JP2000348860A - 発光装置 - Google Patents
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- H10K59/10—OLED displays
- H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
Abstract
する封止が容易で確実であると共に、素子の発生熱を高
効率に放熱することができ、発光出力を高安定に得られ
て長寿命化が図れる発光装置を提供する。 【解決手段】 TFT2等かなる駆動手段を絶縁基板1
0上に積層形成し、画素に対応した単位発光部を下部電
極(陽極層40)の側から駆動する。陰極層42上に、
接着剤12により封止基板13を固着して全体的に覆
う。接着剤12と封止基板13は、共に熱伝導性が高く
導電性を有する部材とし、封止基板13を各単位発光部
の上部電極(陰極層42)を一括にまとめる集合電極に
する。
Description
単位発光部を画素に対応させて基板上に配列した発光装
置に関し、とりわけ、各単位発光部それぞれに能動的な
駆動手段を備えるような発光装置に関する。
象を利用したものがあり、有機材料を少なくとも一方が
透光性である一対の電極に挟み込んだ構成とし、一方の
電極からは電子を、他方の電極からは正孔を注入させる
ことにより有機材料中で再結合が起こり、その再結合に
よって励起された分子が再び基底状態に戻る際に、エネ
ルギ差に等しいエネルギを持つ光子を放出する。
発光であることによる視認性のよさと、有機材料の選択
により任意の発光色が容易に得られ、また低電圧駆動,
高効率,高輝度が可能であるという特徴から、ディスプ
レイ等への応用が考えられている。
して熱などに弱く耐久性面に問題があり、大気中で駆動
すると劣化により輝度,発光効率が低下し、発光素子と
しての寿命が短いという欠点があった。このため、有機
材料による素子構成部分を封止して外気から保護するこ
とが行われている。この封止には、例えば特開平5−1
82759号公報などに見られるように、非透水性ガラ
ス基板を光硬化性樹脂で固着させる方法があり、あるい
はシリコンオイル等で液体封止するという方法が採られ
ている。
よる発光素子では、電界を印加して発光させた際に発熱
があり、有機材料は上述したように熱にも弱いので放
熱,冷却する必要があるものの、かかる従来の封止技術
にあっては、外気から隔絶することはできても放熱,冷
却するようにはなっていなく、耐久性を悪化させてい
た。
要求から中に封入する液体材料が制限されて材料の選択
に幅がなく、製造に際して液体を扱う工程は繁雑で手間
がかかるため生産コストが高くつき、大量生産には不向
きであるという問題があった。
が多いので、これを、有機材料による素子構成部分に絶
縁性接着剤により固着させて封止板とすれば放熱性を向
上することができる。しかし、有機発光素子を画素に対
応させて複数配列した発光装置では、駆動手段の構成に
もよるが、例えば単純マトリックス回路などは、固着し
た導電性封止板の下側にある各有機発光素子の電極電位
が駆動に伴って変動し、しかもその変動のタイミングも
配列各所で大きく異なる。このため、介在させた絶縁性
接着剤の膜層が薄いと、静電結合が強くなり電極電位の
変動がノイズとして素子配列の全体を巡るようになり、
甚だしい場合には発光を制御できなくなるおそれがあっ
て、導電性封止板は充分な厚さの絶縁性接着剤を介して
封止しなければならなく、それでは放熱効果を減殺する
ため問題の解決にはならない。
てなされてものであって、有機材料等の素子構成の全体
を外気から隔絶する封止が容易で確実であると共に、素
子の発生熱を高効率に放熱することができ、発光出力を
高安定に得られて長寿命化が図れる発光装置を提供する
ことを目的とする。
めに本発明の発光装置は、有機化合物からなる膜層を電
極で挟んだ単位発光部を、画素に対応させて基板上にラ
イン状あるいは行列状に配列した発光装置であって、前
