JP2001160487A

JP2001160487A - 有機ｅｌ素子

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Publication number: JP2001160487A
Application number: JP34653099A
Authority: JP
Inventors: Michio Kano; 教夫加納
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-06
Filing date: 1999-12-06
Publication date: 2001-06-12

Abstract

(57)【要約】【課題】電圧を印加していない場合、即ち、発光して
いない場合に、表示パターンが視認されない表示品位の
高い有機ＥＬ素子を提供する。【解決手段】真空蒸着法により、ガラス等からなる透
明基板の表面に、陽極、アルミキノリウム錯体からなる
発光層、ＬｉＦからなる電子注入層及び陰極を、この順
に成膜し、封止部材により封止して有機ＥＬ素子を得
る。この素子では、電子注入層を、厚さ３０〜５０Åの
表示パターン部と、厚さ２〜１０Åのその他の部分によ
り形成する。これにより、他の部分に比べて輝度の低い
表示パターン部と、相対的に輝度の高い他の部分との輝
度の差によりパターンを明瞭に視認することができる。
また、発光層において、ドーピング剤を含む等、他の部
分とは異なる発光材料からなる表示パターン部を形成す
ることによって、色調の差によりパターンを視認するこ
とができる有機ＥＬ素子とすることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示パターンに合
わせて、特定の層の厚さを変化させることにより、或い
は発光層の一部を異なる発光材料により形成することに
より、輝度又は色調の差によってパターンを視認するこ
とができる有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子に
関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子では、従来より、ガラス等
の透明基板の表面に、陽極、発光層、陰極等を順次積層
し、例えば、陽極をパターニングし、陽極と陰極との間
に所定の電圧を印加することにより、発光させ、所定の
パターンを表示させている。しかし、この有機ＥＬ素子
では、基板と陽極との光の反射率及び屈折率等が異なる
ため、電圧を印加しなくても、即ち、発光させなくても
陽極等に形成された表示パターンが視認されてしまい、
表示品位が低下するとの問題がある。また、発光層を微
小画素として配設し、特定の画素のみを発光させて表示
パターンを形成する有機ＥＬ素子においては、発光時及
び非発光時ともに、すべての画素が視認されてしまい、
同様に表示品位が低いとの問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
技術の問題を解決するものであり、非発光時には表示パ
ターンが視認されず、発光時のみ、周囲との輝度又は色
調の差として表示パターンが視認される表示品位の高い
有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１発明の有機ＥＬ素子
は、基板と、該基板の表面に、陽極、有機ＥＬ薄膜及び
陰極が、この順に積層され形成される有機ＥＬ積層体と
を備え、上記有機ＥＬ薄膜は、正孔輸送層、発光層、電
子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも該発光層及
び該電子注入層を有し、該正孔輸送層、該電子輸送層及
び該電子注入層のうちの少なくとも１層の膜厚を、表示
パターンに合わせて変化させることを特徴とする。

【０００５】上記「有機ＥＬ薄膜」は、陽極の表面に、
少なくとも発光層及び電子注入層が順次積層され、形成
される。また、正孔輸送層及び電子輸送層のうちの少な
くとも一方を設けることができる。更に、陽極と正孔輸
送層との間に正孔注入層を設けることもできる。

【０００６】第１発明では、上記「正孔輸送層」、上記
「電子輸送層」及び上記「電子注入層」のうちの特に電
子注入層において、その膜厚を上記「表示パターン」に
合わせて変化させる。膜厚が厚い部分は、他の部分に比
べて輝度が低下し、一方、膜厚が薄い部分は、他の部分
に比べて輝度が高くなる。この輝度の差によりパターン
を視認することができる。

【０００７】電子注入層は、他の各層に比べて膜厚が極
端に薄く、通常、その膜厚は数Åである。従って、電子
注入層の一部の膜厚を他の部分に比べて著しく厚くする
ことが容易であり、陰極側からの電子注入効率を大きく
変化させることができる。それにより、輝度の差を非常
に大きくすることができ、明瞭に視認することができる
表示パターンが形成される。また、正孔輸送層及び電子
輸送層は、通常、その膜厚が数百Åであり、その一部の
膜厚を他の部分に比べて厚くすることは容易ではない。
そのため、電子注入層の場合のように輝度の差を大きく
することはできないが、十分に視認することができる表
示パターンを形成することができる。更に、これらの各
層のうちの２層以上において膜厚を変化させることもで
き、電子注入層の膜厚を変化させた場合のように明瞭で
はないにしても、複数のパターンを形成することもでき
る。

【０００８】電子注入層は、ＬｉＦ等のアルカリ金属の
フッ化物又は酸化物及びＢａＦ₂等のアルカリ土類金属
のフッ化物などにより形成することができる。また、正
孔輸送層は、トリフェニルアミン誘導体等により、電子
輸送層は、アルミキノリウム錯体及びヒドロキシフラボ
ンＢｅ錯体等により形成することができる。

