CN1271892C - 电致发光元件 - Google Patents
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Abstract
一种电致发光元件，其在透明基板上具有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极；背面电极，其按照与该透明电极相对的方式设置；发光层，其形成于上述背面电极与上述透明电极之间，上述导线电极按照伸出到上述透明基板的周围侧的方式形成，从而形成端子，按照下述方式形成有形成于除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明电极上的辅助电极，该方式为：该辅助电极覆盖除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明基板的整个表面。
Description
技术领域
本发明涉及下述电致发光元件，其在透明电极和与其相对的背面电极之间设置有发光层，该透明电极由透明导电材料形成，其具有显示电极，该显示电极呈特定形状的多个节段状，以便通过有选择的发光，呈现任意的形状。
背景技术
在日本专利第2758785号公报中公开了一种所谓的薄膜电致发光元件，其在透明基板上依次叠置有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极；作为中间层的绝缘层，其由电介体材料形成；发光层以及至少与透明电极相对的背面电极。另外，在日本专利公开第32307/1994号公报中公开一种有机电致发光元件，其在透明基板上，至少包括阳极，该阳极由透明导电材料形成；有机层，其由一个以上的层构成(至少由有机发光层形成，或由下述多层结构形成，在该多层结构中同时叠置有空穴注入层，以及根据需要设置的空穴输送层等有机层)；以及阴极，其由金属导电材料形成。
在上述的电致发光元件中，通过在透明电极与背面电极之间施加数百伏的交流电压，激励作为发光层中的发光中心的荧光物质，所激励的荧光物质在返回到基底状态时，实现发光。
但是，上述透明电极采用氧化铟锡(ITO)等透明导电材料，以便使来自发光层的光透过，该透明电极呈特定形状的多个由像素划分形成的节段状，以便通过有选择的发光，呈现任意的形状，但是位于端子与显示电极之间的导线电极的电阻值为数十个Ω/□，由于该导线电极中的电压降的作用，当导线电极的距离不同时，像素上的施加电压便会产生差别，从而产生下述问题，即发光不均匀，显示质量降低。
此外，上述背面电极采用电阻率较低，容易形成膜的铝(Al)等金属导电材料，但是由于上述膜的形成，背面电极的表面呈镜面状，这样便产生下述问题，即看上去周围风景为背景电极反射，从而显示质量降低。
还有，由于上述有机电致发光元件通过在阳极与阴极之间施加几伏至数十伏的直流电压，有机物发光，这样与其它种类的电致发光元件相比较，具有可实现低电压驱动的优点。
但是，上述的有机电致发光元件中的阴极采用电阻率较低，容易形成膜的铝(Al)等金属导电性材料，由于形成上述膜，阴极的表面处于镜面状态，从而具有下述问题，即看上去周围风景为阴极反射，显示质量降低。
本发明的方案
本发明涉及一种电致发光元件，其在透明基板上形成有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极，在该透明电极上依次形成至少一层作为中间层的绝缘层和发光层，在该发光层上按照与上述显示电极相对的方式形成有背面电极，在上述导线电极上形成有辅助电极，该辅助电极由其电阻率小于上述透明电极的金属导电材料形成。
由此，通过设置由其电阻率小于形成于导线电极上的导线电极的铬等金属导电材料形成的辅助电极，位于端子与显示电极之间的导线电极中的电压降受到抑制。
特别是，背面电极和上述辅助电极采用同一材料，比如Cr或铝形成。
由此，通过使背面电极采用与辅助电极相同的材料，便抑制了下述情况，该情况指在观看电致发光元件时，看上去辅助电极浮于背面电极上。
