JP2001006880A - 有機el素子とその駆動方法 - Google Patents

有機el素子とその駆動方法

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JP2001006880A
JP2001006880A JP11171021A JP17102199A JP2001006880A JP 2001006880 A JP2001006880 A JP 2001006880A JP 11171021 A JP11171021 A JP 11171021A JP 17102199 A JP17102199 A JP 17102199A JP 2001006880 A JP2001006880 A JP 2001006880A
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light emitting
organic
transparent electrode
transparent
emitting layer
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Morimitsu Wakabayashi
守光 若林
Hajime Yamamoto
肇 山本
Tetsuya Tanpo
哲也 丹保
Shigeru Fukumoto
滋 福本
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Hokuriku Electric Industry Co Ltd
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Hokuriku Electric Industry Co Ltd
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/80Constructional details
    • H10K50/805Electrodes
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    • HELECTRICITY
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  • Control Of El Displays (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】明るく高品質な発光表示や大画面化を容易に能
にする有機EL素子とその駆動方法を提供する。 【解決手段】ガラスや石英、樹脂等の透明基板10の表
面にITOやSnO等の透明な電極材料により形成さ
れた透明電極18と、透明電極18に積層された有機E
L材料からなる発光層20と、この発光層20に積層さ
れ、透明電極18に対向して形成されたAl,Li,C
s等からなる背面電極22とを備える。透明電極18は
所定の発光画素単位毎に独立して設けられ各発光画素単
位毎に互いに絶縁され、透明基板10の表面に設けられ
背面電極22の方向とは交差する方向に延びている。透
明電極18に沿って所定の間隔で複数本設けられた導体
パターン12と、この導体パターン12を覆い透明電極
18との間の絶縁を図るとともに、所定ピッチで導体パ
ターン12を露出させ透明電極18と導体パターン12
を接続させる開口部16を有した絶縁体14とを備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、平面光源やディ
スプレイ、その他所定のパターン等の発光表示に用いら
れる有機EL素子とその駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、有機EL(エレクトルミネッセン
ス)素子は、透明な基板に透光性のITO膜を一面に形
成し、所定のストライプ状等の形状になるようにエッチ
ングして透明電極を形成し、さらにこの透明電極の表面
に発光層を形成している。この発光層は、有機EL材料
であり、トリフェニルジアミン誘導体(TPD)等のホ
ール輸送材料を設け、その上に発光材料であるアルミキ
ノリール錯体(Alq)等の電子輸送材料、さらに各
種発光材料を積層したものや、これらの混合層からな
る。そしてこの発光層の表面で、透明電極と直交する方
向に、Al,Li,Ag,Mg,In等の金属からなる
ストライプ状の背面電極が透明電極と対向するように設
けられ、発光部を形成している。そして発光部におい
て、透明電極と背面電極間に電圧を印加し、これらの各
電極が形成するストライプの交点で発光するいわゆる単
純マトリックスタイプの発光装置が一般的であった。
【0003】このような有機EL素子の駆動方法は、I
TOの抵抗値がAl−Liよりも高いので、Al−Li
の背面電極側を走査電極として、ITOの透明電極側で
は並列に信号を出すようにしていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術のドッ
トマトリクス表示の場合、微細な表示を行うためのもの
や大画面化した場合、ドット数を多くする必要があるた
め縦横の各ストライプ数が多くなり、走査による1ライ
ン当たりの発光時間が短くなってしまい画面が暗くなる
ものであった。ここで例えば、1画面の周期を1/30
秒、走査する背面電極の本数をnとすると、透明電極は
並列に駆動されるので、背面電極との交点での点灯時間
は1/(30n)秒である。実験的には、人の目でちら
