JP2000040584A - 有機エレクトロルミネッセンス表示素子 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセンス表示素子Info
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Abstract
止し、発光効率の高いEL表示素子を提供することを目
的とする。 【解決手段】 透明基板201上に感光性樹脂溶液を塗
布し、所定の温度で乾燥し感光性樹脂膜を形成し、ラン
ダムに配置されたドットパターンが形成されたフォトマ
スクを使って露光し、加熱硬化してドット状のなだらか
な凹凸を有する樹脂膜202を形成する。さらに、IT
Oからなる透明電極203、TPDからなる正孔輸送層
204及びAlqからなる電子輸送発光層205のEL
層を形成し、さらに、アルミニウム膜からなる金属電極
206を形成し、エポキシ樹脂で表示素子全体を封止し
て本発明のEL表示素子を得る。
Description
ネッセンス表示素子に関する。
(以下、EL表示素子という)は視野角、応答速度に優
れ薄型軽量な自発光型の表示素子として注目されてい
る。一般にEL表示素子は、前面に蛍光を取り出すため
の透明電極、背面に金属電極があり、その間に有機発光
層(エレクトロルミネッセンス層、以下、EL層とい
う)を有する構成となっている。EL層は、正孔注入
層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層など
の複数の薄膜からなることが多い。また、電極とEL層
との間に誘電体層を持つ場合もある。いずれにしても、
EL表示素子は複数の薄膜の積層体であり、その作成方
法は、透明基板上に透明電極、EL層及び金属電極を順
次蒸着法またはスパッタ法で成膜・積層するものであ
る。
ては、ITO(Indium Tin Oxide)を用いることが多い
が、成膜時に加熱する必要がある。EL層は、有機物で
あり各層の界面が重要であるため、熱劣化や融解を避け
なければならない。一方、金属(例えばアルミニウム)
電極は、基板の加熱を抑えて成膜することができる。そ
のため、透明基板上にまず透明電極を設け、その上にE
L層、金属電極を積層することが通常行われている。
0Å以下と非常に薄い。そのため、外部からの光はEL
層を容易に通過する。EL層、金属電極の積層は平坦な
基板上になされるため、金属電極も平坦であり鏡面とな
るから、EL層を通過した外光は、金属電極で鏡面反射
されて前面に戻される。したがって、EL表示素子は鏡
のように像の写り込みを起こしてしまい、表示の視認性
を著しく損なうという問題を有する。
問題を解決しようとして、いくつかの方法が考えられ
る。一つは、散乱板のような反射防止膜をEL表示素子
前面に設けて、EL表示素子への外光の導入と結像を抑
止することである。一つは、偏光板や波長板をEL表示
素子前面に設けて、外光の反射光をEL表示素子内に閉
じこめてしまうことである。どちらもEL表示素子前面
に何らかの光学フィルター類が設けられるもので、これ
によるEL発光の損失や表示のボケは避けられない問題
である。
変更することである。然しながら、この構成では、背面
金属電極でのEL発光反射損失があり、発光の利用効率
が悪くなってしまう問題がある。発光の利用効率を上げ
るには、背面金属電極でEL発光を反射させ前面に取り
出す必要がある。もう一つは、EL層を挟む2つの電極
とも透明電極とし、EL表示素子の背面に拡散反射板を
設けることである。この場合は、発光部と反射板との距
離があるために、視差の問題が生じ、色のにじみが発生
する問題がある。いずれの方法も、像の写り込み問題の
解決策として最善とは言えない。
は、背面への発光を金属電極で反射させると同時に、像
の写り込みを避けなければならない。そのためには、金
属電極の平坦性を下げて、鏡面を解消することが有効で
ある。これにより、反射率を落とすことなく像の写り込
みを避けることが可能となる。
に完全に接していることが望ましいため、金属電極だけ
平坦性を落とすことは出来ない。同様に正孔を注入する
ためにEL層と透明電極も完全に接している必要があ
る。したがって、金属電極の平坦性を下げるには、透明
電極、EL層、金属電極の積層体全体で平坦性を下げな
ければならず、そのためには、下地の平坦性を下げれば
よい。
ばよいと言うわけではない。例えば、ガラス表面をフッ
酸処理して得られる曇りガラスの表面は、光散乱が強す
ぎて表示がぼける可能性がある。フォトリソグラフィで
ガラス表面に適当なパターンを形成したものは、パター
ンの断面形状に角があり、この上に積層していくと上下
電極の短絡や断線を招きやすくなるという問題がある。
