DE69937668T2 - Elektrolumineszentes element - Google Patents
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Description
- TECHNISCHES GEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft Strukturen von Elektrolumineszenz-Bauelementen, die für Endgerätekomponenten von Informationseinrichtungen verwendet werden, wie z. B. Anzeigen.
- STAND DER TECHNIK
- Zu den jüngsten aggressiven Anstrengungen zur Entwicklung von Leuchtanzeigen der nächsten Generation, die Bildröhren (CRT) und Flüssigkristallanzeigen ersetzen sollen, gehören die Forschung und Entwicklung von Plasmabildschirmen (PDP), Feldemissionsanzeigen (FED) und organischen Elektrolumineszenzanzeigen auf aktive Weise vorangetrieben. Bei den organischen Elektrolumineszenzmaterialien sind organische Polymere, die Blau-, Grün- und Orangelicht emittieren, so weit entwickelt worden, dass ihre Anfangseigenschaften genutzt werden können (The Society of Fiber Science and Technology, Japan, Symposium Abstracts 1998, 3A11, etc.). Als Polymermaterialien für die Blaulichtemission sind Polyfluorenderivate wohlbekannt, wie in „Japanese Journal for Applied Physics", Vol. 30, No. 11B, November 1991, SS. L1941-L1943 beschrieben. Zusätzlich sind als lichtemittierende Materialien, die Wellenlängen von Grün oder länger aufweisen, Poly(p-phenylenvinylen)-Derivate wohlbekannt, wie in der
US-Patentschrift 5.247.190 beschrieben. - Unterdessen wurde in Appl. Phys. Lett., 70, 152 (1997) berichtet, dass in Elektrolumineszenz-Bauelementen, die lichtemittierende Materialien mit niedrigen Molekulargewichten verwenden, die Elektroneninjektionsleistung verbessert werden kann, indem eine Kathodenzwischenschicht vorgesehen wird.
- Was die organischen Polymermaterialien für die Blaulichtemission anbetrifft, liegt aber das Problem vor, dass die Wellenlänge der Lumineszenzfarbe sich mit der Stromanlegungszeit zur längeren Wellenlängenseite hin verschiebt, selbst wenn ihre Anfangseigenschaften zufrieden stellend sein können.
- Außerdem sind bei Elektrolumineszenz-Bauelementen, die als lichtemittierende Materialien organische Polymermaterialien verwenden, aufgrund der Schwierigkeiten bei der Reinigung von organischen Polymeren Verunreinigungen darin enthalten, und durch diese Verunreinigungen fließt Strom, der nicht zur Lichtemission beiträgt, wodurch ein Problem auftritt, dass kein ausreichender Wirkungsgrad erreicht werden kann.
- Zudem können in einem Prozess zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Bauelementen Druckfehler auftreten, wenn ein Druckverfahren, das heißt, ein Tintenstrahlverfahren als Verfahren zur Formung einer lichtemittierenden Schicht angewandt wird, und es können elektrische Kurzschlüsse auftreten, die durch die Druckfehler verursacht werden, wodurch ein Problem vorliegt, dass die Anzeige deaktiviert werden kann.
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US 5677572 offenbart ein Elektrolumineszenz-Bauelement, umfassend eine organische lichtemittierende Schicht, eine Anode und eine Kathode. Eine nichtleitende Schicht ist zwischen der lichtemittierenden Schicht und der leitenden Kathodenschicht angeordnet. - „Enhanced quantum efficiency in polymer electroluminescence devices by inserting a tunneling barrier formed by Langmuir-Blodgett films", Young-Eun Kim et al., Applied Physics Letters AIP USA, vol. 69, Nr. 5, 29. Juli 1996, Seiten 599-601, XP-002303304, offenbart ein Elektrolumineszenz-Bauelement mit einer organischen lichtemittierenden Schicht zwischen einer Anode und einer Kathode und einer Isolierschicht, die zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Kathode angeordnet ist.
