CN1758817A - 自发光装置 - Google Patents

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Abstract

通过去除自发光装置的非驱动时的自发光元件内的内部电荷，维持自发光装置的良好的发光性能。该自发光装置具有：在一对电极(11、12)间形成有包含发光层的层结构(13)的自发光元件(1)；以及对该自发光元件(1)的发光和不发光进行控制的控制单元(2)，自发光元件(1)具有在基板(10)上层叠第1电极(下部电极)(11)、层结构(13)以及第2电极(上部电极)(12)的结构，电极(11、12)通过引出布线(4A、4B)与控制单元(2)连接。设置有内部电荷排出单元(3)，该内部电荷排出单元(3)在控制单元(2)的驱动结束时，针对自发光元件(1)的至少一个电极(图示的例中为电极(11、12)双方)形成排出自发光元件(1)内的内部电荷的电荷流路。

Description

自发光装置
技术领域
本发明涉及自发光装置。
背景技术
有机EL(OEL：Organic Electroluminescence：有机电致发光)装置、有机发光二极管(OLED：Organic Light Emitting Diode)等自发光装置作为可在平面显示器、照明、扫描仪等的光源等各种用途中发挥高性能的装置而受到关注。特别是作为显示装置，具有如下特征：使用RGB各颜色获得期望的亮度效率，驱动电压低至数伏～十几伏左右，即使从倾斜角度看也能获得高的视觉辨认性。
该自发光装置具有自发光元件作为发光要素，该自发光元件具有在阳极(或空穴注入电极)和阴极(电子注入电极)之间夹入具有pn结的半导体层的基本结构，在低分子型有机EL装置的情况下，该半导体层采用包含发光层的有机层的层叠结构来形成。并且，有时也如高分子型有机EL装置那样，采用单层或多层层叠双极性的材料的结构来形成。而且，通过向阳极和阴极两电极施加电压，使从阳极被注入和输送到有机层内的空穴和从阴极被注入和输送到有机层内的电子在该有机层(例如发光层)内重新结合，通过由该重新结合所获得的来自激发态的能量释放来进行发光。
在这样的自发光装置中，半导体层，特别是有机层成为具有各种功能的层叠结构，在这样的结构中，被指出：在各层的界面以及电极与其他层的界面发生载流子(空穴或电子)进入的现象，该进入的载流子(内部电荷)在自发光元件内形成内部电场，这成为元件劣化的原因，从而元件寿命缩短。而且，为了消除由该内部电荷引起的元件劣化，在下述专利文献1中公开了以下技术：设置在驱动时暂时降低自发光元件的离驱动电源近的一端的电位的电位变动电路，该电位变动电路通过降低自发光元件的一电极的电位，从而对自发光元件施加与发光时相反的偏压来使内部电荷复位。
[专利文献1]特开2003-280585号公报
根据前述现有技术，尽管可在自发光装置的驱动过程中使自发光元件内的内部电荷复位，然而由于在自发光装置的驱动结束时，不能使电位变动电路动作，因而不能消除该内部电荷。
然而，有时即使在自发光装置的非驱动时，由于来自外部的光照射而在自发光元件内产生光电流，从而产生内部电荷，并且，还考虑到由于周边静电引起的带电而产生内部电荷的状况。而且，在自发光装置的非驱动时在自发光元件内产生了内部电荷的情况下，考虑如下情况：当该内部电荷由于层结构的不均匀等而集中时，有时发生泄漏路径的形成或由放电引起的层结构的破损，发生使自发光装置在驱动时的发光性能劣化的问题。并且，有时由内在的电荷移动或蓄积电荷产生的内部电场引起元件的亮度劣化等。
发明内容
本发明把应对这样的问题作为课题的一例。即，本发明的目的是通过去除自发光装置的非驱动时的自发光元件内的内部电荷，维持自发光装置的良好的发光性能。
为了达到这样的目的，根据本发明的自发光装置至少具备根据以下各技术方案的构成。
一种自发光装置，具有：在一对电极间形成有包含发光层的层结构的自发光元件，以及对该自发光元件的发光和不发光进行控制的控制单元，其特征在于，设置有内部电荷排出单元，该内部电荷排出单元在前述控制单元的驱动结束时，针对前述自发光元件的至少一个电极，形成排出前述自发光元件内的内部电荷的电荷流路。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式的自发光装置的说明图。
