CN101990785B - 有机电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够减少亮度分布不匀的有机EL元件。有机EL元件(1)具备：基板(2)；发光部，其包含有阳极(11)、比阳极(11)电阻小的阴极(7)、在阳极(11)与阴极(7)之间形成的有机发光层(6)，且被形成在基板(2)上；阳极端子(12)，其被形成在基板(2)上且与阳极(11)连接；阴极端子(16)，其被形成在基板(2)上且与阴极(7)连接。把与外部连接的阳极端子(12)的面作为阳极连接面(12a)，把与外部连接的阴极端子(16)的面作为阴极连接面(16a)。阳极连接面(12a)的面积(S1)比阴极连接面(16a)的面积(S2)大。
Description
技术领域
本发明涉及被电阻不同的一对电极隔着的具有有机发光层的有机EL(电致发光)元件。
且本发明涉及具有能够透射光的电极的有机EL元件。
背景技术
以往，知道有具有有机发光层的有机EL元件。且有为了照明等使用而有机EL元件的平面面积大型化的倾向。在这种情况下，有机EL元件有在发光面的面内产生亮度分布不匀的问题。于是，有用于减少这种有机EL元件亮度分布不匀的技术被提案。
专利文献1公开了具备：基板、在基板上形成的阳极、有机发光层、阴极的有机EL照明装置。该有机EL照明装置中把阳极由多个带状的透明电极形成。且从外部与阳极的端部连接的配线交替地与不同侧的端部连接。
专利文献2公开了在一块基板上形成有多个有机EL元件的有机EL元件单元。该有机EL元件单元中，为了使邻接的有机EL元件的阳极和阴极不被电连接，而在邻接的有机EL元件之间形成有间隔。
且知道有具备能够透射光的电极和有机发光层的有机EL元件。
专利文献3公开了具备：基板、在基板上形成的能够透射光的第一电极、在第一电极上形成的有机发光层、在有机发光层上形成的第二电极、在有机发光层的中央部上用于向第二电极供供电荷的辅助电极的有机EL元件。该有机EL元件中把第一电极形成面状或带状。且从外周部或端部向第一电极注入电荷。专利文献3的有机EL元件使在有机发光层发出的光透射第一电极和基板向外部照射。
专利文献4公开了具备：基板、在基板上形成的第一供电部、中心部连接有第一供电部的能够透射光的平面状第一电极、在第一电极上形成的有机发光层、在有机发光层上形成的平面状第二电极的有机EL元件。专利文献4的有机EL元件使在有机发光层发出的光透射第一电极和基板向外部照射。
专利文献1：日本特开2007-173519号公报
专利文献2：日本特开2007-173564号公报
专利文献3：日本特开2006-127916号公报
专利文献4：日本特开2007-311159号公报
但在专利文献1的有机EL照明装置中，由于没有形成阳极的区域没有空穴注入而不发光。因此，在专利文献1的有机EL照明装置中，有在形成有带状阳极的区域与没有形成阳极的区域之间亮度分布不匀变为严重的课题。且在专利文献1的有机EL照明装置中，阳极是由电阻大的透明电极所形成。因此，即使在形成有带状阳极的区域，空穴也难于到达从外部没有配线连接的侧的端部，亮度变小。由此，也有亮度分布不匀变为严重的课题。
另外，专利文献2的有机EL元件单元中，在各有机EL元件之间不发光。因此，在专利文献2的有机EL元件单元中，有形成有有机EL元件的区域和没有形成有机EL元件的区域的亮度分布不匀变为严重的课题。
另外，专利文献3的有机EL元件中，由能够透射光的材料构成的第一电极电阻大。且由于从外周部或端部有电荷向该第一电极注入，所以到达中央部的电荷少。因此，有机EL元件的中央部发出的光少，有亮度分布不匀变为严重的课题。
另外，专利文献4的有机EL元件中，由于把第一供电部形成在基板上，所以向基板侧行进的光被第一供电部遮挡，有向外部取出的光减少的课题。
发明内容
本发明是为了解决上述课题而发明的，目的在于提供一种能够减少亮度分布不匀的有机EL元件。
另外，本发明是为了解决上述课题而发明的，目的在于提供一种能够一边提高光的取出一边减少亮度分布不匀的有机EL元件。
本发明一形态提供的有机EL元件具备：基板；发光部，其包含有面状的第一电极、比所述第一电极电阻小的面状的第二电极、在所述第一电极与第二电极之间形成的有机发光层，且被形成在所述基板上；第一外部端子，其被形成在所述基板上且与所述第一电极连接；第二外部端子，其被形成在所述基板上且与所述第二电极连接，其中，把与外部连接的所述第一外部端子的面作为第一连接面，把与外部连接的所述第二外部端子的面作为第二连接面，所述第一连接面的面积比所述第二连接面的面积大。
本发明另一形态提供的有机EL元件具备：基板、形成在所述基板上且能够透射光的第一电极、形成在所述第一电极上的有机发光层、形成在所述有机发光层上且在形成有所述有机发光层的区域形成有电极开口部的第二电极、在所述第二电极的上方空开间隔地配置，且在所述有机发光层的外侧与所述第一电极连接的导电性供电部件、在与所述第二电极非接触的状态下穿过电极开口部而与所述第一电极和所述供电部件连接的凸状连接部件。
根据本发明，把与面状第一电极连接的第一外部端子的第一连接面形成得比与电阻小的第二电极连接的第二外部端子的第二连接面大。由此，本发明由于能够增大向第一电极注入的载体，所以能够增大经由第一电极而到达有机发光层中心的载体。其结果是由于本发明能够在有机发光层的中心增大发出的光，所以能够减少亮度分布不匀。