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WO 9626830 - OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung von Elementkonfigurationen von Elektrolumineszenz-Bauelementen mit organischen Polymermaterialien, und bevorzugt mit organischen Polymermaterialien für die Blaulichtemission als lichtemittierenden Materialien, in welchen zeitliche Änderungen der Lumineszenzfarbe nach der Stromanlegung unterdrückt werden und die Zuverlässigkeit erhöht wird. Zudem stellt die vorliegende Erfindung Elementkonfigurationen bereit, die in der Lage sind, selbst bei Elektrolumineszenz-Bauelementen, die organische Polymermaterialien mit Wellenlängen für Grün oder länger verwenden, einen zufrieden stellenden Wirkungsgrad zu erreichen. Ferner ist in einem Prozess zur Herstellung von Anzeigevorrichtungen durch ein Druckverfahren, das heißt, durch ein Tintenstrahlverfahren, eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Vermeidung von elektrischen Kurzschlüssen bei Druckfehlern, die ja nach Bedingungen auftreten können.
- Der vorliegenden Erfindung gemäß werden die im Folgenden beschriebenen Elektrolumineszenz-Bauelemente bereitgestellt.
- (1) Elektrolumineszenz-Bauelement, umfassend eine Vielzahl von ersten Elektroden; eine Vielzahl von lichtemittierenden Schichten, wobei eine lichtemittierende Schicht über jeder von der Vielzahl von ersten Elektroden geformt ist und jede lichtemittierende Schicht aus mindestens einem organischen Polymer besteht; eine zweite Elektrode, die über der Viel zahl von ersten Elektroden gemeinsam geformt ist; und gekennzeichnet durch eine isolierende Dünnschicht, die zwischen der lichtemittierenden Schicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist und über der Vielzahl von ersten Elektroden geformt ist.
- Dem oben beschriebenen Elektrolumineszenz-Bauelement entsprechend können zeitliche Änderungen der Lumineszenzfarbe nach der Stromanlegung wirksam unterdrückt werden, und dadurch kann die Zuverlässigkeit erheblich erhöht werden. Zudem sperrt die isolierende Dünnschicht auf wirksame Weise den Strom, der durch die Verunreinigungen im organischen Polymer fließt, und dadurch wird die Lichtausbeute verbessert.
- Ferner werden in der vorliegenden Erfindung die im Folgenden beschriebenen Konfigurationen als bevorzugte Ausführungsformen bereitgestellt.
- (2) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) beschrieben wird, führt das organische Polymer die Lichtemission im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 600 nm durch. Dieser Konfiguration entsprechend kann eine Wirkung erreicht werden, die die oben beschriebene Lichtausbeute verbessert insbesondere im Blaubereich und in der Nachbarschaft davon.
- (3) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, ist die isolierende Dünnschicht zwischen einer Kathode und der lichtemittierenden Schicht angeordnet. Der oben beschriebenen Konfiguration gemäß können unnötige Elektronenfangstellenniveaus, die geformt werden, indem die Kathode und die aus dem organischen Polymer bestehende lichtemittierende Schicht an ihrer Grenzfläche verbunden werden, vermieden werden.
- (4) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) bis (3) beschrieben wird, ist die Dünnschicht aus mindestens einem Material zusammengesetzt, das aus der Gruppe gewählt wird, die aus einem Fluorid oder einem Oxid eines Alkalimetalls; einem Fluorid oder einem Oxid eines Erdalkalimetalls; und einem Fluorid oder Oxid eines Gruppe III-Elements im Periodensystem besteht. Der oben beschriebenen Konfiguration gemäß kann die Dünnschicht leicht durch ein Aufbringungsverfahren geformt werden, und aufgrund ihrer Eigenschaften werden insbesondere zeitliche Änderungen der Lumineszenzfarbe nach der Stromanlegung wirksam unterdrückt, unnötiger Strom wird unterdrückt und dadurch kann die Lichtausbeute erhöht werden.
- (5) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, ist die isolierende Dünnschicht zwischen einer Anode und der lichtemittierenden Schicht angeordnet. Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend können Elektronenfangstellenniveaus, die geformt werden, indem die Anode und die aus dem organischen Polymer bestehende lichtemittierende Schicht verbunden werden, vermieden werden.