表面の形状の制御をより簡単な方法で行う必要がある。
基板表面に型押しをするエンボス法の適用も考えられる
が、大きな面積で精度良く行うために精度の高いエンボ
ス版と押圧装置が必要で、設備投資にコストがかさむ問
題がある。
鑑み考案されたもので、金属電極の鏡面反射による像の
写り込みを防止し、発光効率の高いEL表示素子を提供
することを目的とする。
を解決するために、まず請求項1においては、透明基板
上に複数のアノード電極、有機エレクトロルミネッセン
ス層及びカソード電極をこの順に積層してなる有機エレ
クトロルミネッセンス表示素子において、前記透明基板
上に位置的にランダムなドット状の凹凸が形成されてい
ることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示
素子としたものである。
の凹凸がドット径10μm以下、高さが500Å以上の
なだらかな曲面で構成されていることを特徴とする有機
エレクトロルミネッセンス表示素子としたものである。
ット状の凹凸は前記透明基板上の感光性樹脂膜をパター
ン露光して、加熱硬化することにより形成されているこ
とを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示素子
としたものである。
明する。本発明者らは、金属の鏡面反射による像の写り
込みを防止する方法を鋭意検討した結果透明基板上にド
ット状のなだらかな凹凸を形成して、透明電極、EL層
及び金属電極を形成すると鏡面反射による像の写り込み
を防止できることを見いだした。具体的には、ドット径
が10μm以下、高さが500Å以上のなだらかな曲面
で構成されているランダムに配置されたドット状の凹凸
を形成して、透明電極、EL層及び金属電極を形成する
と金属電極の鏡面反射による像の写り込みを防止でき
る。
光性樹脂溶液を塗布し、所定の温度で乾燥し感光性樹脂
膜を形成する。ここで、透明基板としては石英基板、ガ
ラス基板、プラスチック基板などが使用できる。感光性
樹脂膜の物性は化学的安定性、熱的安定性に加え透明性
が要求される。感光性樹脂溶液の塗布方法はスピンコー
ト法、ロールコート法、印刷法等があり、使用する感光
性樹脂溶液に応じて適宜選択すればよい。
ーンを有するフォトマスクを用いて露光する。ここで、
フォトマスクは、ドット状のパターンが位置的にランダ
ムに分布しているものである。ドットパターン径は10
μm以下であれば良いが使用する感光性樹脂に応じて適
宜設定する。
温度で加熱し、露光された感光性樹脂膜を硬化し透明基
板201上にドット状の凹凸樹脂膜202を形成する
(図1参照)。加熱条件は樹脂膜が十分に硬化する条件
でよい。加熱すると、露光部に対し未露光部が低くな
り、その結果ドットパターンに対応したドット状のなだ
らかな凹凸ができる。露光部と未露光部で相対的な高低
差が生じるのは、露光部では感光性部材の反応が進む
が、未露光部では未反応物が多く加熱によりこれが蒸発
霧散するためと考えられる。この方法による凹凸の断面
形状は走査電子顕微鏡観察によると正弦的な連続的曲線
で構成されている。凹凸の段差は、膜厚を厚くしたり、
露光量を増やすことによりある程度制御可能であるが、
概ね50Å〜1μmで制御することが出来る。
TOからなる透明電極203を形成し、EL層(20
4、205)及び金属電極206を形成して本発明の有
機エレクトロルミネセンス表示素子を作製する(図1参
照)。ここで、透明電極としてはITOの他IZO(In
dium Zinc Oxide )やAluminum Zinc Oxide などが使用
できる。EL層としては、9,10−ジアリールアント
ラセン誘導体、サリチル酸塩、ピレン、コロネン、ペリ
レン、ルブレン、テトラフェニルブタジエン、9,10
−ビス(フェニルエチニル)アントラセン、8−キノリ
ノラートリチウム、トリス(8−キノリノラート)アル
ミニウム錯体(以下Alqと略す)、N,N’−ジフェ
ニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−ベンジ
ジン(以下TPDと略す)、トリス(5,7−ジクロ
ロ、8−キノリノラート)アルミニウム錯体、トリス
(5−クロロ−8キノリノラート)アルミニウム錯体、
ビス(8−キノリノラート)亜鉛錯体、トリス(5−フ
ルオロ−8−キノリノラート)アルミニウム錯体、トリ
ス(4−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリ
ノラート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−5
−シアノ−8−キノリノラート)アルミニウム錯体、ビ
ス〔8−(パラートシル)アミノキノリン〕亜鉛錯体及
