JP3451291B2 - Electroluminescent device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はカラー表示の電界発光素
子とその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color display electroluminescent device and a method of manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にエレクトロルミッネセンス素子
（ＥＬ素子）と呼ばれる電界発光素子としては、例えば
図９に示すような構造のものが従来知られている。図９
において符号１は電界発光素子であり、この電界発光素
子１は、透明基板２上にＩＴＯ等からなるストリップ状
の透明電極３…が平行に形成され、該透明電極３…上お
よび透明基板２の露出面上に単一の発光層４が蒸着、コ
ーティング、印刷等の方法を用いて形成され、さらにそ
の上に前記透明電極３…と直交するようにしてストリッ
プ状の背面電極５…が形成されたマトリックス構造のも
のである。ところで、このような電界発光素子１では、
発光層４が単一材料でシート状に形成されているため、
単色での表示しか得られず、多色によるカラー表示が行
えないといった不満があった。2. Description of the Related Art As an electroluminescent element generally called an electroluminescence element (EL element), a structure having a structure as shown in FIG. 9 is conventionally known. Figure 9
In the electroluminescent device 1, strip-shaped transparent electrodes 3 made of ITO or the like are formed in parallel on the transparent substrate 2, and the electroluminescent device 1 is provided on the transparent electrode 3 and on the transparent substrate 2. A single light emitting layer 4 is formed on the exposed surface by a method such as vapor deposition, coating, and printing, and a strip-shaped back electrode 5 is formed thereon so as to be orthogonal to the transparent electrodes 3. It has a matrix structure. By the way, in such an electroluminescent device 1,
Since the light emitting layer 4 is formed of a single material into a sheet shape,
We were dissatisfied with the fact that only a single color display could be obtained, and a multicolor display could not be performed.
【０００３】また、このような電界発光素子１において
前記不満を解消するべくカラー表示化したものとして
は、例えば図１０に示すような電界発光素子６が提案さ
れている。この電界発光素子６は、図１０に示した電界
発光素子１において、透明基板２と透明電極３…との間
にカラーフィルタ７を設けたものである。ここで、カラ
ーフィルタ７としては３原色のスペクトルを含んだもの
が用いられ、一層でこれに対応できない場合には二層あ
るいは三層で構成されたものが用いられる。Further, as the electroluminescence device 1 which is made into a color display in order to eliminate the dissatisfaction, an electroluminescence device 6 as shown in FIG. 10, for example, has been proposed. This electroluminescent device 6 is the same as the electroluminescent device 1 shown in FIG. 10, except that a color filter 7 is provided between the transparent substrate 2 and the transparent electrodes 3. Here, as the color filter 7, a filter containing a spectrum of three primary colors is used, and when one layer cannot cope with this, a filter having two layers or three layers is used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１０
に示した構成の電界発光素子６では、視野角等の問題に
よって透明電極３…を透明基板２上でなくカラーフィル
タ７上に形成することから、製造プロセスが図９に示し
たものと大きく異なってしまい、また、特に複数層でカ
ラーフィルタ７を形成する場合にはプロセスそのものが
複雑になってしまうといった問題があり、さらに発光材
料もカラーフィルタに対応させる必要上その種類（材
質）が限定されてしまうといった問題や、カラーフィル
タによって透過光の強度が弱められるといった問題があ
る。However, as shown in FIG.
In the electroluminescent device 6 having the configuration shown in FIG. 6, the transparent electrodes 3 are formed on the color filter 7 instead of on the transparent substrate 2 due to a problem such as a viewing angle. In addition, there is a problem that the process itself becomes complicated particularly when the color filter 7 is formed of a plurality of layers, and the type (material) is limited because the light emitting material needs to be compatible with the color filter. There is a problem that the intensity of the transmitted light is weakened by the color filter.
【０００５】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、製造プロセスを複雑にす
ることのない単純な構造のカラー表示の電界発光素子と
その製造方法を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a color display electroluminescent device having a simple structure and a manufacturing method thereof, which does not complicate the manufacturing process. It is in.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明における請求項１
記載の電界発光素子では、透明基板と、その一方の面に
一方向に向けて形成された複数の透明電極と、該透明電
極および前記透明基板上に形成されかつ該透明電極上に
て所定間隔をおいて多数の孔を形成してなる絶縁性のシ
ャドーマスク層と、前記孔内に充填され、いずれか一方
を電界発光層とした正孔輸送層及び電子輸送層の２層の
みで構成されたシングルヘテロ構造、又は正孔輸送層と
電界発光層と電子輸送層との３層のダブルヘテロ構造の
発光層と、該発光層上に形成されかつ前記透明電極と直
交する方向に向けて形成された複数の背面電極とを具備
してなり、前記発光層が少なくとも２種類の異なる発光
色を呈する発光材料を含み、且つ前記シャドーマスク層
の前記孔内にのみ形成されていることをを前記課題の解
決手段とした。[Means for Solving the Problems] Claim 1 in the present invention
In the electroluminescent element described, a transparent substrate, a plurality of transparent electrodes formed on one surface of the transparent electrode in one direction, the transparent electrode and the transparent substrate, and a predetermined interval on the transparent electrode. an insulating shadow mask layer by forming a number of holes at a, is filled into the hole, either one
Of two layers, a hole transport layer and an electron transport layer, in which
A single heterostructure composed of only
Of a three-layer double heterostructure of an electroluminescent layer and an electron transport layer
Light emission comprising a light emitting layer and a plurality of back electrodes formed on the light emitting layer and oriented in a direction orthogonal to the transparent electrode, wherein the light emitting layer exhibits at least two different emission colors. It is the means for solving the above-described problems that the material is included and is formed only in the holes of the shadow mask layer.