- (6) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, ist eine (positive) Löcherinjektionsschicht oder eine Pufferschicht mit elektrischer Leitfähigkeit, deren Dicke nicht kleiner als 100 nm ist, zwischen der lichtemittierenden Schicht und einer Anode angeordnet. Der oben beschriebenen Konfiguration gemäß werden zeitliche Änderungen der Lumineszenzfarbe nach der Stromanlegung stark und wirksam verringert.
- (7) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, ist das organische Polymer Polyfluoren oder ein Derivat davon. Der oben beschriebenen Konfiguration gemäß kann die Wirkung der Dünnschicht spezifisch für die Blaulichtemission maximiert werden, und zeitliche Änderungen der Lumineszenzfarbe werden stark und wirksam verringert.
- (8) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, ist das organische Polymer Poly(p-phenylenvinylen) oder ein Derivat davon. Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend kann die Lichtausbeute des Bauelements für die Blaulichtemission merklich verbessert werden.
- (9) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, beträgt der Polymerisationsgrad des organischen Polymers mindestens zwei. Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend wird die Schichtbildung der lichtemittierenden Schicht verbessert, und durch das Vorsehen der Dünnschicht werden zudem Verbesserungen in der Zuverlässigkeit und den Eigenschaften erreicht.
- (10) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, wird die lichtemittierende Schicht durch Aufbringen einer Vielzahl von lichtemittierenden Materialschichten geformt. Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend kann ein anpassbarer Bereich für Lumineszenzfarben beträchtlich erweitert werden, und gleichzeitig können auch Verbesserungen in der Lichtausbeute und Zuverlässigkeit erreicht werden.
- (11) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (1) oder (2) beschrieben wird, wird die aus dem organischen Polymer bestehende lichtemittierende Schicht durch ein Druckverfahren geformt. Weil der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend das Druckverfahren angewandt wird, das ein sehr einfaches Schichtformungsverfahren ist, und durch das Vorsehen der Dünnschicht ist die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von elektrischen Kurzschlüssen selbst dann gering, wenn Druckfehler auftreten, und es können Anzeigevorrichtungen erhalten werden, bei denen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Anzeigefehlern äußerst gering ist.
- (12) Im Elektrolumineszenz-Bauelement, das oben in (11) beschrieben wird, ist das Druckverfahren ein Tintenstrahlverfahren.
- Der oben beschriebenen Konfiguration entsprechend die Wahrscheinlichkeit des Auftretens elektrischer Kurzschlüsse auch dann gering, wenn Druckfehler vorhanden sind, die durch das Tintenstrahlverfahren verursacht wurden, und es können Anzeigevorrichtungen erhalten werden, bei denen die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Anzeigefehlern sehr gering ist.
- In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrolumineszenz-Bauelement bereitgestellt, umfassend eine Vielzahl von aktiven Elementen, wobei jedes von der Vielzahl von aktiven Elementen über einem von der Vielzahl von Pixeln geformt ist; eine Vielzahl von ersten Elektroden, wobei jede von der Vielzahl von ersten Elektroden über einem von der Vielzahl von Pixeln geformt ist; eine Vielzahl von lichtemittierenden Schichten, wobei eine lichtemittierende Schicht über jedem von der Vielzahl von Pixeln geformt ist und jede lichtemittierende Schicht aus mindes tens einem organischen Polymer besteht; eine zweite Elektrode, die über der Vielzahl von ersten Elektroden gemeinsam geformt ist; und gekennzeichnet durch eine isolierende Dünnschicht, die zwischen den lichtemittierenden Schichten und der zweiten Elektrode angeordnet ist und über der Vielzahl von ersten Elektroden geformt ist.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines Elektrolumineszenz-Bauelements nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt ein Lichtemissionsspektrum des Elektrolumineszenz-Bauelements nach Beispiel 1 der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt ein Lichtemissionsspektrum eines Elektrolumineszenz-Bauelements nach Vergleichsbeispiel 1. -
4 zeigt ein Lichtemissionsspektrum eines Elektrolumineszenz-Bauelements nach Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung. -
5 zeigt die Chromatizität eines Elektrolumineszenz-Bauelements nach Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung. -
6 ist eine Querschnittsansicht der Struktur eines Elektrolumineszenz-Bauelements nach Beispiel 7 der vorliegenden Erfindung. - BESTE ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
- Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Bezug nehmend auf die Beispiele ausführlich beschrieben.
