JP2002093585A - 有機el素子 - Google Patents

有機el素子

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JP2002093585A JP2000285215A JP2000285215A JP2002093585A JP 2002093585 A JP2002093585 A JP 2002093585A JP 2000285215 A JP2000285215 A JP 2000285215A JP 2000285215 A JP2000285215 A JP 2000285215A JP 2002093585 A JP2002093585 A JP 2002093585A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発光立上時間の差による複数の発光部におけ
る発光輝度の差を改善することを可能とする有機EL素
子の提供を目的とする。 【解決手段】 発光形状を定めるセグメント部Sとこの
セグメント部Sへ個別に電流を供給する配線部Lとを形
成する。セグメント部Sでの発光輝度が最小輝度に対し
て30%大きい範囲に収まるようにセグメント部Sの配
線部Lの面積を大きくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機EL(エレク
トロルミネセンス)素子に関し、特に、発光立上時間の
差による複数の発光部における発光輝度の差を改善する
ことを可能とする有機EL素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図3で示すように、特開平5−2346
81号公報等には、透光性絶縁基板1上に、透明電極
2、有機層3、背面電極4を順次形成した有機EL素子
が開示されており、有機層3は、例えば正孔注入層、正
孔輸送層、発光層、電子輸送層から構成されている。
【0003】斯かる有機EL素子は、透明電極2と背面
電極4との間に、数十ボルトの直流電源を接続して両電
極間2,4に電流を供給することにより、有機層3が発
光して、その発光を基板1を通して外部へ照射するもの
であり、その発光部は、ドット・マトリクス・タイプを
除いては透明電極2のパターンにより定めるのが一般的
である。
【0004】すなわち、図4で示すように、ガラス板等
の基板1の上に、ITO等の透光性導電材料を用いて表示
部Dとこれに電流を供給するための配線部Lとをパター
ン化して蒸着等の手段により形成する。表示部Dは、発
光形状に相当するセグメント部(図4の点線で指示して
いる範囲)Sよりも一回り大きめに形成してあり、図3
で示すように、この透明電極2と有機層3との間には、
ポリイミド系、アクリル系、フェノール系等の絶縁材料
をスピンコートやロールコート等の適宜手段により成膜
形成した絶縁層5が位置しており、表示部Dのセグメン
ト部S以外の部分(絶縁層5がカバーしている部分)
は、配線部Lの一部となっており、前記発光形状を除い
て絶縁層5を形成する、すなわち、セグメント部S上の
絶縁層5を除去することにより、セグメント部Sの形状
を所望する前記発光形状としていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】斯かる有機EL素子に
おいて、例えば図4で示すように、7個のセグメント部
S1〜S7を日の字形状に配置して、数字の0〜9を表
示する場合、セグメント部S1〜S7を含む表示部D1
〜D7とこれらの夫々に繋がる配線部L1〜L7とが形
成され、配線部L1〜L7には個別に電流供給源(図示
しない)が接続される。
【0006】ところで、セグメント部S1〜S6を時計
回りに配置すると共に中央にセグメント部S7を配置
し、これらに繋がる配線部L1〜L7を全て下方へ引き
出すパターンとした場合、上方に位置するセグメント部
S1,S2,S6の配線部L1,L2,L6(前者)
は、下方に位置するセグメント部S3〜S5,S7の配
線部L3〜L5,L7(後者)に比べて、引き回し距離
が長くなり、静電容量は大きくなる。
【0007】これにより、セグメント部S1〜S7の静
電容量と配線部L1〜L7の静電容量の比が、前記前者
と前記後者とでは大きく異なる場合があり、発光立上時
間はこれら静電容量に大きく依存することが知られてい
ることから(例えば、特開平5−29080号公報の段
落番号0026を参照)、セグメント部S1〜S7にお
いて発光立上時間に差が生じることがある。
【0008】この発光立上時間の差は、セグメント部S
1〜S7における発光輝度の差となり、表示品位の低下
を招く。特に、パルス駆動にて電流が供給されてセグメ
ント部S1〜S7における発光/非発光が制御される構
成の場合、パルスの周波数やデューティー比を変化させ
て発光輝度を所望の値に調整する際、周波数が高かった
りパルス幅が短かい場合においては、発光立上時間が長
い前記前者に繋がるセグメント部S1,S2,S6が発
光しなくなることがある。
【0009】本発明は、このような問題に着目して、発
光立上時間の差による複数の発光部における発光輝度の