記有機化合物からなる膜層下側に前記各単位発光部それ
ぞれについて配設され、当該単位発光部を選択的に駆動
する駆動手段と、前記単位発光部の配列上側に固着され
て配列全面を覆う導電性の封止体とを備えて構成する。
位発光部それぞれに駆動手段が配設されるので、各単位
発光部を個々独立に発光させることができる。この駆動
手段は、各単位発光部をなす有機化合物の膜層下側に配
設されるので、その膜層下側の各下部電極と接続し、そ
して導電性の封止体が単位発光部の配列上側に固着され
て配列全面を覆うので、その固着に導電性接着剤を用い
れば各単位発光部(有機化合物膜層)上側の上部電極は
封止体に電気的に接続することになる。
を一括にまとめる集合電極となり、封止体を電源に接続
して単位発光部の配列全体に所定のバイアス電位を与え
る。この集合電極となる封止体は、熱伝導性の高いもの
としたので、有機化合物の膜層全体を外気から隔絶でき
ると共に、単位発光部の発生熱を高効率に放熱すること
ができる。
態を添付図面に基づいて説明する。
し、図1は本発明にかかる発光装置の構成を示す回路
図、図2はその基板上の単位画素について各部配置を示
す平面図、図3は図2のA−A断面図である。
子4を画素に対応させて基板上に行列状に配列し、各発
光素子4それぞれに能動的な駆動手段を備えた構成とさ
れている。各発光素子4の駆動手段は、薄膜トランジス
タ(TFT)を用いたアクティブ・マトリックス方式を
採り、発光素子4を選択する論理機能のTFT1と、発
光素子4へ励起電圧を印加する電力機能のTFT2と、
励起電圧を維持するコンデンサ3とを備えて構成されて
いる。そして、TFT1,2は、いわゆるFETとなっ
ている。
選択するため、二本のバスラインが行列網目状に複数配
設されており、一方の並びがTFT1のゲートと接続さ
れ(選択信号線S)、他方の並びがTFT1のソースと
接続されている(データ信号線D)。そして、TFT1
のドレインには、TFT2のゲートとコンデンサ3とが
接続され、コンデンサ3の他端は接地されている。TF
T2は、ドレインが発光素子4の陽極と接続され、ソー
スが接地されている。当該発光素子4の陰極は、図示し
ない電源に接続されており、所定の負電圧にバイアスさ
れる。また、基板上には、図2に示すように、接地用の
バスライン(グランドラインG)が複数配設されてい
る。
マトリックスに接続した論理トランジスタであり、ソー
スがデータ信号線Dに、ゲートが選択信号線Sに接続さ
れ、両信号線D,Sにおいて選択オンは、まず選択信号
線Sを高電位状態(オンバイアス)にすると、高電位状
態の選択信号線Sに接続した各論理TFT1はゲートが
バイアスされるが、このときデータ信号線Dにはデータ
信号を印加するので、両信号線D,Sがオン信号状態に
ある交差ポイントの論理TFT1が能動状態になり選択
される。このため選択ポイント(該当画素)において、
コンデンサ3にはその時点でのデータ信号線Dに現れて
いるデータ信号に応じて電荷が蓄積し、これに対応して
電力TFT2はゲート電位が上昇するので能動状態とな
り、発光素子4がデータ信号に応じた輝度で発光する。
することであり、低電位とした選択信号線Sに接続した
各論理TFT1はゲート電位が低下して逆バイアスが深
まるので、選択ポイントでは論理TFT1がオフ状態と
なり、コンデンサ3が選択オン時に蓄積した電荷を保持
する。この保持,蓄積された電荷は、次の選択期間の直
前に論理TFT1を通じて放出され、リセットされる。
駆動制御されるので、その陰極は選択,駆動の期間を通
じて常に所定の電位に保たれる。後述するように、各発
光素子4の陰極は一つの導電性の膜層からなり一括にま
とめられる構成となっていて、そのような構成を採れる
のは発光素子4の駆動手段が、その陽極側から駆動制御
を行うことによる。
に、透光性の絶縁基板10上に多段階プロセスにより形
成されている。これにはまず、絶縁基板10の上に、T
FT1,2が積層により形成されるが、それらTFT
1,2は、MOSFETに構成されている。そして、図