【０００７】請求項２記載の電界発光素子の製造方法で
は、一方の面に一方向に向けて形成された複数の透明電
極を有する透明基板の透明電極側に、該透明電極のそれ
ぞれの長さ方向に所定間隔をおいて該透明電極を露出せ
しめる孔を有した絶縁性のシャドーマスク層を形成する
工程と、前記透明電極のうちの第一の透明電極群を作用
極として用いて電気化学法により該第一の透明電極群上
の前記孔内に所定の発光色を呈する第一の発光層を形成
し、次いで、前記第一の透明電極群以外の透明電極のう
ち前記第一の透明電極群とは異なる第二の透明電極群を
作用極として用いて電気化学法により該第二の透明電極
群上の前記孔内に第一の発光層とは異なる発光色を呈す
る第二の発光層を形成する工程と、該発光層を覆って、
前記透明電極と直交する方向に向けて複数の背面電極を
形成する工程と、を具備することを前記課題の解決手段
とした。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an electroluminescent device, wherein a transparent substrate having a plurality of transparent electrodes formed on one surface in one direction has a transparent electrode side and a length of each of the transparent electrodes. Forming an insulative shadow mask layer having holes for exposing the transparent electrode at predetermined intervals in the direction, and an electrochemical method using the first transparent electrode group of the transparent electrodes as a working electrode. To form a first light emitting layer exhibiting a predetermined light emission color in the hole on the first transparent electrode group, and then, among the transparent electrodes other than the first transparent electrode group, the first transparent electrode A second light-emitting layer that emits a light emission color different from that of the first light-emitting layer in the pores on the second transparent electrode group by an electrochemical method using a second transparent electrode group different from the group as a working electrode. And a step of covering the light emitting layer,
And a step of forming a plurality of back electrodes in a direction orthogonal to the transparent electrode, which is a means for solving the above problems.
【０００８】[0008]
【作用】請求項１記載の電界発光素子によれば、透明電
極と背面電極との間に各色の発光層を形成したことから
従来の単色表示の電界発光素子に近い単純な構造とな
り、したがって透明基板上に透明電極を形成することが
できるなど従来の製造プロセスを大きく変える必要がな
くなってその製造プロセスが単純化される。また、発光
層が絶縁性のシャドーマスク層の孔内に形成されている
ことから、該発光層がシャドーマスク層によって区切ら
れたことによりクロストークの影響が少なくなる。According to the electroluminescent device of the present invention, since the luminescent layer of each color is formed between the transparent electrode and the back electrode, the electroluminescent device has a simple structure close to that of a conventional monochromatic electroluminescent device. Since the transparent electrode can be formed on the substrate, the conventional manufacturing process does not need to be largely changed, and the manufacturing process is simplified. Further, since the light emitting layer is formed in the hole of the insulating shadow mask layer, the influence of crosstalk is reduced due to the light emitting layer being separated by the shadow mask layer.
【０００９】請求項２記載の電界発光素子の製造方法に
よれば、発光層の作製を電気化学法によって行うことか
ら、比較的簡易な装置の使用により発光層の作製が可能
になり、また、透明電極上の所定位置に孔を有したシャ
ドーマスク層を形成し、この孔内に発光層を形成するよ
うにしたことから、無駄なく、所望する箇所にのみ発光
層を形成することが可能になる。According to the method of manufacturing an electroluminescent element of claim 2, since the light emitting layer is manufactured by an electrochemical method, the light emitting layer can be manufactured by using a relatively simple apparatus. Since the shadow mask layer having a hole is formed at a predetermined position on the transparent electrode and the light emitting layer is formed in the hole, it is possible to form the light emitting layer only in a desired portion without waste. Become.
【００１０】[0010]
【実施例】図１は本発明の電界発光素子をＥＬ表示素子
からなるマトリックスカラー表示用の電界発光素子に適
用した場合の一実施例を示す図であり、この図において
符号１０は電界発光素子、１１は透明基板である。透明
基板１１は、ガラス、プラスチック、プラスチックフィ
ルム等の透明材料からなるもので、その一方の面にはス
トリップ状に形成された透明電極１２が複数平行に配置
されている。透明電極１２…はＩＴＯ等からなるもの
で、所定の幅で形成され、かつ所定の間隔をおいて配列
されたものである。なお、これら透明電極１２…は、後
述するように二つおきに配置された第一の透明電極群１
２ａと、この第一の透明電極群１２ａ以外の透明電極１
２…のうちの二つおきに配置された第二の透明電極群１
２ｂと、これら第一の透明電極群１２ａ、第二の透明電
極群１２ｂ以外の透明電極１２…からなる第三の透明電
極とに分けられている。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment in which the electroluminescent device of the present invention is applied to an electroluminescent device for matrix color display composed of an EL display device, in which reference numeral 10 is an electroluminescent device. , 11 are transparent substrates. The transparent substrate 11 is made of a transparent material such as glass, plastic, and a plastic film, and a plurality of transparent electrodes 12 formed in strips are arranged in parallel on one surface thereof. The transparent electrodes 12 are made of ITO or the like, are formed with a predetermined width, and are arranged at a predetermined interval. In addition, these transparent electrodes 12 are the first transparent electrode group 1 arranged every two as described later.