本发明还涉及一种电致发光元件，其在透明基板的整个表面上形成有透明电极和由铬形成的辅助电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极，通过蚀刻法将除了上述显示电极和上述导线电极的各所在位置以外的上述透明电极和辅助电极去除，将覆盖上述显示电极的所在位置的辅助电极去除，在其上依次至少形成有发光层和背面电极。
由此，具有优良的蚀刻选择性，可使步骤简化，位于端子与显示电极之间的导线电极的电压降受到抑制。
本发明还涉及一种电致发光元件，其在透明基板的整个表面上形成有透明电极和由铬构成的掩模层，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极，通过蚀刻法将除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明电极和上述掩模层去除，在其上形成构成上述导线电极的辅助电极用的铝，通过蚀刻法将除了上述显示电极的所在位置以外的上述辅助电极去除，将保护上述显示电极的上述掩模层去除，在其上依次至少形成有发光层和由铝形成的背面电极。
由此，下述情况受到抑制，该情况指当观看电致发光元件时，看上去辅助电极的局部浮在背面电极上。
本发明还涉及一种电致发光元件，其在透明基板上具有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极；背面电极，其按照与该透明电极相对的方式设置；发光层，其形成于上述背面电极与上述透明电极之间，上述导线电极按照伸出到上述透明基板的周围侧的方式形成，从而形成端子，按照下述方式形成有形成于除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明电极上的辅助电极，该方式为：该辅助电极覆盖除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明基板的整个表面。
由此，当观看电致发光元件时，由于除了显示电极的所在位置以外，辅助电极的颜色是统一的，所以抑制了下述情况，即显示电极与导线电极，以及除了这两个电极以外的各个位置看上去为三种不同的颜色。
本发明还涉及一种电致发光元件，其在透明基板上具有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极；背面电极，其按照与该透明电极相对的方式设置；发光层，其形成于上述背面电极与上述透明电极之间，上述导线电极按照伸出到上述透明基板的周围侧的方式形成，从而形成端子，该元件具有辅助电极和中间层，该辅助电极形成于除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明电极上，该中间层位于透明电极或辅助电极与发光层之间，该中间层由黑色等光遮挡性较高的色彩的材料形成，并且覆盖除了显示电极和端子的各所在位置以外的透明基板的整个表面。
由此，当观看电致发光元件时，由于除了显示电极的所在位置以外，辅助电极的颜色是统一的，所以抑制了下述情况，该情况指显示电极与导线电极，以及除了这两个电极以外的各个位置看上去为三种不同的颜色。
本发明还涉及一种电致发光元件，其在透明基板上至少包括由透明导电材料形成的阳极，以及由一个以上的层形成的有机层和由导电材料形成的阴极，上述阴极由光反射率较低的材料形成，在上述阴极与上述有机层之间，设置有薄膜层，该薄膜层促进电子从上述阴极注入到上述有机层中。
由此，当观看电致发光元件时，周围风景看上去为阴极反射的情况受到抑制，可保持较高的显示质量。
特别是，在上述结构中，上述阴极由碳形成。
由此，阴极的膜较容易形成，不会使阴极成形的步骤复杂化。
特别是，在上述结构中，上述薄膜层是在电子传递化合物或电子输送材料上涂上功函数较低的金属材料而形成的。
由此，不会使薄膜层成形的步骤复杂化。
本发明还涉及一种电致发光元件，其在透明基板上至少具有透明导电材料形成的阳极，一个以上的层构成的有机层和由导电材料形成的阴极，上述阴极由反射率较低的材料形成，在阴极与有机层之间，从靠近有机层的一侧，依次叠置有由电子输送材料形成的电子输送层和电子注入层，该电子注入层是由在电子传递化合物或电子输送材料上涂上功函数较低的金属材料而形成的物质构成的。
由此，当观看电致发光元件时，周围风景为阴极反射的情况受到抑制，可保持较高的显示质量。
特别是，在上述结构中，阴极由碳形成。