2に示すように、TFT1,2の近辺に、コンデンサ3
が形成されると共に、これらを接続するバスライン等の
配線パターンが形成され、上述した駆動手段に構成され
ている。さらに、インジウム錫酸化物(ITO)等の透
明導電材料を積層させて陽極層40としており、これは
TFT2のドレインに接触するパターンに形成されてい
る。
絶縁材料が全体的に積層され、光導出部分の陽極層40
とショートすることなく、任意の配線パターンをとるこ
とができる。そして、発光素子をなす部分つまり画素に
対応する光導出部分は、エッチングにより除かれて誘電
パシベーション層11に形成されている。さらに、有機
材料を全体的に積層させて、光導出部分の陽極層40上
に接触した部分を有機発光層41としており、この有機
材料の膜層の上にはAl等の導電性材料がやはり全体的
に積層されて陰極層42に形成されている。即ち、誘電
パシベーション層11を切除した光導出部分には、陽極
層40,有機発光層41,陰極層42が順に積層され、
当該部分が画素に対応した単位発光部(発光素子4)と
なっている。
封止基板13が固着されており、封止基板13は、絶縁
基板10と同一サイズとされていて、陰極層42を全体
的に覆うようになっている。接着剤12及び封止基板1
3は、共に熱伝導性が高く導電性を有する部材からな
り、陰極層42と電気的に接続されるようになってい
る。
のものが好ましく、更に熱伝導性が高い材料にすること
により単位発光部から封止基板13への熱伝導を良好に
行え、好ましい。尚、導電性を要しない部分については
耐湿性の接着剤を用いても良い 有機材料の膜層(41)としては、陽極層40側から見
て、正孔輸送層,発光層の2層構成、正孔注入層,正孔
輸送層,発光層の3層構成、正孔輸送層,発光層,電子
注入層の3層構成、正孔注入層,正孔輸送層,発光層,
電子注入層の4層構成を採ることができる。
の障壁性の何れかを有しているものであればよい。例え
ば、トリアゾール誘電体,オキサジアゾール誘電体,イ
ミダゾール誘電体,ポリアリールアルカン誘電体,ピラ
ゾリン誘電体,ピラゾロン誘電体,フェニレンジアミン
誘電体,アリールアミン誘電体,アミノ置換カルコン誘
電体,オキサゾール誘電体,スチリルアントラセン誘電
体,フルオレノン誘電体,ヒドラゾン誘電体,スチルベ
ン誘電体,シラザン誘電体,ポリシラン系化合物,アニ
リン系共重合体,チオフェンオリゴマー等の導電性高分
子オリゴマー,ポルフィリン化合物,芳香族ジメチリデ
ィン系化合物等が挙げられる。
または正孔注入層から正孔を注入できると共に、陰極層
42または電子注入層から電子を注入できる注入機能
や、注入された正孔あるいは電子を電界の力で移動させ
る輸送機能、及び正孔と電子の再結合の場を提供して光
放出を行わせる発光機能等を有する層を形成することが
できるものであればよい。例えば、ベンチアゾール系や
ベンゾイミダゾール系あるいはベンゾオキサゾール系な
どの蛍光増白剤,金属キレート化オキシノイド化合物,
スチリルベンゼン系化合物,ジスチリルピラジン誘電
体,ポリフェニル系化合物,12−フタロペリノン,
1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン,1,1,
4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン,ナフタ
ルイミド誘電体,ペリレン誘電体,オキサジアゾール誘
電体,アルダジン誘電体,ピラジリン誘電体,シクロペ
ンタジエン誘電体,ピロロピロール誘電体,スチリルア
ミン誘電体,クマリン系化合物,芳香族ジメチリディン
化合物,8−キノリノール誘電体の金属錯体等が挙げら
れる。
された電子を発光層に伝達する機能を有しているもので
あればよい。例えば、ニトロ置換フルオレノン誘電体,
アントラキノジメタン誘電体,ジフェニルキノン誘電
体,チオピランジオキシド誘電体,ナフタレンペリレン
等の複素環テトラカルボン酸無水物,カルボジイミド,
フレオレニリデンメタン誘電体,アントラキノジメタン