2a and a transparent electrode 1 other than the first transparent electrode group 12a
Second transparent electrode group 1 arranged every two of 2 ...
2b and a third transparent electrode including the transparent electrodes 12 ... Other than the first transparent electrode group 12a and the second transparent electrode group 12b.
【００１１】これら透明電極１２…上および該透明電極
１２…が形成されていない透明基板１１の上には絶縁性
のシャドーマスク層１３が形成されている。このシャド
ーマスク層１３には、前記透明電極１２…上に多数の孔
１４…が形成されている。これら孔１４…は、透明電極
１２…上にて所定間隔をおいて形成されたもので、透明
電極１２…と直交する方向にて多数の列を形成するよう
に配置されたものである。また、これら孔１４…には、
それぞれに赤色発光層１５ａ、緑色発光層１５ｂ、青色
発光層１５ｃのいずれかが充填形成されている。An insulating shadow mask layer 13 is formed on the transparent electrodes 12 ... And on the transparent substrate 11 on which the transparent electrodes 12 are not formed. In the shadow mask layer 13, a large number of holes 14 ... Are formed on the transparent electrodes 12. These holes 14 are formed at predetermined intervals on the transparent electrodes 12, and are arranged so as to form a large number of rows in the direction orthogonal to the transparent electrodes 12. Further, these holes 14 ...
Any of the red light emitting layer 15a, the green light emitting layer 15b, and the blue light emitting layer 15c is filled and formed in each.
【００１２】赤色発光層１５ａ、緑色発光層１５ｂ、青
色発光層１５ｃはそれぞれ有機物発光層によって形成さ
れたもので、具体的にはポリ（３−ｎ−ヘキシルチオフ
ェン）等のポリ（アルキルチオフェン）、及びフェニレ
ンビニレン、チエニレンビニレン、ピロール、アニリ
ン、フルオレン等の誘導体の重合物などの導電性高分子
に、クマリン系（緑〜黄色）、ペリレン系（赤色）、オ
キサゾール系（緑〜黄色）、オキサジン系、ナフタレン
系（青色）、キノロン系等の蛍光色素が適宜添加分散さ
れ各色に対応せしめられたものなどからなっている。The red light emitting layer 15a, the green light emitting layer 15b, and the blue light emitting layer 15c are each formed by an organic light emitting layer, and specifically, poly (alkylthiophene) such as poly (3-n-hexylthiophene), And conductive polymers such as phenylene vinylene, thienylene vinylene, pyrrole, aniline, and fluorene derivative polymers, and coumarin-based (green to yellow), perylene-based (red), oxazole-based (green to yellow), oxazine System, naphthalene (blue), quinolone, and other fluorescent dyes are appropriately added and dispersed to correspond to each color.
【００１３】また、これら赤色発光層１５ａ、緑色発光
層１５ｂ、青色発光層１５ｃは、それぞれの色のものが
一つの透明電極群、この例では赤色発光層１５ａが第一
の透明電極群１２ａ上の孔１４…内に形成され、緑色発
光層１５ｂが第二の透明電極群１２ｂ上の孔１４…内に
形成され、青色発光層１５ｃが第三の透明電極群１２ｃ
上の孔１４…内に形成されている。そして、このような
構成により各発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…は、同一
透明電極上にて全て同一色で構成され、かつ該三色の発
光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…が透明電極１２…の並び
に沿って色毎に同順序で繰り返し配列されたものとなっ
ている。The red light emitting layer 15a, the green light emitting layer 15b, and the blue light emitting layer 15c each have one transparent electrode group, and in this example, the red light emitting layer 15a is on the first transparent electrode group 12a. , And the green light emitting layer 15b is formed in the holes 14 on the second transparent electrode group 12b, and the blue light emitting layer 15c is formed in the third transparent electrode group 12c.
It is formed in the upper holes 14 ... With such a configuration, the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are all formed in the same color on the same transparent electrode, and the three color light emitting layers 15a, 15b, 15c. And are repeatedly arranged in the same order for each color.
【００１４】そして、これらシャドーマスク層１３およ
び各発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…上には、該発光層
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を覆い、かつ前記透明電極１
２…と直交してストリップ状の背面電極１６…が形成配
置されている。ここで、各発光層１５ａ、１５ｂ、１５
ｃは、それぞれの幅が透明電極１２および背面電極１６
の幅よりも狭く形成されて隣接する透明電極１２または
背面電極１６と接触することのないようにされており、
後述するごとくクロストークの影響を確実に防止する構
造となっている。Then, the shadow mask layer 13 and the light emitting layers 15a, 15b, 15c, ... Are covered with the light emitting layers 15a, 15b, 15c ,.
Strip-shaped back electrodes 16 are formed and arranged orthogonal to 2 ... Here, each light emitting layer 15a, 15b, 15
c is the width of the transparent electrode 12 and the back electrode 16 respectively.
Is formed to be narrower than the width of the transparent electrode 12 or the rear electrode 16 so as not to contact with the adjacent transparent electrode 12 or the back electrode 16.
As will be described later, it has a structure that surely prevents the influence of crosstalk.