图2是示出本发明的更具体的实施方式的说明图。
图3是示出本发明的更具体的另一实施方式的说明图。
图4是示出采用在一对电极间夹持包含发光层的有机层而形成的有机EL元件作为自发光元件的自发光装置的面板(有机EL面板)的结构例的说明图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是示出本发明的实施方式的自发光装置的说明图。该自发光装置具有：在一对电极11、12间形成有包含发光层的层结构13的自发光元件1；以及对该自发光元件1的发光和不发光进行控制的控制单元2。自发光元件1具有例如在基板10上层叠第1电极(下部电极)11、层结构13以及第2电极(上部电极)12的结构，电极11、12通过引出布线4A、4B与控制单元2连接。而且，设置有内部电荷排出单元3，该内部电荷排出单元3在控制单元2的驱动结束时，针对自发光元件1的至少一个电极(图示例中为电极11、12双方)，形成排出自发光元件1内的内部电荷的电荷流路。这里，电极11、12通过引出布线4C、4D与内部电荷排出单元3连接，通过该引出布线4C、4D形成电荷流路。
这样，由于内部电荷排出单元3形成在控制单元2的驱动结束时排出自发光元件1内的内部电荷的电荷流路，因而在自发光装置的非驱动时，即使由于来自外部的光照射或周边静电的影响而在自发光元件1内产生内部电荷，也能通过电荷流路迅速排出该内部电荷。因此，可将由自发光元件1内的内部电荷引起的问题防患于未然，即使在非驱动状态下长时间保管那样的情况下，也不会发生自发光装置的损伤或劣化。
图2是示出本发明的更具体的实施方式的说明图(与前述实施方式相同的部位附有相同符号并省略一部分重复说明)。该实施方式的自发光装置具有线路切换单元3A1、3A2作为内部电荷排出单元3A，该线路切换单元3A1、3A2在控制单元2的驱动结束时动作，具有使自发光元件1的至少一个电极(图示例中为电极11、12双方)与地G连接的接地功能。
即，在自发光装置的发光和不发光驱动时，如该图(a)所示，线路切换单元3A1、3A2进行动作，使得电极11、12的引出布线4A、4B与控制单元2侧连接，在自发光装置的非驱动时，如该图(b)所示，线路切换单元3A1、3A2进行动作，使得电极11、12的引出布线4A、4B与地G侧连接。该线路切换单元3A1、3A2可以是以下任一种情况：以根据在驱动结束时从控制单元2发出的信号自动地切换线路的方式来进行动作；或者可以由用户对驱动结束进行确认来手动地切换线路。
因此，也与前述实施方式一样，即使在自发光装置的非驱动时在自发光元件1内发生内部电荷，仍能使该内部电荷流向大地而迅速排出。因此，可将由自发光元件1内的内部电荷引起的问题防患于未然，即使在非驱动状态下长时间保管那样的情况下，也不会发生自发光装置的损伤或劣化。
图3是示出本发明的更具体的另一实施方式的说明图(与前述实施方式相同的部位附有相同符号并省略一部分重复说明)。该实施方式的自发光装置具有线路切换单元3B1、3B2作为内部电荷排出单元3B，该线路切换单元3B1、3B2在控制单元2的驱动结束时进行动作，具有使自发光元件1的两电极11、12短路的短路功能。
即，在自发光装置的发光和不发光驱动时，如该图(a)所示，线路切换单元3B1、3B2进行动作，使得电极11、12的引出布线4A、4B与控制单元2侧连接，在自发光装置的非驱动时，如该图(b)所示，线路切换单元3B1、3B2进行动作，使得电极11、12的引出布线4A、4B相互连接而使电极11、12间短路。该线路切换单元3B1、3B2可以是以下任一种情况：以根据在驱动结束时从控制单元2发出的信号自动地切换线路的方式来进行动作；或者可以由用户对驱动结束进行确认来手动地切换线路。
因此，也与前述实施方式一样，即使在自发光装置的非驱动时在自发光元件1内发生内部电荷，仍能使该内部电荷流到另一电极而迅速排出。因此，可将由自发光元件1内的内部电荷引起的问题防患于未然，即使在非驱动状态下长时间保管那样的情况下，也不会发生自发光装置的损伤或劣化。
图4是示出采用在一对电极间夹持包含发光层的有机层而形成的有机EL元件作为前述的自发光元件的自发光装置的面板(有机EL面板)的结构例的说明图。