差を改善することを可能とする有機EL素子の提供を目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の有機EL素子は、請求項1に記載のよう
に、透光性の基板の非発光面上に位置する透明電極と、
この透明電極の上に位置して発光を呈する有機層と、こ
の有機層の上に位置して前記透明電極と対向する背面電
極とを設け、前記透明電極で発光形状を定める複数個の
セグメント部とこの各セグメント部へ個別に電流を供給
する複数個の配線部とを形成する有機EL素子であっ
て、前記セグメント部での発光輝度が前記セグメント部
の中の最小輝度に対して30%大きい範囲に収まるよう
に発光輝度が高い前記セグメント部の前記配線部の面積
を大きくすることを特徴とする。
【0011】また、請求項2に記載のように、透光性の
基板の非発光面上に位置する透明電極と、この透明電極
の上に位置して発光を呈する有機層と、この有機層の上
に位置して前記透明電極と対向する背面電極とを設け、
前記透明電極で発光形状を定める複数個のセグメント部
とこの各セグメント部へ個別に電流を供給する複数個の
配線部とを形成する有機EL素子であって、前記セグメ
ントを日の字形状に配置し、前記セグメント部での発光
輝度が前記セグメント部の中の最小輝度に対して30%
大きい範囲に収まるように発光輝度が高い前記セグメン
ト部の前記配線部を前記セグメント部の前記日の字の表
示内側へ延在してこの配線部の面積を大きくすることを
特徴とする。
【0012】特に、請求項1又は請求項2において請求
項3に記載のように、前記透明電極の前記配線部と前記
有機層との間には、絶縁層が位置することを特徴とす
る。
【0013】また、請求項4に記載のように、透光性の
基板の非発光面上に位置する透明電極と、この透明電極
の上に位置して発光を呈する有機層と、この有機層の上
に位置して前記透明電極と対向する背面電極とを設け、
前記透明電極で発光形状を定める複数個のセグメント部
とこの各セグメント部へ個別に電流を供給する定電流源
と繋がる複数個の配線部とを形成し、前記配線部と前記
有機層との間に前記発光形状を除いて絶縁層を形成する
有機EL素子であって、前記セグメントを日の字形状に
配置し、前記セグメント部での発光輝度が前記セグメン
ト部の中の最小輝度に対して30%大きい範囲に収まる
ように発光輝度が高い前記セグメント部の前記配線部を
前記セグメント部の前記日の字の表示内側であって前記
絶縁層がカバーする個所へ延在してこの配線部の面積を
大きくすることを特徴とする。
【0014】また、請求項5に記載のように、透光性の
基板の非発光面上に位置する透明電極と、この透明電極
の上に位置して発光を呈する有機層と、この有機層の上
に位置して前記透明電極と対向する背面電極とを設け、
前記透明電極で発光形状を定める複数個のセグメント部
とこの各セグメント部へ個別に電流を供給する複数個の
配線部とを形成する有機EL素子であって、前記セグメ
ント部での発光輝度が前記セグメント部の中の最小輝度
に対して30%大きい範囲に収まるように発光輝度が高
い前記セグメント部の前記配線部の静電容量を大きくす
ることを特徴とする。
【0015】また、請求項6に記載のように、透光性の
基板の非発光面上に位置する透明電極と、この透明電極
の上に位置して発光を呈する有機層と、この有機層の上
に位置して前記透明電極と対向する背面電極とを設け、
前記透明電極で発光形状を定める複数個のセグメント部
とこの各セグメント部へ個別に電流を供給する複数個の
配線部とを形成する有機EL素子であって、前記セグメ
ント部での発光輝度が前記セグメント部の中の最大輝度
に対して30%小さい範囲に収まるように発光輝度が低
い前記セグメント部の前記配線部の面積を小さくするこ
とを特徴とする。
【0016】特に、請求項6において請求項7に記載の
ように、前記透明電極の前記配線部と前記有機層との間
には、絶縁層が位置することを特徴とする。
【0017】また、請求項8に記載のように、透光性の
基板の非発光面上に位置する透明電極と、この透明電極
の上に位置して発光を呈する有機層と、この有機層の上
に位置して前記透明電極と対向する背面電極とを設け、
前記透明電極で発光形状を定める複数個のセグメント部
とこの各セグメント部へ個別に電流を供給する複数個の
配線部とを形成する有機EL素子であって、前記セグメ
ント部での発光輝度が前記セグメント部の中の最大輝度
に対して30%小さい範囲に収まるように発光輝度が低
い前記セグメント部の静電容量を小さくすることを特徴
とする。
【0018】
【発明の実施の形態】本発明を、添付図面に示した実施
形態に基づき説明するが、前記従来技術と同一若しくは
相当個所には、同一の符号を付してその詳細な説明を省
く。
【0019】図1は、図2で示すセグメント部S1〜S
7の一つであるセグメント部Sn(n=1〜7、以下同
じ)の等価回路を示しており、Csnは任意のセグメン
ト部Snの静電容量、Clnは任意の配線部Ln(表示
部Dnのセグメント部Sn以外の絶縁層5がカバーして
いる部分を含む、以下同じ)の静電容量、Inは配線部
Lnに接続される定電流源より供給される電流値であ
り、Jは電流値Inをセグメント部Snの面積Ssnで
除して求まる電流密度であって、この電流密度Jは、各
