
装置においても、分割走査等により発光時間の長い表示
装置を提供することができる。また大画面にも向いてい
るものであり、ワイヤ16は発光画素間に位置し、自発
光素子であるので目立たないものである。
【0025】なおこの発明の有機EL素子は、上記実施
形態に限定されるものではなく、マスク蒸着のマスクの
配置や形状も上記実施形態以外に、穴明きマスクや、格
子状マスク等により形成可能である。また、透明絶縁層
は、ガラス等の透明基板表面の汚染やその他の悪影響を
避けるために用いることが好ましいが、必ずしも設けな
くても良く、透明基板表面の状態が良い場合等において
は設けないこともある。
【0026】
【発明の効果】この発明の有機EL素子は、透明電極の
抵抗値をきわめて小さくすることができ、全体として均
一で明るい画面を形成することができる。さらに、透明
電極側で表示のための走査が可能であり、背面電極側に
複雑な配線を形成することができ、より大きく高精細
で、明るい画面を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第一実施形態の有機EL素子の製造
工程を示す部分縦断面図である。
【図2】この発明の第一実施形態の有機EL素子の背面
電極と透明電極およびワイヤ等を示す部分平面図(A)
とB−B線断面図(B)である。
【符号の説明】
10 透明基板 12 透明電極 14 透明絶縁体層 16 ワイヤ 18 発光層 20 ホール輸送材料 22 電子輸送材料 24 背面電極
フロントページの続き (72)発明者 山本 肇 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 丹保 哲也 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB00 AB18 BA06 CA00 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03 5G307 FA01 FA02 FB01 FC10

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面に、透明な電極材料によ
    り形成された透明電極と、上記透明電極に積層された有
    機EL材料からなる発光層と、この発光層に積層され、
    上記透明電極に対向して形成された背面電極とを有し、
    上記透明電極のパターンに沿って上記透明電極に接して
    上記透明基板表面に埋め込まれたワイヤを備えたことを
    特徴とする有機EL素子。
  2. 【請求項2】 上記ワイヤはその一部が上記透明基板表
    面から露出し、その露出部分は上記透明基板表面となめ
    らかに連続していることを特徴とする請求項1記載の有
    機EL素子。
  3. 【請求項3】 上記透明基板の表面に透明絶縁体層を設
    け、この透明絶縁体層には上記透明電極の各発光画素に
    対応して開口部を設け、この開口部により上記ワイヤと
    上記透明電極とを接続したことを特徴とする請求項1ま
    たは2記載の有機EL素子。
  4. 【請求項4】 上記透明電極はストライプ状に形成さ
    れ、上記透明電極は複数本の組毎に外部の駆動回路に接
    続されることを特徴とする請求項1、2または3記載の
    有機EL素子。
  5. 【請求項5】 上記複数の透明電極は、複数の組毎に外
    部の駆動回路に接続され、上記透明電極の各組毎に、上
    記背面電極が別々に上記外部の駆動回路に接続され、上
    記透明電極側を走査電極として上記各組毎に上記透明電
    極を走査して上記発光層に電圧をかけることを特徴とす
    る請求項4記載の有機EL素子。
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