- (Beispiel 1)
- In einem Elektrolumineszenz-Bauelement, das eine Struktur aufweist, die mit einem organischen Polymer versehen ist und zwischen zwei Elektroden (Anode und Kathode) angeordnet ist, von denen eine transparent ist, wird im Folgenden ein Beispiel beschrieben, in dem das organische Polymer Licht im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 600 nm emittiert und eine Dünnschicht zwischen dem organischen Polymer und der Kathode angeordnet ist.
- In
1 wird eine Querschnittsansicht des erfindungsgemäßen Elektrolumineszenz-Bauelements gezeigt. Als transparente Elektrode (Anode) wurde eine Indiumzinnoxid (ITO)-Schicht auf ein transparentes Glassubstrat1 geformt und dann strukturiert. Als nächstes wurde als Dünnschicht3 eine (positive) Löcherinjektionsschicht (Transportschicht) verwendet, die durch Aufbringen einer 100 nm dicken Schicht aus Bytron (Bayer AG) geformt wurde, gefolgt von deren Trocknung. Dann wurde eine ein Prozent Poly(dioctyl)fluoren enthaltende Xylenlösung aufgebracht und dehydriert, und eine 50 nm dicke Schicht davon wurde als Licht emittierende Schicht4 erhalten. Anschließend wurde eine Polymethylmethacrylat (PMMA) enthaltende Ethylacetatlösung aufgebracht und dehydriert, und eine 5 nm dicke Dünnschicht davon wurde als Dünnschicht5 erhalten. Calcium wurde mit einer Dicke von 100 nm als Kathode6 aufgebracht, und Aluminium wurde dann mit einer Dicke von 300 nm aufgebracht. Als nächstes wurde die derart geformte Einheit mit einem Schutzsubstrat und einem UV-aushärtende Materialien (UV-aushärtendes Epoxidharz) enthaltenden Einkapselungsmittel eingekapselt. - Das Lichtemissionsspektrum des derart hergestellten lichtemittierenden Bauelements (Blaulicht emittierendes Bauelement) wird in
2 gezeigt. Die Lichtausbeute davon betrug 0,1 lm/W. - In diesem Beispiel wurde als lichtemittierende Schicht
4 ein Polyfluorenderivat verwendet; doch jedes Material, das blaues Licht emittiert, hat die gleiche Wirkung. - Wenn nach dem Formen und Strukturieren der ITO-Schicht die Formung von Bänken zur Isolierung der Kathoden und die anschließende Formung von Schichten darauf durchgeführt werden, ist die Strukturierung von Schichten, die aus einem Kathodenmaterial bestehen, nicht spezifisch erforderlich. Ohne Formung der obigen Bänke kann eine Kathodenstruktur jedoch auch während der Kathodenaufbringung durch Strukturierung mit einer physikalischen Maske geformt werden.
- Wenn aktive Elemente wie z. B. Dünnschichttransistoren (TFTs) im Voraus auf dem Glassubstrat
1 geformt werden, kann eine große Anzeige leicht hergestellt werden. - In diesem Beispiel wurde PMMA als Dünnschicht
5 verwendet; doch ein organisches Polymer mit isolierenden Eigenschaften wie z. B. Polyethylen kann auf gleiche Weise wie oben beschrieben verwendet werden. Zudem kann auch ein anorganisches Material mit isolierenden Eigenschaften wie z. B. Siliziumdioxid verwendet werden. Hinsichtlich der Schichtbildung kann sowohl ein Beschichtungsverfahren als auch ein Aufbringungsverfahren oder dergleichen verwendet werden. - In diesem Beispiel wurde ITO als transparente Elektrode (Anode) verwendet; doch auch ein transparentes leitfähiges Material wie IDIXO (Idemitsu K.K) und eine NESA-Schicht können verwendet werden.
