JP3826076B2

JP3826076B2 - 有機エレクトロルミネッセント装置

Info

Publication number: JP3826076B2
Application number: JP2002191672A
Authority: JP
Inventors: 豐如莊
Original assignee: 光磊科技股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2022-07-01
Also published as: JP2004039316A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の有機エレクトロルミネッセント装置に係り、特に、湿気吸収管道を増加してダークスポット発生を抑制し発光品質を確保できる有機エレクトロルミネッセント装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセント装置（ｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔｄｅｖｉｃｅ，以後有機ＥＬ装置と称する）は視野角度が大きく、応答時間が短く、ディスプレイの厚さが薄く、電力消費が少なく、製造工程が簡単で、衝撃に耐え、バックライト光源が不要でフルカラー光源を発射できる長所を有するため、新世代のディスプレイパネル中にあって各方面の注目を集めると共に使用されている。
【０００３】
図１は、周知の有機ＥＬ装置の構造断面図であり、それは、基板１１上に下部電極（透明電極）１２が形成され、且つ下部電極１１の適当な位置に、ホール注入層、ホール輸送層、有機発射層或いは電子輸送層を具えた有機層１３、対向電極１４及び隔離密封層１５が順に形成されている。有機ＥＬ装置は二つの電極１１、１４が個別に発生する電子或いはホールを有機層１３内に結合させて有機発射層を励起させ光を発射させる。この過程中に熱源を発生するのを防止することはできず、この熱源は一端すでに隔離密封層１５内に存在する水分湿気（ｍｏｉｓｔｕｒｅ）或いは酸素ガスと結合し、有機層１３表面にあって酸化現象を形成すると共にダークスポットを発生し、このダークスポットの存在が有機ＥＬ装置の発光強度と発光均一性等の発光品質に影響を与え、厳重な場合は大幅に有機ＥＬ装置の使用寿命を短縮した。
【０００４】
ダークスポットが発生する顕像欠点を解決するため、業界では各種の有機ＥＬ装置の構造改良に努力しており、例えば日本特許第ＪＰ−Ａ−３６３８９０号或いはＪＰ−Ａ−５−１１４４８６号中には隔離密封層１５内に液体炭化フッ素（ｌｉｑｕｉｄｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄｃｒｂｏｎ）を入れ、これにより有効に発光時に発生する熱源を除去することが記載されている。日本特許第ＪＰ−Ａ−５−４１２８１号には、隔離密封層１５内にあって合成沸石（ｓｙｎｔｈｅｔｉｃｚｅｏｌｉｔｅ）等の液体脱水剤（ｄｅｈｙｄｒａｔｉｎｇａｇｅｎｔ）を液体炭化フッ素中に混合し、並びにこれにより装置周辺に存在する水分湿気を中和除去することが記載されている。米国特許第５，９６２，９６２号「Ｍｅｔｈｏｄｏｆｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｄｅｖｉｃｅａｎｄｏｒｇａｎｉｃｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅｄｅｖｉｃｅ」中にもシリコンオイル或いはシリコン油脂（ｓｉｌｉｃｏｎｅｇｒｅａｓｅ）を利用して液体を保護して存在酸素ガスを除去する技術が記載されている。
【０００５】
以上に記載した各特許はダークスポットの発生に対して有効な減少効果を有している。しかし、使用する炭化フッ素等の脱水剤はいずれも液態で存在し、製造工程上、一定の困難を有し、ＩＣの整合と製造コストダウンに不利であった。
このため第２種の有機ＥＬ装置の構造があり、例えば図２の米国特許第５，８８２，７６１号「ＯｒｇａｎｉｃＥＬｅｌｅｍｅｎｔ」は、乾燥基板（ｄｒｙｉｎｇｓｕｂｓｔｒａｔｅ）１７を隔離密封層１５の内表面に固定し、且つ対向電極１４との間に内部間隙１９を存在させ、固体型式で存在する乾燥基板１７により隔離密封層１５内に存在する水分湿気を吸収すると共に、ダークスポット発生の抑制効果を達成している。
【０００６】
この特許は先に記載した技術の一部の欠点を解決するが、この発光素子技術中には以下のような欠点が存在した。