誘電体,アントロン誘電体,オキサジアゾール誘電体,
8−キノリノール誘電体の金属錯体,メタルフリーフタ
ロシアニンやメタルフタロシアニンあるいはこれらの末
端がアルキル基やスルホン基等で置換されているもの,
ジスチリルピラジン誘電体などが挙げられる。
ど各層の厚さは特に限定されるものではない。
は、絶縁基板10上に配列される単位発光部(発光素子
4)それぞれに駆動手段が配設されるので、各単位発光
部を個々独立に発光させることができる。この駆動手段
は、各単位発光部をなす有機発光層41の下側に配設さ
れるので、その下側の各陽極層40と接続し、そして導
電性の封止基板13が単位発光部の配列上側に固着され
て配列全面を覆い、その固着には導電性の接着剤12が
用いられるので、各単位発光部(有機発光層41)上側
の陰極層42は封止基板13に電気的に接続することに
なる。
極側から駆動制御を行うので、その陰極は選択,駆動の
期間を通じて常に所定の電位に保たれ、このため単純マ
トリックス回路のように発光素子4の陰極が独立である
必要がなく、封止基板13は各単位発光部の上部電極を
一括にまとめる集合電極となる。ここでは各単位発光部
の上部電極は一つの導電性の膜層(陰極層42)からな
る構成となっていて、封止基板13を電源に接続して単
位発光部の配列全体に所定のバイアス電位を与えてい
る。この集合電極となる封止基板13は、熱伝導性の高
いものとしたので、有機材料の膜層全体を外気から隔絶
できると共に、単位発光部の発生熱を高効率に放熱する
ことができる。その結果、発光出力を高安定に得られて
長寿命化が図れる。
ばよいので作業が容易であり、単純な封止なので確実性
が高く、このため低コストな大量生産化が図れる。
グする必要がなく、陽極層40のパターニングのみで高
精細化が図れる。
所は、絶縁膜層で覆うことが好ましい。絶縁膜層で覆う
ことにより、これを適用した画像表示装置等において、
配設部所の近辺各部と絶縁を保つことができ、リーク故
障の防止を図れる。
って、その絶縁膜層の上に配線パターンを所定にパター
ニングし、そこへ素子構成をなす膜層を順次に形成する
ようにして多層化してもよい。その場合、一枚の封止基
板13上に他の関連回路をも集積させることができ、高
集積化が図れる。
図は発光装置の構成を示す回路図である。
形態の論理TFT1を2つのダイオード101,102
に置き換えた構成となっている。つまり、各発光素子4
の駆動手段は、発光素子4に対する発光データを取り込
むためのデータダイオード101と、当該画素のリセッ
トを行うためのリセットダイオード102と、発光素子
4へ励起電圧を印加する電力機能のTFT2と、励起電
圧を維持するコンデンサ3とを備えて構成されている。
01の陽極が接続されており、そのデータ信号線と交差
する選択信号線Sには、電力TFT2のソースとコンデ
ンサ3の接地側とが接続され、コンデンサ3の他端は電
力TFT2のゲートに接続されている。そして、電力T
FT2のゲートには、データダイオード101の陰極と
リセットダイオード102の陽極とが接続され、リセッ
トダイオード102の陰極は一本隣りの選択信号線Sと
接続され、電力TFT2のドレインが発光素子4の陽極
に接続されている。また、当該発光素子4の陰極は、図
示しない電源に接続されており、所定の負電圧にバイア
スされる。
選択信号線Sを低電位状態にすることであり、低電位状
態の選択信号線Sに接続した各リセットダイオード10
2は順バイアスになるが、このときデータ信号線Dには
データ信号を印加するので、両信号線D,Sがオン信号
状態にある交差ポイントでデータダイオード101とリ
セットダイオード102とが直列状態に導通して選択さ
れる。このため選択ポイント(該当画素)において、コ
ンデンサ3にはその時点でのデータ信号線Dに現れてい
るデータ信号に応じて電荷が蓄積し、これに対応して電
力TFT2はゲート電位が上昇するので能動状態とな
り、発光素子4がデータ信号に応じた輝度で発光する。
することであり、高電位状態の選択信号線Sに接続した