つきなく画面を見られるのは1/30秒以下であり、こ
の状態で、走査する電極の本数が128を超えると、1
発光素子あたりの発光時間が短く、画像が暗くなり、し
かも画面自体が荒く、画質が悪くなってしまうものであ
った。
【0005】一方、画質を上げるために走査側電極の本
数を増やすと、画面面積が一定であれば、電極の太さが
細くなり、透明電極は比較的抵抗値が高いので画面の位
置により大きく電流値が変わり、画面に明るさむらがで
きてしまうという問題もあった。
【0006】なお、TFT(薄膜トランジスタ)を用い
た駆動回路を利用することにより上記問題点は解決され
得るが、TFTは歩留まりが悪く高価であり、EL素子
を利用した表示装置の価格も高くなってしまうものであ
った。
【0007】この発明は上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、明るく高品質な発光表示や大画面化を
容易に能にする有機EL素子とその駆動方法を提供する
ことを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の有機EL素子
は、ガラスや石英、樹脂等の透明基板の表面にITOや
SnO等の透明な電極材料により形成された透明電極
と、上記透明電極に積層された有機EL材料からなる発
光層と、この発光層に積層され、上記透明電極に対向し
て形成されたAl,Li,Cs等からなる背面電極とを
備える。上記透明電極は所定の発光画素単位毎に独立し
て設けられ各発光画素単位毎に互いに絶縁され、上記透
明基板表面に設けられ上記背面電極の方向とは交差する
方向に延びている。そして、透明電極に沿って所定の間
隔で複数本設けられた導体パターンと、この導体パター
ンを覆い上記透明電極との間の絶縁を図るとともに、所
定ピッチで上記導体パターンを露出させ上記透明電極と
上記導体パターンを接続させる開口部を有した絶縁体と
を備える。
【0009】またこの発明の有機EL素子は、透明基板
の表面に、透明な電極材料により形成された透明電極
と、上記透明電極に積層された有機EL材料からなる発
光層と、この発光層に積層され、上記透明電極に対向し
て形成された背面電極とを有した有機EL素子であっ
て、上記背面電極は所定の発光画素単位毎に独立して設
けられ各発光画素単位毎に互いに絶縁されている。そし
て、上記透明電極の方向とは交差する方向に延び上記背
面電極に沿って所定の間隔で複数本設けられた導体パタ
ーンと、この導体パターンを覆い上記背面電極との間の
絶縁を図るとともに、所定ピッチで上記導体パターンを
露出させ上記背面電極と上記導体パターンを接続させる
開口部を有した絶縁体とを備える有機EL素子である。
【0010】また、上記各発光画素単位毎に各々光の3
原色の各色発光層が設けられ、この色発光層に上記導体
パターンが各々対応して接続している。そして、上記色
発光層に対応して、上記各発光画素単位毎に3本の各々
独立した上記背面電極が上記透明電極に対向している。
【0011】またこの発明は、有機EL素子の駆動方法
であって、所定の発光画素単位毎に独立して電極が設け
られ、この電極に所定の間隔で複数本の導体パターンが
接続し、この導体パターンが各々独立に別々の上記各発
光画素単位を並列に駆動する有機EL素子の駆動方法で
ある。上記複数の導体パターンは、各発光画素毎に独立
に設けられた透明電極に各々接続している。または、上
記複数の導体パターンは、各発光画素毎に独立に設けら
れた背面電極に各々接続している。さらに、上記導体パ
ターンは光の3原色に対応して各々上記発光画素毎に3
本設けられ、光の3原色に対応する色発光層が上記発光
画素毎に3列設けられ、各色発光層が各々独立に駆動さ
れるものである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面に基づいて説明する。図1〜図5はこの発明の
有機EL素子の一実施形態を示すもので、この実施形態
のEL素子は、ガラスや石英、樹脂等の透明基板10の
一方の表面に、所定ピッチで図面上下方向に形成された
導体パターン12が設けられている。導体パターン12
は銅やアルミニウム等の電気抵抗の小さい金属材料で形
成され、例えば10μm程度の幅である。さらに、透明
基板10の表面には、導体パターン12を覆うSiO
等の透明絶縁体層14が形成されている。透明絶縁体層
14は、透明基板10の全面に形成され、図4に示すよ
うに、図面左右方向に例えば330μmピッチでスリッ
ト状の開口部である透孔16が形成され、この透孔16
は図面の上下方向にも形成され、上下方向に左右方向の
1/3ピッチずつずれて配置され、各透孔16が後述す
る透明電極18に対応するように設けられている。これ
により、透明基板10の表面が透明絶縁体層14で覆わ
れ、所定ピッチで形成された透孔16部分では透明基板
10及びその表面の導体パターン12が露出している。
【0013】透明絶縁体層14の表面には、所定のピッ
チで四角形状の透明電極18が設けられている。透明電
極12はITOやSnO等からなり、図1に示すよう
に、四角形の透明電極18が透明基板10上で縦横に並
んで設けられている。四角形の各透明電極18は、各々
一つの透孔16部分を覆い、透孔16で露出した導体パ
ターン12に接続している。従って、一つの透明電極1
8に対して、一つの透孔16が対応し、この透孔16に
より導体パターン12と透明電極18が電気的に接続し
ている。また、この四角形の各透明電極18に対して、
3本の導体パターン16が各々透明電極18の両側縁部