根据本发明，能够通过凸状连接部件和导电性的供电部件把空穴、电子等的电荷向第一电极希望的区域供电。由此，能够把电荷也向有机发光层的中央部等难于把电荷供电的区域注入。其结果是能够减少有机发光层发出的光的亮度分布不匀。
且根据本发明，隔着有机发光层地把供电部件配置在第一电极的相反侧。由此，透射第一电极而向外部照射的光不会被供电部件遮挡，所以，能够提高有机发光层发出的光的取出。
附图说明
图1是第一实施例有机EL元件的整体立体图；
图2是有机EL元件内部的整体立体图；
图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图；
图4是沿图1的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图；
图5是第一透明电极和第二透明电极的俯视图；
图6是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅲ-Ⅲ线相同位置的剖视图；
图7是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅳ-Ⅳ线相同位置的剖视图；
图8是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅳ-Ⅳ线相同位置的剖视图；
图9是第一实施例有机EL元件各制造工序的俯视图；
图10是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅲ-Ⅲ线相同位置的剖视图；
图11是第一实施例有机EL元件各制造工序的俯视图；
图12是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅲ-Ⅲ线相同位置的剖视图；
图13是第一实施例有机EL元件各制造工序的俯视图；
图14是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅲ-Ⅲ线相同位置的剖视图；
图15是第一实施例有机EL元件各制造工序的俯视图；
图16是第二实施例有机EL元件的整体立体图；
图17是透明电极的俯视图；
图18是第三实施例透明电极的俯视图；
图19是第四实施例基板和透明电极的俯视图；
图20是第五实施例有机EL元件的整体立体图；
图21是有机EL元件的分解立体图；
图22是沿图20的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图；
图23是沿图20的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图；
图24是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图25是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图26是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图27是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图28是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图29是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图30是说明第五实施例有机EL元件各制造工序的图；
图31是第六实施例有机EL元件的分解立体图；
图32是有机EL元件的剖视图；
图33是第七实施例有机EL元件的剖视图；
图34是第八实施例有机EL元件的剖视图；
图35是第九实施例有机EL元件的整体立体图；
图36是有机EL元件的分解立体图；
图37是第十实施例有机EL元件制造工序的剖视图。
符号说明
1、1A有机EL元件 2、2C基板 2a生长主面 2b光取出面
3、3A、3B、3C第一透明电极 4、4A、4B、4C第二透明电极
5绝缘层 6有机发光层 7阴极 8封接材料 9密封板
11、11A、11B、11C阳极 12、12A、12B、12C阳极端子
12a、12Aa、12Ba、12Ca阳极连接面 13绝缘槽
15、15A、15B、15C连接部 16、16A、16B、16C阴极端子
16a、16Aa、16Ba、16Ca阴极连接面 C中心 S1面积 S2面积
101、101A、101B、101C有机EL元件 102基板
102a生长主面 102b光取出面 103第一透明电极
104第二透明电极 105绝缘层 106、106A、106C有机发光层
106a开口部 107、107A阴极 107a开口部 108供电部件
109、109B凸状连接部件 110密封部件 111阳极 112阳极端子
113绝缘槽 115连接部 116阴极端子 121顶板部
122脚部 123接合材料 124封接材料
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施例。在以下附图的记载中，对于相同或类似的部分则付与相同和类似的符号。以下所示的实施例是例示用于把本发明的技术思想具体化的装置和方法，本发明的实施例并不是把结构部件的结构和配置等进行如下所述的特定。本发明的实施例在专利要求的范围内能够加以各种变更。