有机EL面板100的基本构成是，在第1电极31和第2电极32之间夹持包含有机发光功能层的有机材料层33，在基板20上形成多个有机EL元件30。在图示的例中，在基板20上形成氧化硅覆盖层20a，把在该氧化硅覆盖层20a上所形成的第1电极31设定为由ITO等透明电极构成的阳极，把第2电极32设定为由Al等金属材料构成的阴极，构成从基板20侧射出光的底部发光方式。并且，作为有机材料层33，示出了空穴输送层33A、发光层33B以及电子输送层33C的3层结构的例子。并且，通过使基板20和封装元件40通过粘接层41贴合，在基板20上形成封装空间M，在该封装空间M内形成由有机EL元件30构成的显示部。
该有机EL元件的制造方法可采用以往公知的方法。对这些方法进行例示，可列举有：使用真空蒸镀使低分子有机材料成膜的方法，使用印刷法使高分子有机材料成膜的方法，利用激光使预先形成的有机EL膜转写到基板侧的激光热转写法(LITI(Laser-induced Thermal Imaging：激光热转写)法)等。
由有机EL元件30构成的显示部，在图示的例中，利用图案化了的绝缘层34来划分第1电极31，在所划分的第1电极31的下面形成各有机EL元件30的单位显示区域(30R、30G、30B)。并且，在形成封装空间M的封装元件40的内面安装有干燥单元42，防止由湿气引起的有机EL元件30的劣化。
并且，在基板20的端部，采用与第1电极31相同的材料和相同的工序所形成的第1电极层21A在通过绝缘层34与第1电极31绝缘的状态下被形成图形。在第1电极层21A的引出部分形成有形成包含低电阻金属或合金等的低电阻布线部分的第2电极层21B，并且在该第2电极层21B上，根据需要形成有IZO等的保护膜21C，从而形成由第1电极层21A、第2电极层21B以及保护膜21C构成的引出布线21。并且，在封装空间M内端部有第2电极32的端部32a与引出布线21连接。
第1电极31的引出布线，在图示中被省略，可通过使第1电极31延伸而引出到封装空间M外来形成。在该引出布线中，与前述第2电极32的情况一样，也能形成有形成包含低电阻金属或合金等的低电阻布线部分的电极层。
以下，对前述有机EL面板100的具体部分进行更具体的说明。
a.电极；
第1电极31和第2电极32中的一方被设定为阴极侧，另一方被设定为阳极侧。阳极侧采用功函数比阴极侧高的材料构成，可使用铬(Cr)、钼(Mo)、镍(Ni)、铂(Pt)等金属膜或ITO、IZO等氧化金属膜等透明导电膜。反之，阴极侧采用功函数比阳极侧低的材料构成，可使用碱金属(Li、Na、K、Rb、Cs)、碱土族金属(Be、Mg、Ca、Sr、Ba)、稀土类金属等功函数低的金属和其化合物或者包含它们的合金、经过掺杂的聚苯胺或经过掺杂的聚对苯乙炔(poly-phenylenevinylene)等非晶质半导体、Cr2O3、NiO、Mn2O5等氧化物。并且，在第1电极31和第2电极32均采用透明材料构成的情况下，也能采用在与光的放出侧相反的电极侧设置反射膜的构成。
驱动有机EL面板100的驱动电路部件和挠性布线基板与引出布线(图示的引出布线14和第1电极31的引出布线)连接，然而优选的是形成为尽可能低的电阻，如前所述，可层叠Ag合金或APC、Cr、Al等低电阻金属电极层，或者单独形成这些低电阻金属电极。
b.有机材料层；
有机材料层33至少由包含有机EL发光功能层的单层或多层有机化合物材料层构成，然而层结构怎样形成都可以。在低分子有机EL的情况下，一般如图4所示，可使用从阳极侧朝向阴极侧层叠空穴输送层33A、发光层33B以及电子输送层33C的层结构，然而发光层33B、空穴输送层33A以及电子输送层33C分别不仅可以层叠1层而还可以层叠多层，可以省略空穴输送层33A和电子输送层33C中的任一层，也可以两层都省略。并且，也能根据用途插入空穴注入层、电子注入层等有机材料层。空穴输送层33A、发光层33B以及电子输送层33C可适当选择和采用以往使用的材料(不管是高分子材料还是低分子材料)。
并且，在形成发光层33B的发光材料中，可以采用从单重激发态回到基态时的发光(荧光)和从3重激发态回到基态时的发光(磷光)中的任何一方。
c.封装元件(封装膜)；