と中央部とで横切るように形成され、そのうちの1本の
導体パターン12が透孔16を介してその透明電極18
と接続している。
【0014】透明電極18の表面には、適宜バッファ層
等を介して、発光層20が積層されている。発光層20
は、500Å程度の厚さのホール輸送材料、及び500
Å程度の厚さの電子輸送材料からなる。発光層20はフ
ルカラー表示の場合、図1,図3に示すように、光の3
原色に対応する色発光層20R,20G,20B毎に、
導体パターン12と直交する方向にストライプ状に設け
られ、四角形の各透明電極18に対して、各々3本の色
発光層20R,20G,20Bが積層される。
【0015】なお、ホール輸送材料を透明電極18の全
面に形成し、光の3原色を発光可能な電子輸送材料を、
光の3原色に対応した3発光パターンを一組として、透
明電極18に沿って色発光層20R,20G,20Bと
して複数本形成しても良い。
【0016】ここで、発光層20のホール輸送材料とし
ては、α−NPD、トリフェニルジアミン誘導体(TP
D)、ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体等があ
る。また、電子輸送材料の赤色発光層20RとしてはD
CM、青色発光層22Bとしては、ジスチリルビフェニ
ル誘導体(DPVBi)、緑色発光層20Gとしてはア
ルミキノリール錯体(Alq)等の有機EL発光材料
を使用する。さらに適宜の発光材料を混合しても良い。
【0017】光の3原色に対応した3色の色発光層20
R,20G,20Bには、各々背面電極22が積層され
ている。背面電極22は、図1,図3に示すように、各
3色の色発光層20R,20G,20B毎に色発光層2
0R,20G,20Bに対応して3列ずつ設けられてい
る。背面電極22は、Al,Li,F,Ag,Mg,I
n,Cs等を含む金属薄膜からなる。なお、背面電極2
2およびその間の発光層20には、SiO等の図示しな
い絶縁層が全面に積層され、発光層20等を保護してい
る。
【0018】この実施形態の有機EL素子の製造方法
は、平滑な透明基板10の表面にフォトレジストを塗布
し、図4等に示すストライプ状の導体パターン12を形
成する。この後、全面に透明絶縁体層14を真空蒸着等
で付着し、フォトレジストを設けて、透孔16部分を露
光し、透孔16部分のフォトレジストを除去して、エッ
チングにより透孔16を形成する。さらに、ITO等の
透明電極18の膜を透明絶縁体層14の全面に形成し、
フォトレジストを塗布し、図5に示すように、透明電極
18の四角形の形状が残るように露光し、さらにエッチ
ングして、四角形の透明電極18を形成する。
【0019】この後、発光層20をストライプ状に形成
する。発光層20の形成は、各色発光層20R,20
G,20B毎に、所定の発光材料を真空蒸着により形成
する。発光層20の形成は、例えば、ホール輸送材料を
蒸着後、電子輸送材料を各色毎に順にマスク蒸着する。
さらに各発光層20に対応して背面電極22を、ワイヤ
マスクを用いて真空蒸着により形成する。
【0020】この実施形態のEL素子の駆動方法は、各
透明電極18に対して3本の導体パターン12が接続し
ているので、各透明電極18からなる発光画素毎に、各
々3本の導体パターン12が接続し、各導体パターン1
8は各々独立に駆動可能である。従って、各発光層20
の各色発光層20R,20G,20B毎に、導体パター
ン12が対応して、各色発光層20R,20G,20B
を各々走査電極として外部の駆動回路に接続し、駆動す
る。これにより、透明電極18の背面電極22に沿った
列では、各背面電極22に沿って導体パターン12を全
線ともONすることにより、透明電極18で規定される
各発光画素は、背面電極22の方向に光の3原色の順で
すべて発光する。
【0021】すなわち導体パターン12を全線並列に駆
動し、背面電極22側で、3本を1組として順に走査す
るすることにより、通常のドットマトリクスの3倍の走
査線数及び発光時間を得ることができる。
【0022】さらに、この実施形態のEL素子によれ
ば、透明電極18に沿って導体パターン16が形成さ
れ、透明電極18までの抵抗値を低い値にすることがで
きる。また、光の3原色の発光を簡単なパターンで形成
可能となり、より精緻で明るい表示や大画面化が可能と
なる。
【0023】なおこの発明の有機EL素子は、上記実施
形態に限定されるものではなく、透明電極に接した導体
パターンは4本以上でも、また2本でも良い。この場合
も、各導体パターンは独立に並列駆動可能である。
【0024】さらに、背面電極を所定の発光画素単位毎
に独立して設け、各発光画素単位毎に互いに絶縁し、透
明電極をストライプ状に形成したものでも良い。この場
合、上記背面電極に沿って所定の間隔で複数本設けられ
た導体パターンと、この導体パターンを覆い上記背面電
極との間の絶縁を図るとともに、所定ピッチで上記導体
パターンを露出させ上記背面電極と上記導体パターンを
接続させる開口部を有した絶縁体を設ける。これにより
上記実施形態と同様に駆動することができ、より明るい
画面で、精緻な画像が表示可能となる。
【0025】
【発明の効果】この発明の有機EL素子とその駆動方法
は、簡単な構造で、精緻で明るい画面や大画面を容易に
得ることができる。また、透明電極に導体パターンを接
続することにより、透明電極の位置による明るさムラも
解消することができ、より高品質の表示が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施形態の有機EL素子の平面図