- In diesem Beispiel wurde ein Glassubstrat verwendet; doch ein transparentes Substrat wie z. B. ein Kunststoff kann auch verwendet werden.
- In diesem Beispiel wurde Bytron als Löcherinjektionsschicht (Transportschicht) als die Dünnschicht
3 verwendet, doch ein Material mit elektrischer Leitfähigkeit wie z. B. Polyanilin und eine Phthalocyaninverbindung, und ein isolierendes Material mit einer Löcherinjektionseigenschaft wie z. B. ein Phenylaminderivat von Starburstmolekülen kann auch verwendet werden. - In diesem Beispiel wurde Calcium als Kathode verwendet; doch auch ein Material mit einer kleinen Arbeitsfunktion wie z. B. Lithium, Magnesium, Aluminium und Legierungen davon können verwendet werden. Unterdessen kann auch ein Material mit einer größeren Arbeitsfunktion im Vergleich zu der einer transparenten Elektrode verwendet werden, indem eine Steuerspannung angepasst wird.
- In diesem Beispiel wurde ein UV-gehärtetes Material (UV-härtendes Epoxidharz) als Einkapselungsmittel benutzt; doch auch ein Einkapselungsmittel, das aus einem wärmehärtenden Harz besteht, das höheren Gasbarriereeigenschaften und eine höhere Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist, kann verwendet werden.
- (Vergleichsbeispiel 1)
- Es wurde ein Elektrolumineszenz-Bauelement ohne die Dünnschicht
5 (die Dünnschicht zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Kathode) der in1 gezeigten Struktur hergestellt. Sein Lichtemissionsspektrum wird in3 gezeigt. Seine Lichtausbeute betrug 0,06 lm/W. - (Beispiel 2)
- In diesem Beispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem für die Dünnschicht der in
1 gezeigten Struktur ein Fluorid oder ein Oxid eines Alkalimetalls; ein Fluorid oder ein Oxid eines Erdalkalimetalls; oder ein Fluorid oder ein Oxid eines Gruppe III-Elements im Periodensystem verwendet wird. - Die Verfahren zur Formung der anderen Schichten als die Dünnschicht waren dieselben wie in Beispiel 1 beschrieben. Als Dünnschicht
5 wurde eine Calciumfluoridschicht verwendet, die durch Aufbringen in einer Dicke von 2 nm geformt wurde. Das Lichtemissionsspektrum des derart hergestellten lichtemittierenden Bauelements (Blaulicht emittierendes Bauelement) wird in4 gezeigt. Die Lichtausbeute betrug 0,17 lm/W. - In diesem Beispiel wurde Calciumfluorid verwendet, indem es als Dünnschicht aufgebracht wurde; doch auch Lithiumfluorid kann verwendet werden. Zudem kann auch ein Fluorid oder Oxid eines Alkalimetalls wie z. B. Lithium, Natrium oder Kalium; ein Fluorid oder Oxid eines Alkalierdmetalls wie z. B. Beryllium, Magnesium, Calcium oder Scandium; oder ein Fluorid oder Oxid eines Gruppe III-Elements im Periodensystem wie z. B. Bor, Aluminium oder Gallium verwendet werden. Außerdem kann auch ein Material verwendet werden, das geeignete elektrische Isolierungseigenschaften, eine leichte Schichtformbarkeit und die Unterdrückung unnötigen Stroms aufweist, der nicht zur Lichtemission beiträgt.
- (Beispiel 3)
- In diesem Beispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem für die lichtemittierende Schicht Poly(p-phenylenvinylen) oder ein Derivat davon verwendet wird. Die Struktur des Beispiels mit Ausnahme der organischen Polymerschicht (lichtemittierende Schicht) entsprach der des in Beispiel 1 beschriebenen lichtemittierenden Bauelements.
- Als die lichtemittierende Schicht
4 (aus einem organischen Polymer bestehende Schicht) in1 wurden Vorläufer von Poly(p-phenylenvinylen) aufgebracht und gebrannt, und dadurch wurde eine 100 nm dicke Schicht erhalten. - Die Lichtausbeute des derart hergestellten Elektrolumineszenz-Bauelements betrug 1,16 lm/W.