１．有機ＥＬ装置のパターンに対して高精密化の要求を達成することができず、二つの電極端縁に関しては、微小な短絡を引き起こしやすく、クロストークの問題を形成する。
２．隔離密封層が直接基板表面を被覆し、その間に支持支柱がないため、外力の衝撃に耐えにくく、軽薄短小の装置設計に対しても一定の問題を有している。
３．このような有機ＥＬ装置構造はフルカラー発光の基本構造となし難く、装置使用範囲が一定の制限を有していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
これにより、いかに上述の各種の従来の有機ＥＬ装置の発生する問題に対して一種の新規な解決方法を提供し、簡単な製造工程で高精密化、耐衝撃、及び有効なダークスポット発生抑制を達成して発光品質を確保するかが問題である。
【０００８】
本発明の主要な目的は、一種の有機ＥＬ装置を提供することにあり、それは、隔離リブの上表面に、湿気吸収機能を有する乾燥フランジが固定され、これにより装置パターンの精密化の要求の達成に役立つほか、湿気を吸収してダークスポット発生を抑制する機能を強化した装置であるものとする。
【０００９】
本発明のまた一つの目的は、一種の有機ＥＬ装置を提供することにあり、それは隔離凸柱の存在により異なる発光領域内に対応する異なる発光層が設けられ、容易にフルカラー発光の要求を達成できる装置であるものとする。
【００１０】
本発明のまた一つの目的は、一種の有機ＥＬ装置を提供することにあり、それは、現在ある製造工程により獲得できる部品で組成され、ゆえにＩＣの整合に有利である装置であるものとする。
【００１１】
本発明のまた一つの目的は、一種の有機ＥＬ装置を提供することにあり、それは、隔離リブが放熱機能を有する放熱リブとされ得て、有効に装置の発光作用時に発生する熱源を除去すると共に、ダークスポットの発生を抑制する装置であるものとする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板上に形成された少なくとも一つの下部電極と、
湿気吸収特性と絶縁特性を有する複数の絶縁層とされ、該下部電極の部分表面にそれぞれ形成されると共に、該下部電極と交叉態様を成し、絶縁層の上表面にさらに湿気吸収特性を有する乾燥基板が設けられ、二つの絶縁層の間に発光領域が形成された、上記複数の絶縁層と、
有機エレクトロルミネッセント発射層を具えると共に該発光領域の下部電極表面に設けられた少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に設けられた少なくとも一つの対向電極と、
を具えたことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント装置において、絶縁層の垂直高度が有機層の垂直高度より高いことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項３の発明は、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント装置において、乾燥基板が対向電極の上表面に連続して設置されたことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセント装置としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の好ましい実施例の構造断面図である。図示されるように、まず基板３１の上に透明材質、例えばＩＴＯで組成された下部電極３２が形成され、さらにスピンコーティング、浸漬（ｄｉｐｐｉｎｇ）、蒸着、スパッタ、エッチング等の各種製膜及びパターン化方式を利用し、下部電極３２の部分表面上に交叉態様で存在する隔離リブ３８、及び隔離リブ３８の上表面に横断面面積が隔離リブ３８より大きい乾燥フランジ３５が形成され、隔離リブ３８の底部が不発光領域３３７とされ、二つの不発光領域３３７の間が発光領域３３５とされ、その後、さらに一般に周知の蒸着或いはスパッタ等の製膜方式で、発光領域３３５の下部電極３２の表面に順に、少なくとも一つの有機発射層（ｏｒｇａｎｉｃｅｍｉｔｔｉｎｇｌａｙｅｒ）を具えた有機層３３、対向電極３４及び全ての構成要件を被覆する隔離密封層３６が形成される。
【００１４】