由此，阴极的膜也较容易形成，不会使阴极的成形的步骤复杂化。
附图简要说明
图1为本发明第一实施例的主要部分的剖面图；
图2为上述实施例的主要部分的俯视图；
图3为用于说明上述实施例的制造方法的步骤图；
图4为用于说明本发明第二实施例的制造方法的步骤图；
图5为本发明第三实施例的主要部分的剖面图；
图6为本发明第四实施例的主要部分的俯视图；
图7为本发明第五实施例的主要部分的剖面图；
图8为本发明第六实施例的主要部分的剖面图。
本发明的最佳实施例
下面根据附图所示的实施例对本发明进行描述，图1～图6涉及电致发光元件。
图1～图3涉及本发明的第一实施例，标号1表示进行了脱脂清洗的钠钙玻璃等形成的透明基板，标号2表示透明电极，其由形成于透明基板1上的ITO等透明导电材料形成，该透明电极按照功能的不同分为显示电极21、端子22和导线电极23，该显示电极21呈特定形状的多个节段状，以便通过有选择的发光呈现任意形状，该端子22按照伸出到透明基板1的周围侧的方式形成，该导线电极23连接于显示电极21与端子22之间，另外上述透明电极2形成端子24，以便用于后面将要描述的背面电极，标号3表示辅助电极，其由电阻率小于形成于导线电极23上的透明电极2的铬(Cr)等金属导电材料形成，标号4表示作为中间层的绝缘层，其形成于除了显示电极21和端子22以外的透明电极2上的氧化铝或四氮化三硅等的电介材料形成，标号5表示发光层，其由形成于显示电极21和绝缘层4上的作为母材的硫化锌与作为发光中心的锰的发光材料形成，标号6表示背面电极，其位于发光层5上，并且由按照与显示电极21相对的方式形成的铝(Al)等金属导电材料形成，与透明电极2相同，该背面电极6的局部也伸出至透明基板1的周围侧，与端子24连接。
此外，在背面电极6的局部以直接延伸至透明基板1的周围侧的方式形成，并且在使电源与其连接的情况下，不必设置上述端子24。
透明电极2～背面电极6的叠层体依次通过蒸镀或喷溅等适当方法叠置形成。
标号7表示由粘接固定于透明基板1上的、与该透明基板1相同的材料形成的密封部件，在其中间部具有凹部，其内收装绝缘保护液体8。该绝缘保护液体8通过下述方法等形成，即预先采用分配器等用具，灌注于密封部件7的凹部中，此后，通过将形成有透明电极2～背面电极6的透明基板1对准设置有粘接剂9的密封部件7而固定，将该绝缘保护液体8灌注于该凹部，或在将设置有粘接剂的密封部件7对准形成有透明电极2～背面电极6的透明基板1而固定于其上之后，从密封部件7中专门形成的灌注口10，将绝缘保护液体8灌注于凹部。
但是，由于上述电致发光元件设置有辅助电极3，该辅助电极3由其电阻率小于形成于导线电极2上的导线电极23的Cr等金属导电材料形成，位于端子22至显示电极21之间的导线电极23的电压降受到抑制，所以可改善导线电极23的距离差造成的发光不均匀，从而可提高美观性。
图3表示上述实施例中的，辅助电极3采用Cr的场合的制造方法，在透明基板1的整个表面上形成ITO的透明电极2与由Cr形成的辅助电极3(图3(A))，通过将辅助电极3中的Cr用作蚀刻时的掩模材料，通过蚀刻法去除除了上述显示电极21、端子22、导线电极23和端子24的各所在位置以外的ITO的透明电极2与Cr的辅助电极3(图3(B))，另外去除覆盖显示电极21的所在位置的Cr的辅助电极3(图3(C))，在其上依次形成必要的层，最后形成由Al形成的背面电极6(图3(D))。
按照上述方式，辅助电极3采用Cr，其与透明基板1、透明电极2、辅助电极3连接，形成膜，之后形成显示电极21、端子22、导线电极23和端子24的图案，然后只有显示电极21可去除辅助电极3，可获得优良的蚀刻选择性，可使步骤简化，由于位于端子2与显示电极21之间的导线电极23中的电压降受到抑制，所以可改善导线电极23的距离差造成的发光不均匀，从而可提高美观性。
此外，如果背面电极6采用与辅助电极3相同的材料，比如两者均为Cr，则在观看电致发光元件时，可消除看上去辅助电极3的局部浮于背面电极6上的不利情况，可提高美观性。