- (Vergleichsbeispiel 2)
- Wenn im Vergleichsbeispiel 1 eine Poly(p-phenylenvinylen)-Schicht geformt wurde und Beispiel 3 entsprechend als die lichtemittierende Schicht (aus einem organischen Polymer bestehende Schicht) verwendet wurde, betrug deren Lichtausbeute 0,4 lm/W.
- (Beispiel 4)
- In diesem Beispiel wird im Elektrolumineszenz-Bauelement mit der in
1 gezeigten Struktur (Beispiel 1) ein Beispiel beschrieben, in dem eine Löcherinjektionsschicht oder eine Pufferschicht mit elektrischer Leitfähigkeit, die zwischen der lichtemittierenden Schicht4 und der Anode2 als die Dünnschicht3 angeordnet war, mit verschiedenen Dicken geformt wurde. - Die Elektrolumineszenz-Bauelemente in Beispiel 1 wurden hergestellt, indem die Dicke der Löcherinjektionsschichten von 25 nm bis 220 nm variiert wurden, und die Chromatizitäten dieser Elektrolumineszenz-Bauelemente, die fünf Minuten nach der Stromanlegung gemessen wurden, werden in
5 gezeigt. Es ist klar zu ersehen, dass mit einer Zunahme in der Dicke der Pufferschicht (das heißt, nicht kleiner als 100 nm) einer Chromatizitätsverschiebung zu einer blauen Seite hin erhalten werden konnte. - (Beispiel 5)
- In diesem Beispiel wird im Elektrolumineszenz-Bauelement mit der in
1 gezeigten Struktur (Beispiel 1) ein Beispiel beschrieben, in dem der Polymerisationsgrad des organischen Polymers geändert wurde. Wenn der Polymerisationsgrad auf 1, 2 und 1.000 geändert wurde, war die Schichtformbarkeit eines organischen Polymers mit dem Polymerisationsgrad 1 erheblich kleiner. Mit einer Erhöhung des Polymerisationsgrads wurde eine bessere Schichtformbarkeit erhalten, und eine Wirkung durch Einfügen der Dünnschicht wurde verstärkt. Selbst, wenn der Polymerisationsgrad 2 betrug, konnte die Wirkung durch Aufbringung der Dünnschicht beobachtet werden. - (Beispiel 6)
- In diesem Beispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem zur Formung der lichtemittierenden Schicht ein Tintenstrahlverfahren verwendet wird.
- Die Formungsverfahren mit Ausnahme des zur Formung der lichtemittierenden Schicht entsprachen den in Beispiel 2 beschriebenen. Die Formung der lichtemittierenden Schicht wurde durch das Tintenstrahlverfahren durchgeführt. An dem Pixel, an dem aus irgendeinem Grund keine lichtemittierende Schicht aufgebracht werden konnte, wurde eine gestapelte Schichtstruktur geformt, die aus einer ITO-Schicht/einer Löcherinjektionsschicht (Transportschicht) (in diesem Beispiel Bytron von Bayer AG)/einer Dünnschicht (in diesem Beispiel 2 nm LiF)/Ca/Al bestand. Die gemessene Stromdichte dieser Struktur war nicht größer als 1 mA/cm2, und wenn die lichtemittierende Schicht geformt war, betrug die Stromdichte einige zehn mA/cm2. Daraus ist zu ersehen, dass der Strom unterdrückt wurde, wenn die lichtemittierende Schicht nicht geformt war.
- In diesem Beispiel wurde das Tintenstrahldruckverfahren beschrieben, doch auch andere Druckverfahren können verwendet werden.