びカドミウム錯体、1,2,3,4−テトラフェニルシ
クロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエ
ン、ポリ−2,5−ジヘプチルオキシ−P−フェニレン
ビニレン、あるいは特開平4―31488号公報、米国
特許5141671号、同4769292号で言及され
ている蛍光物質やN, N’ジアリール置換ピロロピロー
ル化合物等があげられるが、上記例に特に限定されるも
のではない。金属電極としては、アルミニウムの他Mg
Ag、AlLi、CuLiなどが使用できる。
まず、エポキシ樹脂(YDPN−601:東都化成
(株)製)390g及びアクリル酸108gを1,6−
ヘキサンジオールアクリレート750g中に溶解させて
ハイドロキノン0.5g及びメチルエチルアンモニウム
アイオダイド3gの存在下に100〜150℃で2時間
反応させた。ついで、無水ヘッド酸279gを添加し、
100〜150℃で2時間反応させて、水溶性光重合性
オリゴマーを得た。
100重量部、非水溶性光重合性オリゴマーとしてフェ
ノールノボラック型エポキシ樹脂(YDCN−602:
東都化成(株)製)40重量部、光重合性モノマーとし
てトリメチロールプロパントリアクリレート(TMP−
A:共栄社油脂(株)製)20重量部、光重合開始剤と
してイルガキュア−651(チバガイギー社製)5重量
部、光硬化用触媒前駆体としてジフェニルヨードニウム
ヘキサフルオロアンチモネート0.5重量部及び重合禁
止剤としてハイドロキノン0.1重量部を酢酸ブチルセ
ロソルブ1000重量部中で混合して、ネガ型感光性樹
脂溶液を得た。
光性樹脂溶液をスピンコート法で塗布し、70℃で30
分乾燥し膜厚1.6μmの感光性樹脂膜を形成した。直
径8μmのドットパターンが一面にランダムに配置され
ているフォトマスクを用いて、感光性樹脂膜を50mJ
/cm2 の露光量で露光し、150℃で1時間加熱し、
ドット状の凹凸樹脂膜202を形成した。ドット状の凹
凸樹脂膜202表面を走査型電子顕微鏡で観察したとこ
ろ高さ2000Åのドット状のなだらかな凹凸が形成さ
れていた。
スパッタ法によりITO膜を2000Å形成し、所定の
フォトリソグラフィ法によって、パターニング処理して
ストライプ状の透明電極203を形成した。透明電極2
03表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、下地の
形状を反映したドット状のなだらかな凹凸が形成されて
いた。
TPDからなる正孔輸送層204及びAlqからなる電
子輸送発光層205のEL層を形成し、さらに、アルミ
ニウム膜からなる金属電極206を形成し、エポキシ樹
脂で表示素子全体を封止して本発明のEL表示素子を得
た。
たところ、金属電極の鏡面反射による像の写り込みは見
られなかった。電力を印加したところ、凹凸に起因する
ような電極の短絡、断線は見られなかった。
は透明基板上に位置的にランダムなドット状のなだらか
な凹凸を形成して、透明電極、EL層及び金属電極を形
成するので、金属電極の鏡面反射による像の写り込みを
防止でき、発光効率の良い表示品質の優れたEL表示素
子を得ることができる。また、ドット状のなだらかな凹
凸は感光性樹脂膜をランダムに配置されたドットパター
ンの露光と加熱硬化により形成できるので、ドット状の
凹凸サイズ及び形状を容易に制御でき、結果として金属
電極の鏡面反射による像の写り込み防止効果の最適化が
図れる。さらにまた、ドット状の凹凸は感光性樹脂膜の
パターン露光、加熱処理にて形成できるので、現像工程
が不要になり、より簡単な工程で形成できる。
子の一実施例を示す模式部分断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】透明基板上に複数のアノード電極、有機エ
レクトロルミネッセンス層及びカソード電極をこの順に
積層してなる有機エレクトロルミネッセンス表示素子に
おいて、前記透明基板上に位置的にランダムなドット状
の凹凸が形成されていることを特徴とする有機エレクト
ロルミネッセンス表示素子。 - 【請求項2】前記ドット状の凹凸はドット径10μm以
下、高さが500Å以上のなだらかな曲面で構成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス表示素子。 - 【請求項3】前記ドット状の凹凸は前記透明基板上の感
光性樹脂膜をパターン露光、加熱硬化することにより形
成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
有機エレクトロルミネッセンス表示素子。
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