如图1～图5所示，本发明实施例的有机EL元件1具备：基板2；发光部，其包含有阳极11、比阳极11电阻小的阴极7、在阳极11与阴极7之间形成的有机发光层6，且被形成在基板2上；阳极端子12，其被形成在基板2上且与阳极11连接；阴极端子16，其被形成在基板2上且与阴极7连接。把与外部连接的阳极端子12的面作为阳极连接面12a，把与外部连接的阴极端子16的面作为阴极连接面16a。阳极连接面12a的面积S1比阴极连接面16a的面积S2大。
(第一实施例)
以下参照附图说明把本发明适用在下发射型有机EL元件的第一实施例。图1是第一实施例有机EL元件的整体立体图。图2是把密封板卸下的有机EL元件内部的整体立体图。图3是沿图1的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图。图4是沿图1的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。图5是第一透明电极和第二透明电极的俯视图。在以下的说明中，把图1箭头表示的上下作为上下方向。
如图1～图5所示，第一实施例的有机EL元件1具备：基板2、第一透明电极3、四个第二透明电极4、绝缘层5、有机发光层6、阴极(第二电极)7、封接材料8、密封板9。
基板2由能够透射光的玻璃基板构成。基板2具有约0.7mm的厚度。基板2在俯视图中被形成一边约15cm的正方形。基板2的上面是形成有各层3～7的生长主面2a。基板2的下面是取出光的光取出面2b。
第一透明电极3用于向有机发光层6注入空穴。第一透明电极3被形成在基板2的生长主面2a上。第一透明电极3在除了生长主面2a的各顶点附近的区域被形成八边形。第一透明电极3在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。第一透明电极3由能够透射光的具有约150nm厚度的ITO(氧化铟锡)构成。ITO的电阻率是10-4Ω·cm的级别。
第一透明电极3包含阳极(第一电极)11和四个阳极端子(第一外部端子)12。
阳极11与有机发光层6的下面电连接。阳极11被形成把有机发光层6的下面大致整个面覆盖的面状。阳极11被形成在封接材料8的内部。
阳极端子12用于把外部的电源(图示略)与阳极11连接。阳极端子12与阳极11被形成一体。阳极端子12被沿基板2的生长主面2a各边形成。阳极端子12被形成在封接材料8的外侧。四个阳极端子12在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。阳极端子12的上面是与外部配线等连接的阳极连接面12a。在阳极连接面12a的大致整个面形成有用于把面整体保持同电位的焊料层(图示略)。
第二透明电极4用于把外部电源与阴极7连接。第二透明电极4被形成在基板2的生长主面2a各顶点附近。第二透明电极4在俯视图中被形成三角形。第二透明电极4在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。第二透明电极4由能够透射光的具有约150nm厚度的ITO构成。在第二透明电极4与第一透明电极3之间形成有用于相互电绝缘的绝缘槽13。
第二透明电极4包含连接部15和阴极端子(第二外部端子)16。
连接部15被形成在封接材料8内部。阴极7的顶点部分与连接部15电连接。
阴极端子16在基板2的生长主面2a各顶点被形成L字状。阴极端子16被形成在封接材料8的外部。四个阴极端子16在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。阴极端子16的上面是与外部配线等连接的阴极连接面16a。在阴极连接面16a的大致整个面形成有用于把面整体保持同电位的焊料层(图示略)。
在此，参照图5，说明阳极端子12的阳极连接面12a的面积S1和阴极端子16的阴极连接面16a的面积S2。图5中由粗线阴影表示的区域是阳极连接面12a。图5中由点阴影表示的区域是阴极连接面16a。且图5中的虚线表示封接材料8的外周面。如图5所示，在有机EL元件1中为了促进空穴的注入，把阳极连接面12a的面积S1形成得比阴极连接面16a的面积S2大。
绝缘层5用于抑制阳极11与阴极7的短路。绝缘层5被形成八边形。绝缘层5的中央部为了使阳极11露出而被开口。绝缘层5的一部分被在形成绝缘槽13中。绝缘层5由SiO2构成。
有机发光层6用于发光。有机发光层6在俯视图中被形成外周与绝缘层5的外周一致的八边形。有机发光层6以电连接的状态被形成在阳极11上。有机发光层6从阳极11侧被顺序地层合有空穴输送层和电子输送层。空穴输送层由具有约50nm厚度的NPD(二苯基萘二胺)膜构成。电子输送层由具有约50nm厚度的混入有色素的喹啉铝络合物(Alq3)膜构成。
阴极7用于向有机发光层6注入电子。阴极7在俯视图中被形成大致正方形。阴极7的中央部在有机发光层6上被电连接。阴极7被形成面状以覆盖有机发光层6的上面大致整个面。阴极7的各顶点以被电连接的状态形成在第二透明电极4的连接部15上。阴极7由具有约100nm厚度的Al膜构成。Al膜的电阻率是10-6Ω·cm的级别。即构成阴极7的Al膜的电阻率比构成阳极11的ITO的电阻率小两位。根据这点，知道阳极11比阴极7的电阻大。且阳极11、有机发光层6和阴极7与发光部相当。
密封板9用于密封形成有有机发光层6的区域。密封板9利用由UV硬化树脂构成的封接材料8而与第一透明电极3和第二透明电极4封接。
下面说明上述第一实施例有机EL元件1的动作。