【００１５】このような構成の電界発光素子１０を製造
するには、まず、蒸着法やスパッタ法等によって予めＩ
ＴＯ等の透明電極膜を形成した透明基板１１を用意し、
該透明電極膜をエッチング等によりストリップ状でかつ
それぞれが平行となるようにパターン化して図２に示す
ように透明基板１１上に透明電極１２…を形成する。In order to manufacture the electroluminescent device 10 having such a structure, first, the I
Prepare a transparent substrate 11 on which a transparent electrode film such as TO is formed,
The transparent electrode film is patterned into a strip shape by etching or the like so as to be parallel to each other, and transparent electrodes 12 are formed on the transparent substrate 11 as shown in FIG.
【００１６】次に、透明基板１１の透明電極１２…を形
成した側に、印刷法、塗布法（スピンコート法、ロール
コート法）、ラミネート法等によって絶縁性のシャドー
マスク層１３を形成するとともに、フォトリソグラフィ
ーによって図３に示すように透明電極１２…の所定位置
が露出するよう透明電極１２…上に所定間隔をあけて孔
１４…を形成する。また、孔１４…の形成と同時に、透
明基板１１の一端部のシャドーマスク層１３を除去し、
電極取出部１７（図４参照）を形成する。Next, an insulating shadow mask layer 13 is formed on the side of the transparent substrate 11 on which the transparent electrodes 12 are formed by a printing method, a coating method (spin coating method, roll coating method), a laminating method or the like. As shown in FIG. 3, holes 14 are formed by photolithography on the transparent electrodes 12 with a predetermined interval so that the predetermined positions of the transparent electrodes 12 are exposed. At the same time when the holes 14 are formed, the shadow mask layer 13 at one end of the transparent substrate 11 is removed,
The electrode extraction portion 17 (see FIG. 4) is formed.
【００１７】次いで、透明電極１２…のうち二つおきに
配置された透明電極からなる第一の透明電極群１２ａを
作用極として用い、図４に示すように赤色発光層１５ａ
を形成するための重合液１８ａ中にて電解重合を行うこ
とにより、図５に示すように第一の透明電極群１２ａ上
の孔１４…内にそれぞれ赤色発光層１５ａ…を形成す
る。Next, as shown in FIG. 4, the red light emitting layer 15a is used by using the first transparent electrode group 12a composed of the transparent electrodes arranged every two of the transparent electrodes 12 as working electrodes.
As shown in FIG. 5, red light emitting layers 15a ... Are respectively formed in the holes 14 ... On the first transparent electrode group 12a by performing electrolytic polymerization in the polymerization liquid 18a for forming.
【００１８】電解重合は、図４に示したように重合液１
８ａを満たした重合槽１９内で行う。このときに使用す
る重合液１８ａは赤色発光層１５ａを形成するためのも
ので、水、プロピレンカーボネイト、アセトニトリル、
ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、スルホ
ラン等の溶媒に導電性高分子材料を形成するためのモノ
マと、色素及び電解質とを溶解してなるものである。モ
ノマとして具体的には、３−ｎ−ヘキシルチオフェン等
のアルキルチオフェン、フェニレンビニレン、チエニレ
ンビニレン、ピロール、アニリン、フルオレン等の導電
性高分子材料及びその誘導体の一種または複数種が用い
られ、色素としてはクマリン系、ペリレン系、オキサゾ
ール系、オキサジン系、ナフタレン系、キノロン系等の
蛍光色素及びその誘導体、さらにはカチオン系、アニオ
ン系の色素のうち、赤色を形成するために選択された一
種または複数種が用いられ、また電解質としては適宜な
塩、酸、塩基の一種あるいは複数種が用いられる。The electrolytic polymerization is carried out by using the polymerization solution 1 as shown in FIG.
It is carried out in the polymerization tank 19 filled with 8a. The polymerization liquid 18a used at this time is for forming the red light emitting layer 15a, and includes water, propylene carbonate, acetonitrile,
A monomer for forming a conductive polymer material, a dye, and an electrolyte are dissolved in a solvent such as dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, and sulfolane. Specific examples of the monomer include one or more of conductive polymer materials such as alkylthiophene such as 3-n-hexylthiophene, phenylene vinylene, thienylene vinylene, pyrrole, aniline, and fluorene, and derivatives thereof, and a dye. As the coumarin-based, perylene-based, oxazole-based, oxazine-based, naphthalene-based, quinolone-based fluorescent dyes and their derivatives, further cation-based, anionic dyes, one selected to form a red color or A plurality of types are used, and as the electrolyte, one or more types of appropriate salts, acids and bases are used.
【００１９】そして、このような重合液１８ａ中にて電
解重合を行うには、まず孔部１４…を形成した透明基板
１１を、その電極取出部１７にて露出した透明電極１２
…を電源２０に接続して重合液１８ａ中に浸漬し、さら
に電源２０に接続した対極２１、参照極２２を重合液１
８ａ中にそれぞれ浸漬する。なお、電極取出部１７につ
いては重合液１８ａ中に浸漬しないようにするのはもち
ろんである。次いで、電源２０をオンして透明基板１１
の作用極として機能する第一の透明電極群１２ａと対極
２１間に所定の電圧を印加することにより、第一の透明
電極群１２ａ上の孔１４…内にそれぞれ重合膜を析出
し、図５に示すように赤色発光層１５ａ…を形成する。In order to carry out electrolytic polymerization in such a polymerization solution 18a, first, the transparent substrate 11 having the holes 14 is formed, and the transparent electrode 12 exposed at the electrode extraction portion 17 is exposed.