- (Beispiel 7)
- In diesem Beispiel wird ein Beispiel beschrieben, in dem zwei lichtemittierende Schichten geformt wurden. In
6 wird die Struktur eines Elektrolumineszenz-Bauelements dieses Beispiels beschrieben. - Eine Anodengruppe
52 wurde auf einem Substrat51 geformt, und danach wurden eine Bank53 und eine Löcherinjektionsschicht (Transportschicht)54 geformt (in diesem Beispiel eine 20 nm dicke Bytron-Schicht von Bayer AG)54 . Als nächstes wurde auf einem Pixel für die Rotlichtemission eine Lösung, die mit einem Prozent Rhodamin 101 dotierte Vorläufer von Poly(p-phenylenvinylen) (RPPV) enthielt, als erste lichtemittierende Schicht (55 ) durch ein Tintenstrahlverfahren aufgebracht und dann bei 150°C 4 Stunden lang in einer N2-Atmosphäre gebrannt, und dadurch wurde eine 40 nm dicke Schicht erhalten. Dann wurde auf ein Pixel für die Grünlichtemission eine Lösung, die Vorläufer von Poly(p-phenylenvinylen) (PPV) enthielt, als zweite lichtemittierende Schicht (55' ) durch ein Tintenstrahlverfahren aufgebracht und dann bei 150°C 4 Stunden lang in einer N2-Atmosphäre gebrannt, und dadurch wurde eine 30 nm dicke Schicht erhalten. Auf ein Pixel für die Blaulichtemission wurde nichts durch ein Tintenstrahlverfahren aufgebracht. Anschließend wurde eine Poly(dioctyl)fluoren enthaltende Xylenlösung als dritte lichtemittierende Schicht (56 ) mit einer Dicke von 45 nm auf sämtliche Pixel durch Schleuderbeschichtung aufgebracht. Als nächstes wurde als Dünnschicht57 eine 2 nm dicke Schicht Lithiumfluorid durch Aufbringung auf der Gesamtfläche des Substrats geformt, und dann wurden als Kathode58 eine Calciumschicht und eine Aluminiumschicht mit einer Dicke von 100 nm und 200 nm jeweils durch Aufbringung geformt. Über der derart hergestellten Einheit wurde durch ein Schutzsubstrat und ein Einkapselungsmaterial eine Schutzschicht59 geformt. Zusätzlich wurden Leitungselektroden mit einer Steuerschaltung verbunden, wodurch die Anzeige durchgeführt wurde. - Im derart hergestellten Elektrolumineszenz-Bauelement betrug die Lichtausbeute der Rotlicht emittierenden Pixel 0,15 lm/W, die Lichtausbeute der Grünlicht emittierenden Pixel betrug 0,12 lm/W und die Lichtausbeute der Blaulicht emittierenden Pixel betrug 0,18 lm/W.
- Ein Anzeigefeld (mit einer Pixelzahl von 320 × 240 und einer Größe von 2 Zoll) wurde hergestellt, indem ein TFT-Bauelement im Voraus in jedem Pixel des Substrats
51 geformt wurde. Der Stromverbrauch betrug etwa 1,6 W und die Anzeigeleuchtdichte betrug 30 Cd/m2, wenn ein Aktivmatrix-Steuerverfahren eine Animation anzeigte. - Die Dicke jeder Schicht, die in diesem Beispiel beschrieben wurde, ist nicht darauf beschränkt. Zudem sind die lichtemittierenden Materialien nicht auf die in diesem Beispiel beschriebenen eingeschränkt. Wenn TFT-Anordnungen auf dem zu verwendenden Substrat geformt sind, können Animationen angezeigt werden. Unterdessen, wenn Anoden und Kathoden als Elektrodengruppen in Form von Streifen geformt sind und angeordnet sind, um sich zu schneiden, kann eine einfache Matrixsteuerung durchgeführt werden.
- Wie oben ausführlich beschrieben, wird der vorliegenden Erfindung gemäß durch Anordnung einer Dünnschicht, die unnötigen Strom unterdrückt, der nicht zur Lichtemission beiträgt, zwischen einer aus einem organischen Polymer bestehenden lichtemittierenden Schicht und einer Kathode eine Tendenz der Lumineszenzfarbe unterdrückt, sich zu längeren Wellenlängen hin zu verschieben, und eine Licht ausbeute kann merklich erhöht werden. Selbst, wenn Fehler an der lichtemittierenden Schicht während eines Formungsprozesses dafür durch ein Tintenstrahlverfahren oder dergleichen auftreten, können elektrische Kurzschlüsse wirksam vermieden werden. Dadurch kann eine organische Elektrolumineszenz (EL)-Anzeige, die eine konstante Leistung, eine hohe Lichtausbeute und eine hohe Farbreproduzierbarkeit aufweist, auf einfache Weise hergestellt und bereitgestellt werden, und deren Anwendung auf Informationsanzeigevorrichtungen wird dadurch beschleunigt.
- INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
- Das erfindungsgemäße Elektrolumineszenz-Bauelement kann auf geeignete Weise auf elektronische Geräte wie z. B. Personal Computer (PC) vom Typ Laptop angewandt werden, die Bilder mit hoher Qualität anzeigen müssen, Fernsehgeräte, Videokassettenrecorder mit Sucher- oder Direktansicht, Auto-Navigationsgeräte, elektronische Notizbücher, elektronische Rechenmaschinen, Textverarbeitungssysteme, Arbeitsstationen (EWS), Mobiltelefone, Bildtelefone, Kassenterminals (POS), Pager und Geräte mit berührungsempfindlichem Bildschirm angewandt werden.
Claims (11)
- Elektrolumineszenz-Bauelement, umfassend: eine Vielzahl von ersten Elektroden; eine Vielzahl von lichtemittierenden Schichten, wobei eine lichtemittierende Schicht über jeder von der Vielzahl von ersten Elektroden geformt ist und jede lichtemittierende Schicht aus mindestens einem organischen Polymer besteht; eine zweite Elektrode, die über der Vielzahl von ersten Elektroden gemeinsam geformt ist; und gekennzeichnet durch eine isolierende Dünnschicht, die zwischen der lichtemittierenden Schicht und der zweiten Elektrode angeordnet ist und über der Vielzahl von ersten Elektroden geformt ist.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1, wobei das organische Polymer die Lichtemission im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 600 nm durchführt.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die isolierende Dünnschicht aus mindestens einem Material besteht, das aus der Gruppe gewählt wird, die aus einem Fluorid oder einem Oxid eines Alkalimetalls; einem Fluorid oder einem Oxid eines Erdalkalimetalls; und einem Fluorid oder Oxid eines Gruppe III-Elements im Periodensystem besteht.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, außerdem umfassend eine Löcherinjektionsschicht oder eine Pufferschicht mit elektrischer Leitfähigkeit, deren Dicke nicht kleiner als 100 nm ist, die zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Vielzahl von ersten Elektroden angeordnet ist.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das organische Polymer Polyfluoren oder ein Derivat davon umfasst.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei das organische Polymer Poly(p-phenylenvinylen) oder ein Derivat davon umfasst.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Polymerisationsgrad des organischen Polymers mindestens zwei ist.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die lichtemittierende Schicht durch Aufbringen einer Vielzahl von lichtemittierenden Materialschichten geformt wird.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die aus dem organischen Polymer bestehende lichtemittierende Schicht durch ein Druckverfahren geformt wird.
- Elektrolumineszenz-Bauelement nach Anspruch 9, wobei das Druckverfahren ein Tintenstrahlverfahren ist.
- Elektrolumineszenz-Bauelement mit einer Vielzahl von Pixeln, umfassend: eine Vielzahl von aktiven Elementen, wobei jedes von der Vielzahl von aktiven Elementen über einem von der Vielzahl von Pixeln geformt ist; eine Vielzahl von ersten Elektroden, wobei jede von der Vielzahl von ersten Elektroden über einem von der Vielzahl von Pixeln besteht; eine Vielzahl von lichtemittierenden Schichten, wobei eine lichtemittierende Schicht über jedem von der Vielzahl von Pixeln geformt ist und jede lichtemittierende Schicht aus mindestens einem organischen Polymer geformt ist; eine zweite Elektrode, die über der Vielzahl von ersten Elektroden gemeinsam geformt ist; und gekennzeichnet durch eine isolierende Dünnschicht, die zwischen den lichtemittierenden Schichten und der zweiten Elektrode angeordnet ist und über der Vielzahl von ersten Elektroden geformt ist.
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