首先，从外部电源向有机EL元件1的阳极端子12注入空穴。且从外部电源向有机EL元件1的阴极端子16注入电子。被从阳极端子12注入的空穴经由阳极11而向有机发光层6注入。另一方面，被从阴极端子16注入的电子经由连接部15和阴极7而向有机发光层6注入。被向有机发光层6注入的空穴和电子再结合而发光。发出的光透射阳极11和基板2而从光取出面2b向外部照射。
接着，说明上述第一实施例有机EL元件1的制造方法。图6～图15是说明第一实施例有机EL元件的各制造工序的图。且图6、图10、图12、图14是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅲ-Ⅲ线相同位置的剖视图。图7、图8是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图1的Ⅳ-Ⅳ线相同位置的剖视图。图9、图11、图13、图15是第一实施例有机EL元件各制造工序的俯视图。
首先，如图6和图7所示，利用喷溅法在基板2的生长主面2a整个面形成由ITO构成的第一透明电极3和第二透明电极4。
接着，如图8所示，利用光刻法使形成绝缘槽13的区域露出地在透明电极3、4的上面形成抗蚀剂膜51。然后，利用蚀刻法在第一透明电极3与第二透明电极4之间形成绝缘槽13。然后如图9所示，把抗蚀剂膜51除去。由此，在基板2的生长主面2a完成被布图的透明电极3、4。
接着，如图10和图11所示，利用喷溅法、光刻法和蚀刻法而把被布图的由SiO2构成的绝缘层5形成在阳极11上和绝缘槽13内。
接着，如图12所示，使用在中央部形成有开口部52a的荫罩掩模52而把图12和图13所示的八边形的有机发光层6蒸镀在阳极11上。
接着，如图14所示，使用在中央部形成有开口部53a的荫罩掩模53而如图14和图15所示那样，把由Al膜构成的大致正方形的阴极7蒸镀在有机发光层6和第二透明电极4上。
接着，如图1和图3所示，经由封接材料8而封接密封板9，完成有机EL元件1。
如上所述，有机EL元件1把面状阳极端子12的阳极连接面12a的面积S1形成得比阴极端子16的阴极连接面16a的面积S2大。由此，由于能够把空穴更多地向阳极端子12注入，所以能够使更多的空穴到达由电阻大的ITO构成的阳极11的中心部。因此，由于在有机发光层6的中心部也有多的空穴注入，所以能够提高空穴与电子的再结合。其结果是能够提高中心部的亮度而能够减少亮度分布不匀。
在有机EL元件1中，把阳极端子12沿生长主面2a的各边形成，把阴极端子16形成在生长主面2a的各顶点附近。由此，能够把阳极端子12与有机发光层6的中心C的距离设定得比阴极端子16与有机发光层6的中心C的距离小。其结果是由于能够缩小到阳极端子12和阳极11中心的电阻，所以能够使到达阳极11中心的空穴更多。其结果是由于能够提高在有机发光层6的中心C的亮度而更能够减少亮度分布不匀。
在有机EL元件1中，把阳极端子12和阴极端子16在有机发光层6的中心C周围形成点对称。由此，由于能够使空穴和电子从各端子12、16均等地向有机发光层6的中央注入，所以更能够减少亮度分布不匀。
在有机EL元件1中，由于形成得利用面状的阳极端子12和面状的阴极端子16把有机发光层6的两面大致整个区域覆盖，所以能够使有机发光层6以大致整个区域发光。由此，更能够减少亮度分布不匀。
有机EL元件1中，把阳极11和阳极端子12成一体地由相同的材料(ITO)在生长主面2a上构成。且在有机EL元件1中，把第一透明电极3和第二透明电极4由相同的材料(ITO)构成。由此，能够通过布图把第一透明电极3和第二透明电极4同时形成，能够把制造工序简略化。
在此，说明为了证明第一实施例有机EL元件1的效果而进行的实验。本实验测定光取出面2b上五个部位的亮度，根据各点的亮度来调查亮度分布。测定亮度的五个部位中，一个部位是光取出面2b的中心(有机发光层6的中心C)。其余的四个部位P(参照图5)是在从光取出面2b的中心朝向各边的四根垂线上。且垂线上的四个部位P是距中心的距离全部相等的部位，是在光取出面2b的各边附近。把整个面的平均亮度设定为2200cd/m2。
在此，亮度分布[％]是
亮度分布[％]＝100×(亮度的标准偏差)/(亮度的平均值)
且在各测定部位测定三次亮度。
为了与第一实施例的有机EL元件1进行比较而制作了用于比较的有机EL元件(以下叫做比较例)。比较例使用相同大小和形状的基板。且沿相对的两边形成阳极端子，沿另外相对的两边形成阴极端子。比较例除了外部端子以外，与第一实施例具有同样的结构。
该实验中，比较例的亮度分布是约35％，相对地在第一实施例的有机EL元件中能够减少到约14％。由此，了解到在第一实施例的有机EL元件中，能够抑制中央部相对发光区域外周部的亮度降低。而且了解到第一实施例的有机EL元件能够增大向中央部注入的空穴。
(第二实施例)
下面，参照附图说明变更了上述第一实施例一部分的第二实施例的有机EL元件。图16是第二实施例有机EL元件的整体立体图。图17是透明电极的俯视图。图16中，为了方便而把封接材料8和密封板9用虚线表示。图17中，把封接材料8的外周用虚线表示。对于与第一实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图16和图17所示，第二实施例的有机EL元件1A中，在基板2上形成的第一透明电极3A和第二透明电极4A的形状与第一实施例不同。
第一透明电极3A在基板2的生长主面2a(参照图3)顶点附近以外的区域被形成十字形状。第一透明电极3A包括封接材料8内部的阳极11A和封接材料8外部的阳极端子12A。