Is connected to the power source 20 and immersed in the polymerization liquid 18a, and the counter electrode 21 and the reference electrode 22 connected to the power source 20 are connected to the polymerization liquid 1
Immerse in 8a. It is needless to say that the electrode extraction portion 17 is not soaked in the polymerization liquid 18a. Then, the power source 20 is turned on to turn on the transparent substrate 11.
By applying a predetermined voltage between the first transparent electrode group 12a functioning as the working electrode of the first electrode and the counter electrode 21, a polymerized film is deposited in each of the holes 14 on the first transparent electrode group 12a, as shown in FIG. The red light emitting layers 15a ... Are formed as shown in FIG.
【００２０】そして、このように赤色発光層１５ａ…を
形成した後、重合液１８ａから透明基板１１を取り出し
て洗浄・乾燥を行い、さらに重合液を変え、すなわち緑
色発光層１５ｂを形成するための重合液１８ｂを用い、
図４に示した電解重合法と同様にして第二の透明電極群
１２ｂを作用極として用いて図６に示すように該第二の
透明電極１２ｂ上の孔１４…内に緑色発光層１５ｂ…を
形成し、さらに同様にして青色発光層１５ｃを形成する
ための重合液１８ｃを用いて第三の透明電極群１２ｃ上
の孔１４…内に青色発光層１５ｃ…を形成する。After the red light emitting layers 15a are formed in this way, the transparent substrate 11 is taken out from the polymerization solution 18a, washed and dried, and the polymerization solution is changed, that is, the green light emitting layer 15b is formed. Using the polymerization liquid 18b,
Using the second transparent electrode group 12b as a working electrode in the same manner as in the electrolytic polymerization method shown in FIG. 4, the green light emitting layer 15b ... Is formed, and in the same manner, the blue light emitting layer 15c is formed in the holes 14 on the third transparent electrode group 12c by using the polymerization liquid 18c for forming the blue light emitting layer 15c.
【００２１】なお、緑色発光層１５ｂ、青色発光層１５
ｃ用の各重合液１８ｂ、１８ｃについては、前述した赤
色発光層１５ａを形成するための重合液１８ａと同様の
もので、赤色形成用の色素に代えて緑色あるいは青色を
形成するための色素を用いたものが用いられる。The green light emitting layer 15b and the blue light emitting layer 15
Each of the polymerization liquids 18b and 18c for c is the same as the polymerization liquid 18a for forming the red light emitting layer 15a described above, and a dye for forming green or blue is used instead of the dye for forming red. The used one is used.
【００２２】その後、図１に示すように透明電極１２…
と直交し、かつ各発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を覆
うようにしてストリップ状の背面電極１６…を複数形成
することにより電界発光素子１０を得る。背面電極１６
…の形成については、蒸着法、スパッタ法等によって金
属層を形成した後、エッチングにより一部を除去してス
トライプ状にするといった手法が採られる。ここで、金
属層を形成する金属材料としては、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｃａ等
の仕事関数の低い、すなわち電子注入性の高い金属が好
適に用いられる。このような金属を背面電極１６…とす
ることにより、各電極（透明電極１２…、背面電極１６
…）からのキャリア（ホール、電子）の注入および各発
光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…内での再結合が効率よく
行われ、結果として得られた電界発光素子１０は発光性
能の高いものとなる。Thereafter, as shown in FIG. 1, the transparent electrodes 12 ...
A plurality of strip-shaped back electrodes 16 are formed so as to be orthogonal to the above and cover the respective light emitting layers 15a, 15b, 15c ,. Back electrode 16
The formation of ... Is performed by forming a metal layer by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like, and then removing a part of the metal layer by etching to form a stripe shape. Here, as the metal material forming the metal layer, a metal having a low work function, that is, a high electron injecting property, such as In, Mg, or Ca, is preferably used. By using such a metal as the back electrode 16, ..., Each electrode (transparent electrode 12, ..., Back electrode 16)
The injection of carriers (holes, electrons) from the above) and recombination in each of the light emitting layers 15a, 15b, 15c are efficiently performed, and the resulting electroluminescent device 10 has high light emitting performance. .
【００２３】このようにして得られた電界発光素子１０
にあっては、透明電極１２…上に各発光層１５ａ、１５
ｂ、１５ｃ…を形成したことから、図１０に示した電界
発光素子６のようにカラーフィルタ７を用いる必要がな
く、したがって透明基板１１上に透明電極１２…を形成
することができるなど従来の製造プロセスを大きく変え
ることなく製造することができる。The electroluminescent device 10 thus obtained
In this case, the light emitting layers 15a, 15 are formed on the transparent electrodes 12 ...
Since the b, 15c ... Are formed, it is not necessary to use the color filter 7 unlike the electroluminescent device 6 shown in FIG. 10, and therefore the transparent electrodes 12 ... Can be formed on the transparent substrate 11 as in the conventional case. It can be manufactured without significantly changing the manufacturing process.