そのうち、該有機層３３は青色光を投射できる有機層（Ｂ）、緑色光の有機層（Ｇ）、赤色光の有機層（Ｒ）の一つ或いはそれらを組み合わせたものから選択可能である。隔離リブ３８は絶縁特性を有する材料、例えば酸化けい素、窒化けい素、窒素酸化けい化物、ＴＥＯＸ−ｏｘｉｄｅ、ＵＳＧ、酸化けい素／窒化けい素複合スタック層（ＯＮ）、酸化けい素／窒化けい素／酸化けい素複合スタック層（ＯＮＯ）、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ及びＢＳＧで形成され、その絶縁隔離の特性により、徹底的に下部電極３２と対向電極３４の接触により引き起こされる二つの電極間の微小な短絡とクロストークの発生を防止し、且つ隔離リブ３８の存在により、隔離リブ３８を多箇所で支持してその外力に対する耐衝撃力を強化しパターン精密化の要求を達成する。
【００１５】
このほか、乾燥フランジ３５はすでに隔離密封層３６内に存在する水分湿気を吸収する要求を達成するため、選択する材料は湿気吸収機能を有するＰＳＧ、ＢＰＳＧ、ＢＳＧ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯその他のアルカリ土金属酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅｅａｒｔｈｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ）の一つで形成され、これらの材質は水分湿気と結合する時は化学吸収（ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙａｂｓｏｒｂ）に属し、ゆえに一旦吸収した後には再度水分子を釈放することがなく、これにより隔離密封層３６内の乾燥環境要求を達成でき、ダークスポットの発生の抑制及び表示品質の確保に対して、非常に有益である。上述の材料はまた絶縁隔離の特性を具備し、これによりクロストーク問題の低下に対しても役立つ。
【００１６】
当然、乾燥フランジ３５の一つの重要な目的は、有機ＥＬ装置のパターン製作時の精密化であり、ゆえに有機層３３及び対向電極３４から離すことができ、ゆえにその存在する高さ位置は米国特許第５，８８２，７６１号に記載の従来の構造の内部間隙１９の代わりとされうる（図２参照）。これにより本発明のもう一つの実施例では、乾燥フランジ３５は米国特許第５，８８２，７６１号中に記載の全部乾燥材質、例えばアルカリ金属酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ）、アルカリ土金属酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅｅａｒｔｈｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ）、硫酸塩（ｓｕｌｐｈａｔｅ）、岩塩（ｍｅｔａｌｈａｌｉｄｅ）及び過塩素酸塩（ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）とされ、隔離リブ３８の高度を以て上述の化学物質と有機層３８の接触を隔離することにより、有機層３３に傷害を発生させず、且つ隔離密封層３６を支持して耐衝撃力強化の機能を具備するようにしている。
【００１７】
また、本発明の乾燥フランジ３５及び隔離リブ３８は高分子材料（ｐｏｌｙｍｅｒ）を選択することもでき、高分子材料の湿気吸収特性を利用して隔離密封層３６内の乾燥を保持する目的を達成でき、ただ高分子材料を選択する時は、有機層３３蒸着の前に先に部品をオーブン内に入れて高温（約１００℃〜３００℃）でベークして吸着された水分子或いは酸素ガスを除去する。
【００１８】
さらに、図４に示されるのは本発明のまた一つの実施例の構造表示図である。図示されるように、それは、隔離リブ３８５の底端と下部電極３２の間に絶縁特性を有する絶縁層４１が設けられ、該絶縁層４１が緊密に有機層３３に貼り付き、徹底して下部電極３２と対向電極３４の全ての発生可能な短絡経路を遮断し、これにより、隔離リブ３８５及び乾燥フランジ３５を同じ材料、例えば、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ、ＢＳＧ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯその他のアルカリ土金属酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅｅａｒｔｈｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ）、アルカリ金属酸化物（ａｌｋａｌｉｎｅｍｅｔａｌｏｘｉｄｅｃｏｍｐｏｕｎｄ）、硫酸塩（ｓｕｌｐｈａｔｅ）、岩塩（ｍｅｔａｌｈａｌｉｄｅ）、過塩素酸塩（ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ）で形成でき、隔離密封層３６の乾燥を永遠に保持する要求を達成できる。