第二透明电极4A在基板2的生长主面2a各顶点附近被形成正方形。在第二透明电极4A与第一透明电极3A之间形成有用于相互绝缘的绝缘槽13。第二透明电极4A具备封接材料8内部的连接部15A和封接材料8外部的阴极端子16A。
在此，如从图17了解的那样，阳极端子12A的阳极连接面12Aa的面积S1比阴极端子16A的阴极连接面16Aa的面积S2大。阳极端子12A沿基板2的各边形成。另一方面，阴极端子16A被形成在基板2的生长主面2a各顶点附近。且端子12A、16A在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。其结果是，第二实施例的有机EL元件1A能够有与第一实施例的有机EL元件1同样的效果。
(第三实施例)
下面，参照附图说明变更了上述第一实施例一部分的第三实施例的有机EL元件。图18是第三实施例透明电极的俯视图。图18中，把封接材料8的外周用虚线表示。对于与上述实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图18所示，第三实施例的有机EL元件中，在基板2的生长主面2a(参照图3)上形成的第一透明电极3B和第二透明电极4B的形状与第一实施例不同。
第一透明电极3B除了把基板2的生长主面2a各边的中央部除去正方形部分以外，其余部分被形成在生长主面2a的大致整个面。第一透明电极3B包括封接材料8内部的阳极11B和封接材料8外部的阳极端子12B。
第二透明电极4B在基板2的生长主面2a各边的中央部被形成正方形。在第二透明电极4B与第一透明电极3B之间形成有用于相互绝缘的绝缘槽13。第二透明电极4B具备封接材料8内部的连接部15B和封接材料8外部的阴极端子16B。
在此，如从图18了解的那样，阳极端子12B的阳极连接面12Ba比阴极端子16B的阴极连接面16Ba大。端子12B、16B在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。由此，第三实施例的有机EL元件能够减少亮度分布不匀。
(第四实施例)
下面，参照附图说明变更了上述第一实施例一部分的第四实施例的有机EL元件。图19是第四实施例基板和透明电极的俯视图。图19中，把封接材料8的外周用虚线表示。对于与上述实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图19所示，第四实施例的有机EL元件中，基板2C被形成正六边形。随之，在第四实施例的有机EL元件中，在基板2C上形成的第一透明电极3C和第二透明电极4C的形状与第一实施例不同。
第一透明电极3C在基板2C的顶点附近以外的区域被形成十二边形。第一透明电极3C包括封接材料8内部的阳极11C和封接材料8外部的阳极端子12C。
第二透明电极4C在基板2C的各顶点附近被形成三角形。在第二透明电极4C与第一透明电极3C之间形成有用于相互绝缘的绝缘槽13。第二透明电极4C具备封接材料8内部的连接部15C和封接材料8外部的阴极端子16C。
在此，如从图19了解的那样，阳极端子12C的阳极连接面12Ca比阴极端子16C的阴极连接面16Ca大。阳极端子12C沿基板2C上面(生长主面)的各边形成。另一方面，阴极端子16C被形成在基板2C上面的各顶点附近。且端子12C、16C在有机发光层6的中心C周围被形成点对称。其结果是，第四实施例的有机EL元件能够有与第一实施例的有机EL元件1同样的效果。
(第五实施例)
以下参照附图说明本发明第五实施例的下发射型有机EL元件。图20是第五实施例有机EL元件的整体立体图。图21是有机EL元件的分解立体图。图22是沿图20的Ⅲ-Ⅲ线的剖视图。图23是沿图20的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。把图20箭头表示的XYZ作为XYZ方向。且+Z方向是上方向，-Z方向是下方向。
如图20～图23所示，第五实施例的有机EL元件101具备：基板102、第一透明电极(第一电极)103、两个第二透明电极104、绝缘层105、有机发光层106、阴极(第二电极)107、供电部件108、凸状连接部件109、密封部件110。各图中为了方便而把密封部件110用虚线表示。
基板102由能够透射光的玻璃基板构成。基板102具有约0.7mm的厚度。基板102在俯视图中被形成一边约15cm的正方形。基板102的上面是形成有各层103～107的生长主面102a。基板102的下面是取出光的光取出面102b。
第一透明电极103用于向有机发光层106注入空穴。第一透明电极103被形成在除了X方向两端部区域的生长主面102a上。即第一透明电极103被形成X方向的宽度比生长主面102a小的长方形。第一透明电极103由能够透射光的具有约150nm厚度的ITO(氧化铟锡)构成。ITO的电阻率是10-4Ω·cm的级别。
第一透明电极103包含阳极111和阳极端子112。
阳极111与有机发光层106的下面电连接。阳极111被形成把有机发光层106的下面大致整个面覆盖的面状。阳极111被形成在密封部件110的内部。
阳极端子112用于把外部的电源(图示略)与阳极111连接。阳极端子112与阳极111被形成一体。阳极端子112被沿基板102的生长主面102a的Y方向侧各边形成。阳极端子112被形成在密封部件110的外侧。阳极端子112的上面大致整个面形成有用于把面整体保持同电位的焊料层(图示略)。