【００２４】また、発光層自体を３原色化するとともに
発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を規則的に配列したこ
とから、これら各発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を適
宜組み合わせて駆動させることによりカラー表示を行う
ことができる。したがって、前述したようにカラーフィ
ルタ７を用いる必要がないことから、透過光が弱められ
るといった不都合がなくなる。さらに、発光層１５ａ、
１５ｂ、１５ｃ…が絶縁性のシャドーマスク層１３の孔
１４…内に形成されていることから、該発光層１５ａ、
１５ｂ、１５ｃ…がシャドーマスク層により区切られた
ことによってクロストークの影響が少なくなり、これに
よって不要部分での漏れ電流が少なくなって消費電流が
抑さえられるとともに、にじみのないシャープなカラー
表示が可能になる。Further, since the light emitting layer itself is made to have three primary colors and the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are arranged regularly, the light emitting layers 15a, 15b, 15c. The display can be done. Therefore, since it is not necessary to use the color filter 7 as described above, there is no inconvenience that the transmitted light is weakened. Further, the light emitting layer 15a,
.. are formed in the holes 14 of the insulating shadow mask layer 13, the light emitting layers 15a, 15c ,.
Since 15b, 15c, ... Are separated by the shadow mask layer, the influence of crosstalk is reduced, which reduces leakage current in unnecessary portions, suppresses current consumption, and produces a sharp color display without bleeding. It will be possible.
【００２５】また、この電界発光素子１０の製造方法に
あっては、発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…の形成を電
解重合法によって行うことから、図４に示したごとく比
較的簡易な装置の使用により発光層１５ａ、１５ｂ、１
５ｃ…を形成することができ、また、シャドーマスク層
１３の孔１４…内に発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を
形成するようにしたことから、該発光層１５ａ、１５
ｂ、１５ｃ…を無駄なく、所望する箇所にのみ形成する
ことができ、これによって製造コストの低減化を図るこ
とができる。さらに、シャドウマスク層１３の孔１４…
内にのみ発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を形成するこ
とから、該発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…の形成面が
比較的小面積となり、したがって大面積の発光層を形成
する場合に比べ発光層（膜）を均一にかつ欠陥のないよ
うに形成することができる。Further, in the method of manufacturing the electroluminescent device 10, since the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are formed by the electrolytic polymerization method, use of a relatively simple apparatus as shown in FIG. The light emitting layers 15a, 15b, 1
5c can be formed, and since the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are formed in the holes 14 of the shadow mask layer 13, the light emitting layers 15a, 15c can be formed.
It is possible to form b, 15c ... Only at a desired position without waste, and thus it is possible to reduce the manufacturing cost. Further, the holes 14 in the shadow mask layer 13 ...
Since the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are formed only inside the light emitting layers, the surface on which the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are formed has a relatively small area. The (film) can be formed uniformly and without defects.
【００２６】また、この電解発光素子１０を駆動させる
場合には、透明電極１２…を走査しながら各透明電極１
２の走査タイミングに同期してその透明電極１２上にて
表示すべきデータを供給し、赤色、緑色、青色の各発光
層１５ａ、１５ｂ、１５ｃを発光させる、いわゆる時分
割駆動とすればよく、これにより電解発光素子１０はフ
ルカラー表示が可能になるWhen the electroluminescent device 10 is driven, each transparent electrode 1 is scanned while scanning the transparent electrodes 12.
The data to be displayed on the transparent electrode 12 is supplied in synchronization with the scanning timing of 2, and the red, green, and blue light emitting layers 15a, 15b, and 15c are made to emit light, so-called time division driving, This allows the electroluminescent device 10 to perform full-color display.
【００２７】なお、前記実施例では各発光層１５ａ、１
５ｂ、１５ｃ…の形成法として電解重合法を採用した
が、本発明の製造方法はこれに限定されることなく、電
解合成法、吸着法、泳動法等の電気化学法を採用しても
よいのはもちろんである。また、前記実施例では発光層
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…をそれぞれ一層とする構造の
電界発光素子について説明したが、例えば図７に示すよ
うに正孔輸送層２３と電子輸送層２４とから各発光層が
形成される、いわゆるシングルヘテロ構造（正孔輸送層
あるいは電子輸送層のいずれか一方を発光層とする）の
電界発光素子としてもよく、さらに図８に示すように正
孔輸送層２５と発光層２６と電子輸送層２７とから各発
光層が形成される、いわゆるダブルヘテロ構造の電界発
光素子としてもよい。In the above embodiment, each light emitting layer 15a, 1a
Although the electrolytic polymerization method is adopted as the method for forming 5b, 15c ..., The manufacturing method of the present invention is not limited to this, and an electrochemical method such as an electrolytic synthesis method, an adsorption method, or a migration method may be adopted. Of course. Further, in the above-described embodiment, the electroluminescent device having a structure in which each of the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Is formed as a single layer. However, for example, as shown in FIG. It may be an electroluminescent element having a so-called single hetero structure (wherein either the hole transporting layer or the electron transporting layer is used as a light emitting layer) in which a layer is formed. Further, as shown in FIG. The light emitting layer 26 and the electron transporting layer 27 may be used to form each light emitting layer, and may be a so-called double hetero structure electroluminescent element.
【００２８】また、各発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…
と透明電極１２または背面電極１６との間に誘電体層を
介在させる構造を採用することもできる。また、前記実
施例では各発光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を、直線状
に形成された透明電極１２および背面電極１６の各交差
部に形成してフルカラー表示を得ているが、例えば各発
光層１５ａ、１５ｂ、１５ｃ…を１ライン毎に半ピッチ
ずつずらし、透明電極１２または背面電極１６をジグザ
グに形成するようにしたデルタ配列またはモザイク状配
列としてもよい。また、この発明はフルカラー表示のみ
に限らず、マルチカラー表示にも適用することが可能で
あり、その場合には各色の発光層１５ａ、１５ｂ、１５
ｃ…を表示すべき文字、図柄状に形成すればよい。The light emitting layers 15a, 15b, 15c ...