图4涉及本发明的第二实施例，其表示背面电极6为与辅助电极3相同的材料，比如，两者均为Al的场合的制造方法，在透明基板1的整个表面上形成由ITO的透明电极2与Cr形成的掩模层31(图4(A))，通过蚀刻法将除了显示电极21的所在位置以外的透明电极2与掩模层31去除(图4(B))，在其上形成由端子22、导线电极23和端子24构成的、由Al形成的辅助电极3(图4(C))，通过蚀刻法去除除了显示电极21的所在位置以外的Al的辅助电极3(图4(D))，去除保护显示电极21的掩模层31(图4(E))，以预定形状形成辅助电极3的图案(图4(F))，在其上依次形成必要的层，最后，形成由Al形成的背面电极6(图4(G))。
由此，在观看电致发光元件时，可消除看上去辅助电极3的局部浮于背面电极6上的不利情况，可提高美观性。
图5涉及本发明的第三实施例，其为下述的电致发光元件，该电致发光元件在透明基板1上包括透明电极2，该透明电极2按照功能的不同分为显示电极21与导线电极23，并且形成有端子24以便用于背面电极6；背面电极6，其按照与上述透明电极2相对的方式设置；发光层5，其形成该背面电极6与透明电极2之间，上述导线电极23按照伸出到透明基板1的周围侧的方式形成，从而形成端子22，形成于除了显示电极21的所在位置的透明电极2上的辅助电极3不仅位于透明电极2上，而且按照覆盖至少除了显示电极21的所在位置(还可除了端子22的所在位置)以外的透明基板1的整个表面的方式形成，标号4表示作为中间层的绝缘层，其位于透明电极2或辅助电极3与发光层5之间。
按照上述的结构，由于在观看电致发光元件时，除了显示电极21的所在位置以外，辅助电极3的颜色是统一的，因此可消除显示电极21与导线电极23，以及除这两个电极以外的各个位置看上去为三种不同颜色的现有技术中的不利情况，可提高美观性。
图6涉及本发明的第四实施例，其为下述的电致发光元件，该电致发光元件在透明基板1上包括透明电极2，该透明电极2按照功能的不同分为显示电极21与导线电极23，并且形成有端子24以便用于背面电极6；背面电极6，其按照与上述透明电极2相对的方式设置；发光层5，其形成于上述背面电极6与透明电极2之间，上述导线电极23按照伸出到透明基板1的周围侧的方式形成，从而形成端子22，该电致发光元件具有辅助电极3和作为中间层的绝缘层4，该辅助电极3形成于除了显示电极21的所在位置以外的透明电极2上，该绝缘层4位于透明电极2或辅助电极3与发光层5之间，该绝缘层4由黑色等光遮挡性较高的颜色的绝缘材料形成，并且按照覆盖除了显示电极21和端子22的各所在位置以外的透明基板1的整个表面的方式形成。
按照上述结构，由于在观看电致发光元件时，除了显示电极21的所在位置以外，辅助电极3的颜色是统一的，所以可消除显示电极21与导线电极23，以及除这两个电极以外的各个位置看上去为三种不同颜色的现有技术中的不利情况，可提高美观性。
此外，本发明涉及下述的电致发光元件，其在透明电极和与其相对的背面电极之间设置有发光层，该透明电极由透明导电材料形成，其具有显示电极，该显示电极呈特定形状的多个节段状，以便通过有选择的发光，呈现任意形状，另外对于下述文献，比如日本专利第32307/1994号公报或日本专利公开第264692/1988号公报等中所公开的所谓有机电致发光元件，可按照与图1至图6所示的第一至第四实施例相同的方式，实施本发明，而该所谓的有机电致发光元件在透明基板上，依次叠置有阳极(对应于前述实施例的透明电极)，该阳极按照功能的不同分为显示电极与导线电极；空穴注入层(与中间层相同)；发光层；以及至少与阳极相对的阴极(与背面电极相同)，通过在上述阳极与阴极之间施加数十伏的直流电压，将空穴与电子注入到上述发光层中，通过在它们再结合时所产生的能量从发光层射出光。即，与前述各实施例有关的描述中的“电致发光元件”不仅包括“薄膜电致发光元件”，而且包括“有机电致发光元件”。
图7和图8涉及限定为有机电致发光元件的电致发光元件。
在图7所示的第五实施例中，电致发光元件100在透明基板200上至少包括透明导电材料形成的阳极300，由一个以上的层构成的有机层400(至少由有机发光层形成，或由下述多层结构形成，在该多层结构中同时叠置有空穴注入层，以及根据需要设置的空穴输送层等的有机层)。