第二透明电极104用于把外部电源与阴极107连接。如图21所示，第二透明电极104被形成在基板102的生长主面102a的X方向侧各边附近。第二透明电极104被形成向Y方向延伸的长方形。第二透明电极104由能够透射光的具有约150nm厚度的ITO构成。在两个第二透明电极104与第一透明电极103之间形成有用于相互电绝缘的绝缘槽113。
第二透明电极104包含连接部115和阴极端子116。
连接部115被形成在密封部件110内部。阴极107的X方向侧两端部与连接部115电连接。
阴极端子116被沿基板102的生长主面102a的X方向侧的边形成。阴极端子116被形成在密封部件110的外部。阴极端子116的上面大致整个面形成有用于把面整体保持同电位的焊料层(图示略)。
绝缘层105用于抑制阳极111与阴极107的短路。绝缘层105被形成四方形状。绝缘层105的中央部为了使阳极111露出而被开口。绝缘层105的一部分被形成绝缘槽113中。绝缘层105由SiO2构成。
有机发光层106用于发光。有机发光层106在俯视图中被形成外周比绝缘层105的外周小的长方形。在有机发光层106的中央部形成有用于使阳极111露出的圆形开口部(发光层开口部)106a。开口部106a优选被形成径小(例如约100μm)。有机发光层106以电连接的状态被形成在阳极111上。有机发光层106从阳极111侧被顺序地层合有空穴输送层和电子输送层。空穴输送层由具有约50nm厚度的NPD(二苯基萘二胺)膜构成。电子输送层由具有约50nm厚度的混入有色素的喹啉铝络合物(Alq3)膜构成。
阴极107用于向有机发光层106注入电子。阴极107在俯视图中被形成大致长方形。阴极107的中央部在有机发光层106的上面被电连接。阴极107被形成面状以覆盖有机发光层106的上面大致整个面。在阴极107的中央部形成有使凸状连接部件109穿过并用于使相互绝缘的圆形开口部(电极开口部)107a。开口部107a优选被形成径小(例如约100μm)。开口部107a被形成在与有机发光层106的中心对应的位置。且在俯视图中，把有机发光层106的开口部106a与阴极107的开口部107a形成在相同位置且是相同形状。
阴极107的X方向侧的端部与第二透明电极104的连接部115电连接。阴极107由具有约100nm厚度的Al膜构成。Al膜的电阻率是10-6Ω·cm的级别。即构成阴极107的Al膜的电阻率比构成阳极111的ITO的电阻率小两位。根据这点，知道阳极111比阴极107的电阻大。
供电部件108用于把向第一透明电极103注入的空穴向中央部供电。供电部件108由电阻小的Al板状部件构成。供电部件108包括顶板部121和一对脚部122。
顶板部121被形成长方形的平面状。顶板部121被形成在脚部122与脚部122之间。顶板部121被配置在阴极107的上方。即顶板部121隔着有机发光层106并且被形成在第一透明电极103的相反侧。为了把顶板部121与阴极107绝缘，而在顶板部121与阴极107之间形成有规定的间隔。
一对脚部122被形成在顶板部121的Y方向两端部。脚部122相对顶板部121而被折弯90°。脚部122相对顶板部121而被形成向-Z方向延伸。脚部122的下面在比有机发光层106更靠向外侧的区域利用焊料等接合材料而与第一透明电极103连接。且接合材料还具有作为用于调整顶板部121与第一透明电极103之间间隔的调整片的功能。
凸状连接部件109用于把第一透明电极103的中央部与供电部件108电连接。凸状连接部件109由可弹性变形的Al线构成。凸状连接部件109的前端与第一透明电极103接触而被电连接。凸状连接部件109的前端被第一透明电极103按压而弯曲。凸状连接部件109通过焊料等导电性接合材料123而与顶板部121的中心接合。凸状连接部件109穿过开口部107a、106a。由此，凸状连接部件109与阴极107之间被形成有规定的间隔而与阴极107绝缘。
密封部件110用于密封形成有有机发光层106的区域。密封部件110包括：构成顶板的密封板和用于封接密封板的由UV硬化树脂构成的封接材料。
下面说明上述第五实施例有机EL元件101的动作。
首先，从外部电源向有机EL元件101的阳极端子112注入空穴。且从外部电源向有机EL元件101的阴极端子116注入电子。被从阳极端子112注入的空穴的一部分经由阳极111而向有机发光层106注入。被从阳极端子112注入的空穴的其余部分经由供电部件108和凸状连接部件109而向阳极111的中央部供电。然后从阳极111的中央部把空穴向有机发光层106的中央部注入。另一方面，被从阴极端子116注入的电子经由连接部115和阴极107而向有机发光层106注入。被向有机发光层106注入的空穴和电子再结合而发光。发出的光透射阳极111和基板102而从光取出面102b向外部照射。
接着，说明上述第五实施例有机EL元件101的制造方法。图24～图30是说明第五实施例有机EL元件的各制造工序的图。图24～图29是在第五实施例有机EL元件的各制造工序中与图20的Ⅳ-Ⅳ线相同位置的剖视图。图30是在第一实施例有机EL元件的各制造工序中与图20的Ⅲ-Ⅲ线相同位置的剖视图。
首先，如图24所示，利用喷溅法在基板102的生长主面102a整个面形成由ITO构成的第一透明电极103和第二透明电极104。