A structure in which a dielectric layer is interposed between the transparent electrode 12 and the back electrode 16 or the transparent electrode 12 may be adopted. Further, in the above-described embodiment, the light emitting layers 15a, 15b, 15c ... Are formed at the intersections of the linearly formed transparent electrode 12 and the back electrode 16 to obtain a full color display. 15a, 15b, 15c ... May be shifted by a half pitch for each line, and the transparent electrode 12 or the back electrode 16 may be formed in a zigzag pattern in a delta array or a mosaic array. Further, the present invention can be applied not only to full-color display but also to multi-color display. In that case, the light emitting layers 15a, 15b, 15 of the respective colors are provided.
It is sufficient to form c ... In the shape of a character or a pattern to be displayed.
【００２９】さらに、前記実施例において、特に透明基
板１１としてポリエチレンフィルムやポリエステルフィ
ルム等の長尺状の透明フィルムを用いれば、本発明の電
界発光素子をフレキシブルな電界発光素子とすることが
でき、さらにその場合、各発光層１５ａ、１５ｂ、１５
ｃ…の形成として電解めっき法や電解重合法等の湿式法
を用いればロール・トゥ・ロールの製造方法を用いて連
続的に製造することができ、これによりその生産性を上
げ、コストダウンを図ることができる。Further, in the above-described embodiment, in particular, when a long transparent film such as a polyethylene film or a polyester film is used as the transparent substrate 11, the electroluminescent device of the present invention can be made into a flexible electroluminescent device, Further, in that case, each light emitting layer 15a, 15b, 15
If a wet method such as an electroplating method or an electrolytic polymerization method is used for forming c ..., it can be continuously manufactured by using a roll-to-roll manufacturing method, thereby increasing the productivity and reducing the cost. Can be planned.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上説明したように本発明における請求
項１記載の電界発光素子は、透明電極と背面電極との間
に各色の発光層を形成して従来の単色表示のパネルに近
い単純な構造にしたものであるから、例えば透明基板上
に透明電極を形成することができるなど従来の製造プロ
セスを大きく変える必要がなくなってその製造プロセス
を単純化することができ、既存の設備をそのまま用いる
ことなどによって生産コストの増大を抑制することがで
きる。また、発光層が絶縁性のシャドーマスク層の孔内
に形成されていることから、該発光層がシャドーマスク
層により区切られたことによってクロストークの影響が
少なくなり、これによって不要部分での漏れ電流が少な
くなって消費電流が抑さえられるとともに、にじみのな
いシャープなカラー表示を実現することができる。As described above, the electroluminescent device according to claim 1 of the present invention has a simple structure similar to a conventional monochromatic display panel by forming a light emitting layer of each color between a transparent electrode and a back electrode. Since it has a structure, it is possible to simplify the manufacturing process because it is not necessary to significantly change the conventional manufacturing process, for example, a transparent electrode can be formed on a transparent substrate, and existing equipment can be used as it is. As a result, increase in production cost can be suppressed. Further, since the light emitting layer is formed in the hole of the insulating shadow mask layer, the influence of crosstalk is reduced due to the fact that the light emitting layer is separated by the shadow mask layer, whereby leakage at unnecessary portions is prevented. It is possible to realize a sharp color display without bleeding, as well as suppressing current consumption by suppressing current consumption.
【００３１】請求項２記載の電界発光素子の製造方法
は、発光層の形成を電気化学法で行うことにより比較的
簡易な装置で発光層を形成できるようにしたものである
から、製造プロセスを簡略化して電界発光素子の製造コ
ストを低減することができる。また、シャドーマスク層
の孔内に発光層を形成するようにしたものであるから、
該発光層を無駄なく、所望する箇所にのみ形成すること
ができ、これによって製造コストの低減化をより一層図
ることができる。さらに、シャドウマスク層の孔内にの
み発光層を形成することから、該発光層の形成面が比較
的小面積となり、したがって大面積の発光層を形成する
場合に比べ発光層（膜）を均一にかつ欠陥のないように
形成することができ、鮮明な表示を可能にすることがで
きる。In the method for manufacturing an electroluminescent element according to the second aspect of the present invention, the light emitting layer is formed by an electrochemical method so that the light emitting layer can be formed by a relatively simple apparatus. It is possible to simplify and reduce the manufacturing cost of the electroluminescent device. Further, since the light emitting layer is formed in the hole of the shadow mask layer,
The light emitting layer can be formed only in a desired place without waste, and thus the manufacturing cost can be further reduced. Furthermore, since the light emitting layer is formed only in the holes of the shadow mask layer, the surface on which the light emitting layer is formed has a relatively small area, so that the light emitting layer (film) is more uniform than when a large area light emitting layer is formed. In addition, it can be formed without any defects and enables clear display.
【図１】本発明の電界発光素子の一実施例を示す一部切
欠斜視図。FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an embodiment of an electroluminescent device of the present invention.
【図２】本発明の製造方法を説明するための図であっ
て、透明基板上にストリップ状の透明電極が設けられて
いる状態を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a state in which strip-shaped transparent electrodes are provided on a transparent substrate, for explaining the manufacturing method of the present invention.