在本实施例中，在有机层400上，形成有由光反射率较低的导电材料形成的阴极500。该阴极500最好为具有几乎不反射周围风景的功能的材料，以便良好地确保电致发光元件100的显示质量。作为具有高对比度的材料，可采用比如，碳(C)。此场合的膜厚度为150nm左右，该膜通过蒸镀法或溶液涂敷法等的适当方法形成。作为阴极500的材料的C具有容易获取、膜的成形也较容易的优点，不会使阴极500成形的步骤复杂化。
此外，在有机层400与阴极500之间，形成下述薄膜层600，其促使电子从阴极500注入到有机层400中。由于该薄膜层600促使电子从阴极500注入，从而有希望提高发光效率。该薄膜层600可采用下述层，该层在电子传递化合物，比如铝(Al)与锂(Li)的化合物，或电子输送材料，比如Alq3:3(8-キノリノラト)铝(III)上涂上功函数较低的金属材料，比如Li。此场合的膜厚度为10nm左右，该膜通过蒸镀法或溶液涂敷法等适当方法形成。通过使该薄膜层600成为透明的或半透明的，则容易获得位于背后的暗色的阴极5造成的高对比度的效果。由于该薄膜层600采用在电子传递化合物或电子输送材料上涂上功函数较低的金属材料的层，这样可通过与有机层400或阴极500相同的制造方法，形成膜，不会使薄膜层600的成形的步骤复杂化。
按照上述的结构，在观看电致发光元件100时，可抑制看上去阴极500反射周围风景的情况，可保持较高的显示质量。
在图8所示的第六实施例中，电致发光元件100在透明基板200上，至少包括由透明导电材料形成的阳极300、由一个以上的层构成的有机层400(至少由有机发光层形成，或由下述多层结构形成，在该多层结构中同时叠置有空穴注入层，以及根据需要设置的空穴输送层等的有机层)，在上述有机层400上形成有由光反射率较低的导电材料形成的阴极500，该阴极500最好为具有几乎不反射周围风景的功能的材料，以便良好地确保电致发光元件100的显示质量，作为具有高对比度的材料，可采用比如，碳(C)，其膜厚度为150nm，该膜通过蒸镀法或溶液涂敷法等的适当方法形成，以上方面是与第五实施例相同的。
本实施例中，在阴极500与有机层400之间，从靠近有机层400的一侧，依次叠置有半透明的电子输送层610和半透明的电子注入层620，该层610由电子输送材料，比如Alq3形成，上述层620由下述材料形成，该材料是在电子传递化合物，比如Al与Li的化合物，或电子输送材料，比如Alq3上涂上功函数较低的金属材料，比如Li而形成的，上述电子输送层610与电子注入层620相当于第五实施例中的薄膜层600，此场合的膜厚度分别为10nm左右，该膜通过蒸镀法或溶液涂敷法等适当方法形成。
按照上述的结构，在观看电致发光元件100时，可抑制看上去阴极500反射周围风景的情况，可保持较高的显示质量。
工业上的应用可能性
按照本发明，可提供显示质量较高的电致发光元件。
Claims (2)
1.一种电致发光元件，其在透明基板上具有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极；背面电极，其按照与该透明电极相对的方式设置；发光层，其形成于上述背面电极与上述透明电极之间，上述导线电极按照伸出到上述透明基板的周围侧的方式形成，从而形成端子，其特征在于按照下述方式形成有形成于除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明电极上的辅助电极，该方式为：该辅助电极覆盖除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明基板的整个表面。
2.一种电致发光元件，其在透明基板上具有透明电极，该透明电极按照功能的不同分为显示电极和导线电极；背面电极，其按照与该透明电极相对的方式设置；发光层，其形成于上述背面电极与上述透明电极之间，上述导线电极按照伸出到上述透明基板的周围侧的方式形成，从而形成端子，其特征在于该元件具有辅助电极和中间层，该辅助电极形成于除了上述显示电极的所在位置以外的上述透明电极上，该中间层位于上述透明电极或上述辅助电极与上述发光层之间，该中间层由光遮挡性较高的色彩的材料形成，并且覆盖除了上述显示电极和上述端子的各所在位置以外的上述透明基板的整个表面。
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