である。
【図2】図1のX−X断面図である。
【図3】図1のY−Y断面図である。
【図4】この発明の一実施形態の有機EL素子の製造工
程を示す平面図である。
【図5】この発明の一実施形態の有機EL素子の製造工
程を示す平面図である。
【符号の説明】
10 透明基板 12 導体パターン 14 透明絶縁体層 16 透孔 18 透明電極 20 発光層 22 背面電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 33/22 H05B 33/22 Z (72)発明者 丹保 哲也 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 (72)発明者 福本 滋 富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地 北陸電気工業株式会社内 Fターム(参考) 3K007 AB00 AB04 AB18 BA06 CA01 CA02 CA05 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 5C080 AA06 BB05 CC03 DD01 DD05 DD27 EE30 FF10 FF12 JJ06

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透明基板の表面に、透明な電極材料によ
    り形成された透明電極と、上記透明電極に積層された有
    機EL材料からなる発光層と、この発光層に積層され、
    上記透明電極に対向して形成された背面電極とを有した
    有機EL素子において、上記透明電極は所定の発光画素
    単位毎に独立して設けられ各発光画素単位毎に互いに絶
    縁され、上記透明基板表面に設けられ上記背面電極の方
    向とは交差する方向に延び上記透明電極に沿って所定の
    間隔で複数本設けられた導体パターンと、この導体パタ
    ーンを覆い上記透明電極との間の絶縁を図るとともに、
    所定ピッチで上記導体パターンを露出させ上記透明電極
    と上記導体パターンを接続させる開口部を有した絶縁体
    とを備えたことを特徴とする有機EL素子。
  2. 【請求項2】 透明基板の表面に、透明な電極材料によ
    り形成された透明電極と、上記透明電極に積層された有
    機EL材料からなる発光層と、この発光層に積層され、
    上記透明電極に対向して形成された背面電極とを有した
    有機EL素子において、上記背面電極は所定の発光画素
    単位毎に独立して設けられ各発光画素単位毎に互いに絶
    縁され、上記透明電極の方向とは交差する方向に延び上
    記背面電極に沿って所定の間隔で複数本設けられた導体
    パターンと、この導体パターンを覆い上記背面電極との
    間の絶縁を図るとともに、所定ピッチで上記導体パター
    ンを露出させ上記背面電極と上記導体パターンを接続さ
    せる開口部を有した絶縁体とを備えたことを特徴とする
    有機EL素子。
  3. 【請求項3】 上記各発光画素単位毎に各々光の3原色
    の各色発光層が設けられ、この色発光層に上記導体パタ
    ーンが各々対応して接続していることを特徴とする請求
    項1または2記載の有機EL素子。
  4. 【請求項4】 上記色発光層に対応して、上記各発光画
    素単位毎に3本の各々独立した上記背面電極が上記透明
    電極に対向していることを特徴とする請求項3記載の有
    機EL素子。
  5. 【請求項5】 透明基板の表面に、透明な電極材料によ
    り形成された透明電極と、上記透明電極に積層された有
    機EL材料からなる発光層と、この発光層に積層され、
    上記透明電極に対向して形成された背面電極とを有した
    有機EL素子の駆動方法において、所定の発光画素単位
    毎に独立して電極が設けられ、この電極に所定の間隔で
    複数本の導体パターンが接続し、この導体パターンが各
    々独立に別々の上記各発光画素単位を並列に駆動するこ
    とを特徴とする有機EL素子の駆動方法。
  6. 【請求項6】 上記複数の導体パターンは、各発光画素
    毎に独立に設けられた透明電極に各々接続していること
    を特徴とする請求項5記載の有機EL素子の駆動方法。
  7. 【請求項7】 上記複数の導体パターンは、各発光画素
    毎に独立に設けられた背面電極に各々接続していること
    を特徴とする請求項5記載の有機EL素子の駆動方法。
  8. 【請求項8】 上記導体パターンは光の3原色に対応し
    て、上記各発光画素毎に光の3原色に対応する色発光層
    が各々独立に設けられ、上記色発光層が各々独立に駆動
    されることを特徴とする請求項6または7記載の有機E
    L素子の駆動方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006100045A (ja) * 2004-09-28 2006-04-13 Kyocera Corp 有機el表示装置
JP2006330592A (ja) * 2005-05-30 2006-12-07 Fujifilm Holdings Corp 有機エレクトロルミネッセンス表示装置

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