【図３】孔を有するシャドウマスク層を形成した状態を
示す要部斜視図。FIG. 3 is a perspective view of essential parts showing a state in which a shadow mask layer having holes is formed.
【図４】電解重合装置の概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an electrolytic polymerization apparatus.
【図５】孔部内に第一の（赤色）発光層を形成した状態
を示す一部破断斜視図。FIG. 5 is a partially cutaway perspective view showing a state in which a first (red) light emitting layer is formed in the hole.
【図６】孔部内に第二の（緑色）発光層を形成した状態
を示す一部破断斜視図。FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing a state in which a second (green) light emitting layer is formed in the hole.
【図７】本発明方法が適用される発光素子の変形例を示
す側断面図。FIG. 7 is a side sectional view showing a modified example of a light emitting device to which the method of the present invention is applied.
【図８】本発明方法が適用される発光素子の別の変形例
を示す側断面図。FIG. 8 is a side sectional view showing another modification of the light emitting device to which the method of the present invention is applied.
【図９】従来の電解発光素子の一例を示す要部斜視図。FIG. 9 is a perspective view of a main part showing an example of a conventional electrolytic light emitting device.
【図１０】従来の電解発光素子の他の例を示す要部斜視
図。FIG. 10 is a perspective view of a main part showing another example of the conventional electrolytic light emitting device.
１０ 電界発光素子 １１ 透明基板 １２ 透明電極 １２ａ 第一の透明電極群 １２ｂ 第二の透明電極群 １２ｃ 第三の透明電極群 １３ シャドーマスク層 １４ 孔 １５ａ 赤色発光層（第一の発光層） １５ｂ 緑色発光層（第二の発光層） １５ｃ 青色発光層（第三の発光層） １６ 背面電極 10 Electroluminescent device 11 Transparent substrate 12 Transparent electrode 12a First transparent electrode group 12b Second transparent electrode group 12c Third transparent electrode group 13 Shadow mask layer 14 holes 15a Red light emitting layer (first light emitting layer) 15b Green light emitting layer (second light emitting layer) 15c Blue light emitting layer (third light emitting layer) 16 Back electrode
Claims (2)
けて形成された複数の透明電極と、該透明電極および前
記透明基板上に形成されかつ該透明電極上にて所定間隔
をおいて多数の孔を形成してなる絶縁性のシャドーマス
ク層と、前記孔内に充填され、いずれか一方を電界発光
層とした正孔輸送層及び電子輸送層の２層のみで構成さ
れたシングルヘテロ構造、又は正孔輸送層と電界発光層
と電子輸送層との３層のダブルヘテロ構造の発光層と、
該発光層上に形成されかつ前記透明電極と直交する方向
に向けて形成された複数の背面電極とを具備してなり、
前記発光層が少なくとも２種類の異なる発光色を呈する
発光材料を含み、且つ前記シャドーマスク層の前記孔内
にのみ形成されていることを特徴とする電界発光素子。1. A transparent substrate, a plurality of transparent electrodes formed on one surface of the transparent substrate in one direction, a transparent electrode formed on the transparent electrode and the transparent substrate, and having a predetermined interval on the transparent electrode. And an insulating shadow mask layer formed by forming a large number of holes, and one of the holes is filled with electroluminescence.
It consists of only two layers, hole transport layer and electron transport layer.
Single heterostructure, or hole transport layer and electroluminescent layer
And a light-emitting layer having a double-hetero structure of three layers including an electron transport layer ,
A plurality of back electrodes formed on the light emitting layer and formed in a direction orthogonal to the transparent electrode,
The electroluminescent device according to claim 1, wherein the light emitting layer includes at least two kinds of light emitting materials exhibiting different emission colors and is formed only in the holes of the shadow mask layer.
数の透明電極を有する透明基板の透明電極側に、該透明
電極のそれぞれの長さ方向に所定間隔をおいて該透明電
極を露出せしめる孔を有した絶縁性のシャドーマスク層
を形成する工程と、前記透明電極のうちの第一の透明電
極群を作用極として用いて電気化学法により該第一の透
明電極群上の前記孔内に所定の発光色を呈する第一の発
光層を形成し、次いで、前記第一の透明電極群以外の透
明電極のうち前記第一の透明電極群とは異なる第二の透
明電極群を作用極として用いて電気化学法により該第二
の透明電極群上の前記孔内に第一の発光層とは異なる発
光色を呈する第二の発光層を形成する工程と、該発光層
を覆って、前記透明電極と直交する方向に向けて複数の
背面電極を形成する工程と、を具備することを特徴とす
る電界発光素子の製造方法。2. A transparent substrate having a plurality of transparent electrodes formed on one surface in one direction, the transparent electrodes being provided at predetermined intervals in the respective length directions of the transparent electrodes. Forming an insulative shadow mask layer having a hole for exposing, and using the first transparent electrode group of the transparent electrodes as a working electrode by an electrochemical method to form the shadow on the first transparent electrode group. A first light emitting layer that exhibits a predetermined light emission color is formed in the hole, and then a second transparent electrode group different from the first transparent electrode group among the transparent electrodes other than the first transparent electrode group is formed. A step of forming a second light emitting layer exhibiting an emission color different from that of the first light emitting layer in the hole on the second transparent electrode group by using an electrochemical method as a working electrode, and covering the light emitting layer. And form a plurality of back electrodes in a direction orthogonal to the transparent electrode. The manufacturing method of the electroluminescent element characterized by including the process.
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