各リセットダイオード102は逆バイアスとなるので、
選択ポイントではデータダイオード101がオフ状態と
なり、コンデンサ3が選択オン時に蓄積した電荷を保持
する。この保存,蓄積された電荷は、次の選択期間の直
前にリセットダイオード102を通じて放出され、リセ
ットされる。
駆動制御されるので、その陰極は選択,駆動の期間を通
じて常に所定の電位に保たれる。そして、絶縁基板10
上の積層構成も第1実施形態と同様となり、共に導電性
で高熱伝導性の接着剤12及び封止基板13が陰極層4
2の上に積層される。従って、封止が容易で確実であり
有機材料の膜層全体を外気から隔絶できると共に、単位
発光部の発生熱を高効率に放熱することができる。その
結果、発光出力を高安定に得られて長寿命化が図れる。
図は発光装置の構成を示す回路図である。
形態の2つのダイオード101,102を1つのMIM
素子103に置き換えた構成となっている。
明導電層の間に薄い絶縁層を挟んだ構成の二端子素子で
あって、電圧・電流特性が図6に示すようにいわゆる双
方向ダイオード特性となっている。つまり、MIM素子
103は、印加電圧が順方向,逆方向共に低値な特定範
囲では電流が流れなく高抵抗を示し、その範囲を越える
と急激に電流が流れて抵抗が低下する特性を持つ。
対する発光データを取り込み、かつ当該画素のリセット
を行うためのMIM素子103と、発光素子4へ励起電
圧を印加する電力機能のTFT2と、励起電圧を維持す
るコンデンサ3とを備えて構成されている。
方端が接続されており、その選択信号線Sと交差するデ
ータ信号線Dには、電力TFT2のソースとコンデンサ
3の接地側とが接続され、コンデンサ3の他端は電力T
FT2のゲートに接続されている。そして、MIM素子
103の他方端が電力TFT2のゲートに接続され、電
力TFT2のドレインが発光素子4の陽極に接続されて
いる。また、当該発光素子4の陰極は、図示しない電源
に接続されており、所定の負電圧にバイアスされる。
選択信号線Sを高電位状態にすることであり、高電位状
態の選択信号線Sに接続した各MIM素子103は順バ
イアスになるが、このときデータ信号線Dにはデータ信
号を印加するので、両信号線D,Sがオン信号状態にあ
る交差ポイントでMIM素子103が導通して選択され
る。このため選択ポイント(該当画素)において、コン
デンサ3にはその時点でのデータ信号線Dに現れている
データ信号に応じて電荷が蓄積し、これに対応して電力
TFT2はゲート電位が上昇するので能動状態となり、
発光素子4がデータ信号に応じた輝度で発光する。
することであり、中電位状態の選択信号線Sに接続した
各MIM素子103は高抵抗範囲となるので、選択ポイ
ントではMIM素子103がオフ状態となり、コンデン
サ3が選択オン時に蓄積した電荷を保存する。この保
持,蓄積された電荷は、当該選択信号線Sを低電位状態
にすることでリセットされる。つまり、低電位状態の選
択信号線Sに接続した各MIM素子103は逆方向の順
バイアスになり、コンデンサ3に保存,蓄積された電荷
は、MIM素子103を通じて選択信号線S側へ放出さ
れ、リセットされる。
駆動制御されるので、その陰極は選択,駆動の期間を通
じて常に所定の電位に保たれる。そして、絶縁基板10
上の積層構成も第1実施形態と同様となり、共に導電性
で高熱伝導性の接着剤12及び封止基板13が陰極層4
2の上に積層される。従って、封止が容易で確実であり
有機材料の膜層全体を外気から隔絶できると共に、単位
発光部の発生熱を高効率に放熱することができる。その
結果、発光出力を高安定に得られて長寿命化が図れる。
図は発光装置の構成を示す回路図である。
形態の論理TFT1を1つのダイオードに置き換える
が、電力TFT2は設けない構成となっている。つま
り、各発光素子4の駆動手段は、発光素子4に対する発
光データを取り込むためのデータダイオード101と、
励起電圧を維持するコンデンサ3とを備えて構成されて
いる。
01の陽極が接続されており、そのデータ信号線Dと交