接着，如图25所示，利用光刻法使形成绝缘槽113的区域露出地在透明电极103、104的上面形成抗蚀剂膜151。然后，利用蚀刻法在第一透明电极103与第二透明电极104之间形成绝缘槽113。然后，把抗蚀剂膜151除去。由此，在基板102的生长主面102a上完成被布图的透明电极103、104。
接着，如图26所示，利用喷溅法、光刻法和蚀刻法而把被布图的由SiO2构成的绝缘层105形成在第一透明电极103上和绝缘槽113内。
接着，如图27所示，使用荫罩掩模152而把有机发光层106蒸镀在阳极111上。在荫罩掩模152的中央部形成有开口部152a。且在荫罩掩模152的中心部形成有用于形成开口部106a的遮蔽部152b。在蒸镀有机发光层106时，一边使基板102或荫罩掩模152旋转一边进行。由此，使中心部形成有开口部106a的有机发光层106被成膜。
接着，如图28所示，在透明电极103、104的外周部和中心部形成抗蚀剂膜153后，蒸镀构成阴极107的Al膜。然后，与在上面形成的Al膜一起把抗蚀剂膜153除去。由此，使中心部形成有开口部107a的阴极107被成膜。
接着，如图29和图30所示，把中心接合有凸状连接部件109的供电部件108与基板102对准位置。且在该阶段已经把凸状连接部件109的前端折弯以使容易弯曲。然后，使供电部件108向基板102靠近而直到脚部122的下面与第一透明电极103接触。由此，凸状连接部件109的前端部被第一透明电极103的上面按压而折弯。其结果是凸状连接部件109与第一透明电极103被连接。在该状态下，利用焊料等导电性接合材料而把脚部122的下面固定在第一透明电极103。
最后，如图22和图23所示，通过封接密封部件110而完成有机EL元件101。
如上所述，第五实施例的有机EL元件101中，利用供电部件108和凸状连接部件109而能够把向设置外周部的阳极端子112注入的空穴向第一透明电极103的中心部(阳极111的中心部)供电。由此，仅利用电阻大的第一透明电极103就能够把空穴向没被充分注入空穴的有机发光层106的中心部充分注入。由此，能够增大在有机发光层106的中央部的发光而减少亮度分布不匀。
在有机EL元件101中，供电部件108和凸状连接部件109隔着有机发光层106被设置在第一透明电极103的相反侧。由此，有机发光层106发出的光不会被遮挡，能够提高光的取出。
在有机EL元件101中，由于把开口部106a、107a和凸状连接部件109设定成小径，所以使有机发光层106的发光面积几乎没有损失，能够有上述的效果。
在有机EL元件101中，通过在有机发光层106形成开口部106a而能够使凸状连接部件109容易地与第一透明电极103连接。
(第六实施例)
下面，参照附图说明局部变更了上述第五实施例的第六实施例的有机EL元件。图31是第六实施例有机EL元件的分解立体图。图32是有机EL元件的剖视图。图32是与第五实施例的图22相同位置的剖视图。且对于与第五实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图31和图32所示，第六实施例的有机EL元件101A中，把多个(例如5个)凸状连接部件109设置在供电部件108上。这时，有机发光层106A的开口部106a和阴极107A的开口部107a在与各凸状连接部件109对应的位置被形成相同数量。在此，有机发光层106A的开口部106a、阴极107A的开口部107a以及凸状连接部件109，在俯视图中被配置在：在有机发光层106A的中心周围成点对称或旋转对称的位置。
如上所述，第六实施例的有机EL元件101A中，通过设置多个凸状连接部件109而能够更加促进空穴向第一透明电极103的中央部注入。其结果是使在有机发光层106中央部的发光增大，能够减少亮度分布不匀。也可以把多个开口部106a、107a和多个凸状连接部件109在中心的周围不规则设置。
(第七实施例)
下面，参照附图说明局部变更了上述实施例的第七实施例的有机EL元件。图33是第七实施例有机EL元件的剖视图。图33是与第五实施例的图22相同位置的剖视图。且对于与上述实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图33所示，第七实施例的有机EL元件101B中，凸状连接部件109B被形成锥体状。凸状连接部件109B和供电部件108被形成一体。凸状连接部件109B的前端部被形成容易折弯程度地变细。作为把凸状连接部件109B的前端部形成细的方法，能够适用AFM(原子间力显微镜)和STM(扫描隧道显微镜)等探针(测头)的制作方法。
(第八实施例)
下面，参照附图说明局部变更了上述实施例的第八实施例的有机EL元件。图34是第八实施例有机EL元件的剖视图。图34是与第五实施例的图22相同位置的剖视图。且对于与上述实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图34所示，第八实施例的有机EL元件101C中，在有机发光层106C没有形成开口部。即，在凸状连接部件109的前端部，在被有机发光层106C埋设的状态下，与第一透明电极103连接。另外，在阴极107形成有开口部107a。
(第九实施例)