在有机EL面板100中，作为用于将有机EL元件30气密密封的封装元件40，可使用金属制、玻璃制、塑料制等的板状元件或容器状元件。也能使用在玻璃制的封装基板上通过冲压成型、蚀刻、喷射处理等加工形成封装用凹部(不管是一级基坑还是二级基坑)的元件，或者也能使用平板玻璃并通过玻璃(也可以是塑料)制的隔板在与基板20之间形成封装空间M。
为了将有机EL元件30气密密封，可以替代封装元件40而使用封装膜覆盖有机EL元件30。该封装膜可通过层叠单层膜或多层保护膜来形成。作为使用的材料，可以是无机物、有机物等的任何一种。作为无机物，可列举出：SiN、AlN、GaN等氮化物，SiO、Al2O3、Ta2O5、ZnO、GeO等氧化物，SiON等氮氧化物，SiCN等氮碳化物，金属氟化合物，金属膜等。作为有机物，可列举出：环氧树脂，丙烯酸树脂，聚对二甲苯，全氟烯烃、全氟醚等氟系高分子，CH3OM、C2H5OM等烃氧基金属，聚酰亚胺前体、苝系化合物等。层叠和材料的选择根据有机EL元件30的设计来合适地选择。
d.粘接剂；
形成粘接层41的粘接剂可使用热硬化型、化学硬化型(2液混合)、光(紫外线)硬化型等，作为材料，可使用丙烯树脂、环氧树脂、聚酯、聚烯烃等。特别是，优选使用无需加热处理即硬化性高的紫外线硬化型环氧树脂制粘接剂。
e.干燥单元；
干燥单元42可使用以下干燥剂形成，即：沸石、硅胶、碳、碳纳米管等物理干燥剂，碱金属氧化物、碱土类金属氧化物、金属卤化物、过氧化氯等化学干燥剂，把有机金属络合物溶解于甲苯、二甲苯、脂肪族有机溶剂等石油系溶剂内得到的干燥剂，以及使干燥剂颗粒分散在具有透明性的聚乙烯、聚异戊二烯、聚肉桂酸乙烯酯(ポリビニルシンナエ一ト)等粘合剂内的干燥剂。
f.有机EL显示面板的各种方式等；
作为本发明的实施方式的有机EL面板100，可在不脱离本发明要旨的范围内进行各种设计变更。例如，有机EL元件30的发光方式可以是如前述实施例那样从基板20侧射出光的底部发光方式，可以是从与基板20相反的一侧射出光的顶部发光方式，也可以是从两面射出光的TOLED(transparent OLED)型。并且，有机EL面板100可以是单色显示，也可以是多色显示，为了实现多色显示，当然包括分涂方式，还可采用：使利用彩色滤光片和荧光材料的色转换层与白色或蓝色等单色发光功能层进行组合的方式(CF(color filter)方式、CCM(color changing medium)方式)，通过把电磁波照射到单色发光功能层的发光区域来实现多个发光的方式(光漂白方式)，纵向层叠2种颜色或2种颜色以上的单位显示区域来形成一个单位显示区域的方式(SOLED(transparent Stacked OLED：透明层叠有机发光)方式)等。并且，如图示例所示，驱动方式可以是使上下电极呈条纹状纵横交叉来形成，选择交叉点的元件使其发光的被动驱动方式，也可以是通过TFT选择发光点使其发光的主动驱动方式。在主动驱动方式的情况下，如果在TFT的制造工序中形成内部电荷排出单元(3、3A、3B)，则有机EL元件的形成可采用与以往的元件形成相同的工序来形成。并且，为了通过全涂形成第2电极32，主动驱动方式的有机EL元件还能形成线路切换单元(3A1、3A2、3B1、3B2)，使得第2电极与地G侧连接。
在这种本发明的实施方式中，通过去除自发光装置的非驱动时的自发光元件内的内部电荷，可维持自发光装置的良好的发光性能。

Claims (3)

1.一种自发光装置，具有：在一对电极间形成有包含发光层的层结构的自发光元件；以及对该自发光元件的发光和不发光进行控制的控制单元，其特征在于，
设置有内部电荷排出单元，该内部电荷排出单元在前述控制单元的驱动结束时，针对所述自发光元件的至少一个电极形成排出所述自发光元件内的内部电荷的电荷流路。
2.根据权利要求1所述的自发光装置，其特征在于，所述内部电荷排出单元在所述控制单元的驱动结束时进行动作，具有使所述自发光元件的至少一个电极与地连接的接地功能。
3.根据权利要求1所述的自发光装置，其特征在于，所述内部电荷排出单元在所述控制单元的驱动结束时进行动作，具有使所述自发光元件的两电极短路的短路功能。
CN200510107997.1A 2004-10-05 2005-09-30 自发光装置 Pending CN1758817A (zh)

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