差する選択信号線Sには、コンデンサ3の接地側が接続
され、コンデンサ3の他端はデータダイオード101の
陰極と発光素子4の陽極とに接続されている。そして、
当該発光素子4の陰極は、図示しない電源に接続されて
おり、所定の負電圧にバイアスされる。
選択信号線Sを低電位状態にすることであり、この電位
変動は選択信号線Sに接続した各コンデンサ3の他端に
出現し、このときデータ信号線Dにはデータ信号を印加
するので、両信号線D,Sがオン信号状態にある交差ポ
イントでデータダイオード101が導通して選択され
る。このため選択ポイント(該当画素)において、コン
デンサ3にはその時点でのデータ信号線Dに現れている
データ信号に応じて電荷が蓄積し、これに対応して発光
素子4が順バイアスされてデータ信号に応じた輝度で発
光する。
することであり、高電位状態の選択信号線Sに接続した
各コンデンサ3は電位が逆転するので、選択ポイントで
はデータダイオード101がオフ状態となり、コンデン
サ3が選択オン時に蓄積した電荷は発光素子4を通じて
放出され、リセットされる。
駆動制御されるので、その陰極は選択,駆動の期間を通
じて常に所定の電位に保たれる。そして、絶縁基板10
上の積層構成も第1実施形態と同様となり、共に導電性
で高熱伝導性の接着剤12及び封止基板13が陰極層4
2の上に積層される。従って、封止が容易で確実であり
有機材料の膜層全体を外気から隔絶できると共に、単位
発光部の発生熱を高効率に放熱することができる。その
結果、発光出力を高安定に得られて長寿命化が図れる。
は、基板上に配列される単位発光部それぞれに駆動手段
が配設されるので、各単位発光部を個々独立に発光させ
ることができ、その駆動手段は、各単位発光部をなす有
機化合物の膜層下側に配設されて下部電極側から駆動を
行う。そして、導電性の封止体が単位発光部の配列上側
に固着されて配列全面を覆い、その固着に導電接着剤を
用いることにより封止体は各単位発光部の上部電極を一
括にまとめる集合電極となる。この集合電極となる封止
体は、熱伝導性の高いものとしたので、有機化合物の膜
層全体を外気から隔絶できると共に、単位発光部の発生
熱を高効率に放熱することができる。その結果、発光出
力を高安定に得られて長寿命化が図れる。
ので作業が容易であり、単純な封止なので確実性が高
く、このため低コストな大量生産化が図れる。
である。
である。
である。
フ図である。
である。
Claims (7)
- 【請求項1】 有機化合物からなる膜層を電極で挟んだ
単位発光部を、画素に対応させて基板上にライン状ある
いは行列状に配列した発光装置であって、前記有機化合
物からなる膜層下側に前記各単位発光部それぞれについ
て配設され、当該単位発光部を選択的に駆動する駆動手
段と、前記単位発光部の配列上側に固着されて配列全面
を覆う導電性の封止体とを備えたことを特徴とする発光
装置。 - 【請求項2】 駆動手段が、非線形素子と蓄積コンデン
サを有することを特徴とする請求項1に記載の発光装
置。 - 【請求項3】 非線形素子が、トランジスタ、ダイオー
ド、MIM素子から選ばれる少なくとも1種であること
を特徴とする請求項2に記載の発光装置。 - 【請求項4】 駆動手段が、誘電パシベーション層によ
り発光部の一方の電極と絶縁されていることを特徴とす
る請求項1〜3に記載の発光装置。 - 【請求項5】 封止体と発光部の電極とが導電性接着剤
により電気的に接続されていることを特徴とする請求項
1〜4に記載の発光装置。 - 【請求項6】 封止体の配線上必要のない部所が絶縁層
で覆われていることを特徴とする請求項1〜5に記載の
発光装置。 - 【請求項7】 封止体が絶縁層で覆われており、該絶縁
層上に配線パターンが形成されていることを特徴とする
請求項1〜5に記載の発光装置。
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-
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