【０００９】第２発明の有機ＥＬ素子は、基板と、該基
板の表面に、陽極、有機ＥＬ薄膜及び陰極が、この順に
積層され形成される有機ＥＬ積層体とを備え、上記有機
ＥＬ薄膜は少なくとも発光層を有し、該発光層は、表示
パターンに合わせて異なる発光材料により形成されてい
ることを特徴とする。尚、発光材料がドーピング剤を含
んでいる場合は、このドーピング剤も含めて発光材料と
いい、ドーピング剤以外を、以下、発光層材料という。

【００１０】有機ＥＬ積層膜は、第２発明では、陽極の
表面に、少なくとも発光層が積層され、形成される。ま
た、第１発明の場合と同様に、正孔注入層、正孔輸送
層、電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも１層
を設けることもできる。また、電子輸送層は発光層と類
似の材料により形成されることもあり、この電子輸送層
と発光層とが一体となった電子輸送性発光層とすること
もできる。

【００１１】上記「発光層」が有する表示パターンは、
この発光層の他の部分とは異なった色調を有する層によ
り形成され、この色調の差によりパターンが視認され
る。この表示パターンは、発光層の一部に他の部分と
は異種の発光層材料からなり、色調の異なる層を設け
る、発光層の一部と他の部分とで同種の発光層材料を
使用し、この一部又は他の部分にのみドーピング剤を配
合し、色調の異なる層を設ける、並びに発光層の一部
と他の部分とで同種の発光層材料を使用し、且つこの一
部及び他の部分の各々に異種のドーピング剤を配合し、
色調の異なる層を設ける、等の方法により形成すること
ができる。尚、この色調の異なる層は、通常、発光層の
厚さ方向において他の部分と比べて薄い層として形成さ
れる。

【００１２】発光層材料としては、緑色発光のアルミキ
ノリウム錯体及びベンゾキノリノールＢｅ錯体、青色発
光のベンゾオキサゾールＺｎ錯体及びキノリノール系錯
体、黄色発光の８−キノリノールのＺｎとの４配位錯
体、並びに青白色発光のベンゾチアゾール亜鉛錯体など
を使用することができる。また、ドーピング剤として
は、緑色発光のキナクリドン誘導体、赤色発光のＤＣＭ
誘導体、及び青色発光のＤＳＡ誘導体等を用いることが
できる。これらの発光層材料とドーピング剤とを上記
〜のように組み合わせて使用することにより表示パタ
ーンを容易に形成することができる。尚、発光層材料が
アルミキノリウム錯体である場合は、その発光色はドー
ピング剤により支配される。そのため、所望の発光色を
有する表示パターンを容易に形成することができる。

【００１３】第１乃至第２発明の有機ＥＬ素子におい
て、基板としては、ソーダ石灰ガラス等のガラス類の
他、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホ
ン、ポリカーボネート等の合成樹脂及び石英等の透明性
を有するものを使用することができる。これらのうちで
は特にガラスからなる基板が多用される。

【００１４】また、陽極は、金、ニッケル等の金属単
体、及びＩＴＯ、ＣｕＩ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等の金属化
合物により形成することができる。これらのうち、生産
性、安定した導電性等の観点からＩＴＯが特に好まし
い。陰極は、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｎａ、Ｎａ−Ｋ合金、Ｍ
ｇ、Ｌｉ、Ａｌ等により形成することができる。有機Ｅ
Ｌ素子を構成する各層は、真空蒸着法により形成するこ
とができ、スパッタリング法、ＣＶＤ法等によっても形
成することができる。

【００１５】封止部材としては、ステンレス鋼、アルミ
ニウム又はその合金等の金属類、ソーダ石灰ガラス、珪
酸塩ガラス等のガラス類、アクリル系樹脂、スチレン系
樹脂等の合成樹脂類などからなるものを使用することが
できる。

【００１６】この封止部材と基板の周縁との接合は、エ
ポキシ樹脂、アクリレート系樹脂等の熱硬化性樹脂の
他、光硬化性樹脂等の封止樹脂により行うことができ
る。これらのうち、輝度の低下等を抑えるため、水分等
が透過し難い硬化体が形成される封止樹脂を使用するこ
とが好ましい。また、素子に加わる熱応力を緩和するこ
とができ、且つ硬化速度の大きい光硬化性樹脂がより好
ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を更に
詳しく説明する。実施例１（第１発明に対応する実施例）（１）有機ＥＬ素子の製造真空蒸着法により、透明基板の表面に、陽極、発光層、
ＬｉＦからなる電子注入層及び陰極を、この順に成膜
し、有機ＥＬ積層体を形成した後、透明基板の周縁に封
止部材を封止樹脂により接合し、有機ＥＬ積層体を封止
し、有機ＥＬ素子を製造した。この製造工程における電
子注入層の成膜において、発光層の略全面の開口形状を
有するマスクを使用し、厚さ５Åの膜を形成した後、乗
用車の側面を表す開口部形状を有するマスクを用いて、
更に厚さ２５Åの膜を堆積した。