下面，参照附图说明局部变更了上述实施例的第九实施例的有机EL元件。图35是第九实施例有机EL元件的整体立体图。图36是有机EL元件内部的分解立体图。且对于与上述实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图35和图36所示，第九实施例的有机EL元件101D中，供电部件108D的顶板部121D在X方向和Y方向的宽度比有机发光层106在X方向和Y方向的宽度大。即顶板部121D比有机发光层106宽大。有机EL元件101D中具有由UV硬化树脂构成的封接材料124。封接材料124在顶板部121D的外周部下面中是不形成有脚部122的区域，把第二透明电极104和绝缘槽113密封。即封接材料124被形成在有机发光层106的外侧。由此，利用供电部件108D和封接材料124而把形成有有机发光层106的区域密封。其结果是把第五实施例中所需要的密封部件110省略，能够减少零件个数。
(第十实施例)
下面，参照附图说明局部变更了上述实施例制造方法的第十实施例的有机EL元件。图37是第十实施例有机EL元件制造工序的剖视图。图37是与第五实施例的图22相同位置的剖视图。且对于与上述实施例相同的结构则付与相同的符号而省略说明。
如图37所示，第十实施例的有机EL元件101的制造方法中，在有机发光层106和阴极107没有形成开口部的状态下，安装有供电部件108和凸状连接部件109。然后，通过向凸状连接部件109的周围照射YAG等激光，如图22所示，在有机发光层106和阴极107形成开口部106a、107a。
以上，使用实施例详细说明了本发明，但本发明并不限定于本说明书中说明的实施例。本发明的范围由权利要求范围所记载的和与权利要求范围所记载的均等的范围来决定。以下，说明把上述实施例变更一部分的变更例。
上述各实施例中，数值、材料、形状等能够适当变更。
上述各实施例中，以下发射型为例进行了说明，但也可以把本发明适用在顶发射型的有机EL元件中。
上述实施例中，把阳极端子和阴极端子在有机发光层的中心周围形成点对称，但也可以在有机发光层的中心周围形成旋转对称，也可以隔着通过有机发光层中心的直线而形成线对称。
上述实施例中，把供电部件由Al的板部件构成，但也可以由其他金属等具有导电性的部件构成。也可以把供电部件适用于在玻璃基板等蒸镀有金属配线的结构中。
上述实施例中，把第一透明电极的中央部适用于作为阳极，但也可以把第一透明电极的中央部作为阴极使用。这时，把覆盖有机发光层上面的金属电极适用于作为阳极。且向利用供电部件供电的第一透明电极供电的电荷成为是电子。
上述实施例中，把凸状连接部件由Al线等构成，但也可以适用AFM等所使用的悬臂。
本发明能够适用于照明等的有机EL元件。
Claims (15)
1.一种有机EL元件，具备：
基板；
发光部，其包含有面状的第一电极、比所述第一电极电阻小的面状的第二电极、在所述第一电极与第二电极之间形成的有机发光层，且所述发光部形成在所述基板上；
第一外部端子，其被形成在所述基板上且与所述第一电极连接；
第二外部端子，其被形成在所述基板上且与所述第二电极连接，
其中，把与外部连接的所述第一外部端子的面作为第一连接面，
把与外部连接的所述第二外部端子的面作为第二连接面，
所述第一连接面的面积比所述第二连接面的面积大，
所述基板是多边形，
所述第一外部端子被沿所述多边形基板的边形成，
所述第二外部端子被形成在所述多边形基板的顶点。
2.如权利要求1所述的有机EL元件，其中，
所述第一外部端子和所述第二外部端子相对所述有机发光层的中心或通过中心的直线对称。
3.如权利要求1所述的有机EL元件，其中，
所述第一电极被形成在所述基板上，
所述第一电极和所述第一外部端子利用相同的材料而被形成为一体。
4.如权利要求1所述的有机EL元件，其中，
所述第一外部端子和第二外部端子由相同的材料形成。
5.如权利要求1所述的有机EL元件，其中，
所述第一电极是能够透射光的透明电极，
所述第二电极是金属电极。
6.一种有机EL元件，具备：
基板、
形成在所述基板上且能够透射光的第一电极、
形成在所述第一电极上的有机发光层、
形成在所述有机发光层上且在形成有所述有机发光层的区域形成有电极开口部的第二电极、
在所述第二电极的上方空开间隔地配置，且在所述有机发光层的外侧与所述第一电极连接的导电性供电部件、
在与所述第二电极非接触的状态下穿过电极开口部而与所述第一电极和所述供电部件连接的凸状连接部件，
所述凸状连接部件的所述第一电极侧的前端被所述第一电极的上面按压弯折而连接。
7.如权利要求6所述的有机EL元件，其中，
在所述第二电极形成的电极开口部被形成在与所述有机发光层的中心对应的位置。
8.如权利要求6所述的有机EL元件，其中，
在所述第二电极形成的电极开口部被形成多个，
所述凸状连接部件穿过所述各电极开口部。
9.如权利要求8所述的有机EL元件，其中，
所述多个电极开口部相对所述有机发光层的中心或通过中心的直线对称。
10.如权利要求6所述的有机EL元件，其中，
在所述有机发光层上并且在与所述电极开口部对应的位置形成有发光层开口部。
11.如权利要求6所述的有机EL元件，其中，
所述凸状连接部件能够弹性变形。
12.如权利要求6所述的有机EL元件，其中，
所述凸状连接部件和所述供电部件被形成一体。
13.如权利要求6所述的有机EL元件，其中，
所述供电部件包括比所述有机发光层宽大的导电性顶板部，
在所述有机发光层的外侧还具备有封接所述顶板部的外周部的封接材料。
14.如权利要求6所述的有机有机EL元件，其中，
所述凸状连接部件由Al线构成。
15.如权利要求6所述的有机有机EL元件，其中，
所述凸状连接部件形成为锥体状。
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