【００１９】
当然、隔離リブ３８５及び乾燥フランジ３５は直接エッチングにより一体の錐状隔離リブとなしうる。
【００２０】
また、図５に示されるのは本発明のまた一つの実施例の構造断面図であり、図示されるように、この実施例では、上述の実施例中の隔離リブ３８５の代わりに良好な放熱機能を有する放熱リブ３８７を採用し、放熱リブ３８７は銅、金、銀、タングステン、モリブデン、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、二ホウ化チタン等の金属含有化合物、或いは窒化ホウ素、けい酸樹脂、炭化けい素等の非金属放熱化合物のいずれでも形成されうる。こうして放熱リブ３８７を利用し有機層３３の発光作用時に発生する熱源を除去し、さらに放熱リブ３８７の上表面に位置する乾燥フランジ３５を利用して隔離密封カバー３６５内に存在する湿気を吸収し、二重の保護作用下で有機層３３及び対向電極３４を保護して酸化侵触を防止すると共にダークスポットの発生を抑制する。
【００２１】
最後に、図６に示されるのは本発明のまた一つの実施例の構造断面図であり、図示されるように、この実施例では、乾燥材料で形成された乾燥基板３５７が直接絶縁層４１に組み合わされて対向電極３４の上表面に設けられ、有機層３３が第２電極（対向電極３４）及び絶縁層４１の被覆保護を受けることにより、乾燥基板３５７の傷害を防止でき、この実施例では、放熱リブ３８７を組合せ使用せずにすでに隔離密封層３６７内に存在する水分湿気の吸収の要求を完成する。当然、製造に便利であるように、乾燥材質を直接対向電極３４と絶縁層４１の表面に敷設することも可能であり、これにより更に大きな範囲面積の乾燥基板３６７となすことができる。
【００２２】
【発明の効果】
総合すると、本発明は一種の有機ＥＬ装置を提供し、それは湿気管道を増加してダークスポットの発生を抑制すると共に、発光品質を確保した有機ＥＬ装置である。ゆえに本発明は新規性、進歩性及び産業上の利用価値を有している。なお、以上に記載した実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の第１種の有機ＥＬ装置の構造断面図である。
【図２】周知の第２種の有機ＥＬ装置の構造断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施例の構造断面図である。
【図４】本発明の別の実施例の構造断面図である。
【図５】本発明のまた別の実施例の構造断面図である。
【図６】本発明のさらにまた別の実施例の構造断面図である。
【符号の説明】
１１基板１２下部電極
１３有機層１４対向電極
１５隔離密封層１７乾燥基板
１９内部間隙３１基板
３２下部電極３３有機層
３３５不発光領域３３７発光領域
３４対向電極３５乾燥フランジ
３５５乾燥基板３５７乾燥基板
３６隔離密封層３６５隔離密封カバー
３６７隔離密封層３８隔離リブ
３８５隔離リブ３８７放熱リブ
４１絶縁層

Claims

有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板上に形成された少なくとも一つの下部電極と、
湿気吸収特性と絶縁特性を有する複数の絶縁層とされ、該下部電極の部分表面にそれぞれ形成されると共に、該下部電極と交叉態様を成し、絶縁層の上表面にさらに湿気吸収特性を有する乾燥基板が設けられ、二つの絶縁層の間に発光領域が形成された、上記複数の絶縁層と、
有機エレクトロルミネッセント発射層を具えると共に該発光領域の下部電極表面に設けられた少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に設けられた少なくとも一つの対向電極と、
を具えたことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント装置において、絶縁層の垂直高度が有機層の垂直高度より高いことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント装置において、乾燥基板が対向電極の上表面に連続して設置されたことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセント装置。