【００１８】（２）有機ＥＬ素子の構成上記のようにして製造した有機ＥＬ素子の断面を図１に
模式的に示す。この有機ＥＬ素子１は、透明基板２、陽
極３、有機ＥＬ薄膜４、陰極５、及び透明基板２の周縁
に接合され、有機ＥＬ薄膜４を封止する封止部材６によ
り構成される。また、有機ＥＬ薄膜４は、発光層４１、
電子注入層４２に形成された乗用車の側面形状を表す厚
さ３０Åの表示パターン部４２１及び電子注入層の厚さ
５Åのその他の部分４２２からなる。この有機ＥＬ素子
の陽極３と陰極４との間に電圧を印加したところ、素子
の全面が緑色に発光し、表示パターン部４２１は他の部
分４２２に比べて暗く、この輝度の差により、図２のよ
うに、自動車の側面形状を表すパターンを明瞭に視認す
ることができた。

【００１９】尚、同様にして表示パターン部４２１の厚
さを３０〜５０Å、その他の部分４２２の厚さを２〜１
０Åの範囲において変化させて有機ＥＬ素子を製造し、
同様にして発光させたところ、輝度の差は変化するもの
の、いずれの場合も明瞭にパターンを視認することがで
きた。

【００２０】実施例２（第２発明に対応する実施例）（１）有機ＥＬ素子の製造真空蒸着法により、透明基板の表面に、陽極、発光層及
び陰極を、この順に成膜し、有機ＥＬ積層体を形成した
後、透明基板の端縁に封止部材を封止樹脂により接合
し、有機ＥＬ積層体を封止し、有機ＥＬ素子を製造し
た。この製造工程において、乗用車の側面形状を表す開
口部形状を有するマスクを使用し、陽極の表面に、アル
ミキノリウム錯体に１重量％のＤＣＭ誘導体を配合した
発光材料からなる厚さ２００Åの膜を形成した後、陽極
の略全面の開口部形状を有するマスクを用いて、アルミ
キノリウム錯体のみからなる膜を更に堆積し、厚さ２０
０Å（表示パターン部では全厚さが４００Åとなる。）
の電子輸送性発光層を成膜した。

【００２１】（２）有機ＥＬ素子の構成上記のようにして製造した有機ＥＬ素子の断面を図３に
模式的に示す。この有機ＥＬ素子１は、透明基板２、陽
極３、電子輸送性発光層４３、陰極５、及び透明基板２
の周縁に接合され、電子輸送性発光層４３を封止する封
止部材６により構成される。また、電子輸送性発光層４
３は、ドーピング剤を含む発光材料からなる表示パター
ン部４３１及び電子輸送性発光層４３のその他の部分４
３２からなる。この有機ＥＬ素子の陽極３と陰極５との
間に電圧を印加したところ、表示パターン部４３１は赤
色に発光し、その他の部分４３２は緑色に発光し、この
色調の差により自動車の側面形状を表すパターンを明瞭
に視認することができた。

【００２２】尚、本発明においては、上記の実施例に限
られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更
した実施例とすることができる。例えば、実施例１及び
実施例２の有機ＥＬ素子では、必要に応じて、銅フタロ
シアニン錯体等からなる正孔注入層など、他の層を更に
設けることもできる。

【００２３】

【発明の効果】第１発明によれば、特に、電子注入層の
厚さの違いによる輝度の差によって、所定の表示パター
ンを明瞭に視認することができる。また、第２明によれ
ば、発光層の一部を異なる発光材料により形成すること
による色調の差によって、所定の表示パターンを明瞭に
視認することができる。更に、第１乃至第２発明によれ
ば、電圧を印加していない場合、即ち、発光していない
ときにはパターンが視認されず、表示品位の高い有機Ｅ
Ｌ素子とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１における有機ＥＬ素子の縦断面を示す
模式図である。

【図２】実施例１における有機ＥＬ素子の乗用車の側面
形状を表す表示パターン部を示す平面図である。

【図３】実施例２における有機ＥＬ素子の縦断面を示す
模式図である。

【符号の説明】

１；有機ＥＬ素子、２；透明基板、３；陽極、４；有機
ＥＬ薄膜、４１；発光層、４２；電子注入層、４２１；
電子注入層に形成された表示パターン部、４２２；電子
注入層のその他の部分、４３；電子輸送性発光層、４３
１；ドーピング剤を含む発光材料からなる表示パターン
部、４３２；電子輸送性発光層のその他の部分、５；陰
極、６；封止部材、６１；接合部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、該基板の表面に、陽極、有機Ｅ
Ｌ薄膜及び陰極が、この順に積層され形成される有機Ｅ
Ｌ積層体とを備え、上記有機ＥＬ薄膜は、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも
該発光層及び該電子注入層を有し、該正孔輸送層、該電
子輸送層及び該電子注入層のうちの少なくとも１層の膜
厚を、表示パターンに合わせて変化させることを特徴と
する有機ＥＬ素子。
【請求項２】基板と、該基板の表面に、陽極、有機Ｅ
Ｌ薄膜及び陰極が、この順に積層され形成される有機Ｅ
Ｌ積層体とを備え、上記有機ＥＬ薄膜は少なくとも発光
層を有し、該発光層は、表示パターンに合わせて異なる
発光材料により形成されていることを特徴とする有機Ｅ
Ｌ素子。