セグメント部Snにおいて一定値となるように電流値I
nが定められている。なお、配線部Lnの面積をSln
とする。
【0020】そして、セグメント部Snの電極2,4間
距離ds、配線部Lnの電極2,4間距離dl、セグメ
ント部Snの比誘電率ers、配線部Lnの比誘電率e
rl、セグメント部Snの単位面積当たりの静電容量C
s(=Csn/Ssn)、配線部Lnの単位面積当たり
の静電容量Cl(=Cln/Sln)、セグメント部S
nの発光電圧Vem、真空誘電率e0、セグメント部S
n全体の静電容量Ctn(=Csn+Cln)によれ
ば、発光立上時間t=Ctn・Vem/In=(Csn
+Cln)・Vem/J・Ssn=(1+(Cln/C
sn))・Vem/(J・Ss/Cdn)=(1+(C
ln/Csn))・Vem/(J・Ss/(Ssn・C
s))=(1+(Cln/Csn))・Vem/(J/
Cs)となる。
【0021】発光電圧Vemと電流密度Jは、発光輝度
が決まればセグメント部Snの面積Ssnに関係なく一
定であり、静電容量Csnは有機EL素子の構造が決ま
ればその素子内では一定となることから、Vem/(J
/Cs)を定数αとする。
【0022】以上より、発光立上時間tは、セグメント
部Snの静電容量Csn、配線部Lnの静電容量Cln
との比であるCln/Csn=(erl・e0・(Sl
n/dl))/(erd・e0・(Sdn/ds))=
erl・ds・Sln/ers・dl・Ssnによって
変化することが分かる。すなわち、Cln/Csnの値
が大きい程発光立上時間tは長くなり、Cln/Csn
の値が小さい程発光立上時間tは短くなる。
【0023】ここで、比誘電率ers,erlや距離d
s,dlは、有機EL素子で一定であるから、erl・
ds/ers・dlを定数βとすれば、Cln/Cdn
=β・(Sln/Ssn)となり、発光立上時間tは、
α・(1+β・(Sln/Ssn))となる。
【0024】上記関係式において、後半部分であるβ・
(Sln/Ssn)が1より充分小さな値であるなら
ば、発光立上時間tの差は殆ど生じないことになるが、
実際には上記のような関係を生じにくく、よって発光立
上時間tに差を生じてしまい、前記従来技術で述べたよ
うな問題を生じることとなる。
【0025】斯かる問題を解決するには、セグメント部
Snの面積Ssnと配線部Lnの面積Slnとの比を一
定にすることで、理論的にはセグメント部Snにおける
発光立上時間tを一定にすることができる。
【0026】ところで、発光立上時間tの差が発光輝度
に差を生じることは前述した通りであるが、人間光学的
には、発光輝度が最小輝度(最大輝度)に対して20〜
30%程度大きい(小さい)範囲内では、視覚的に認識
されにくい。従って、本実施形態のように、セグメント
部S1〜S7の面積Ss1〜Ss7に大きな差がない場
合には、発光時立上時間tの差による発光輝度の差の問
題は、配線部Lnに大きな差を有することが大きく影響
することとなり、上方に位置するセグメント部S1,S
2,S6(前者)と、下方に位置するセグメント部S3
〜S5,S7(後者)との間での問題となる。
【0027】前述の通り、Cln/Csnの値が大きい
程発光立上時間tは長くなり、Cln/Csnの値が小
さい程発光立上時間tは短くなり、この実施形態では、
セグメント部Snの面積Ssnが略同じであるとすると
その静電容量Csnは略同じになり、前記前者の静電容
量Cl1,Cl2,Cl6は、前記後者の静電容量Cl
3〜Cl5,Cl7に比べて大きくなり、これに伴い前
記前者の発光立上時間t1は、前記後者の発光立上時間
t2よりも遅くなる。
【0028】従って、セグメント部Snにおける発光立
上時間tnを揃えるため、発光立上時間t1へ発光立上
時間t2を近づける、あるいは反対に、発光立上時間t
2へ発光立上時間t1を近づけることが考えられるが、
発光立上時間t2へ発光立上時間t1を近づけること
は、発光立上時間t1を短くすることであり、これを実
現するには、Cln(Sln)を小さくする、及び/又
は、Csn(Ssn)を大きくすることであるが、面積
Slnを小さくすることは、配線部Lnを短くすること
であるが、これはセグメント部Snの配置で制約を受け
容易ではなく、また、面積Ssnを大きくすることは、
デザインでセグメント部Snの形状が決まることから自
由には行えない。
【0029】従って、発光立上時間tを揃えるには、発
光立上時間t1へ発光立上時間t2を近づける、すなわ
ち発光立上時間t2を長くすることが必要となり、これ
を実現するには、Cln(Sln)を大きくする、及び
/又は、Csn(Ssn)を小さくすることであるが、
前述の通り面積Ssnを大きくすることは、デザインで
セグメント部Snの形状が決まることから自由には行え
ない。
【0030】そこで、面積Slnを大きくすることが唯
一残された途であって、本実施形態では、前記後者の配
線部L3〜L5,L7の面積Sl3〜Sl5,Sl7を
大きくしている。
【0031】面積Sl3〜Sl5,Sl7を大きくする
には、それらの長さを延ばしたり、幅を広くするなど、
適宜方策が可能である。
【0032】図2は、一例として、表示部D3〜D5,
D7の形状を、セグメント部S1〜S7の表示内側であ
って前記絶縁層がカバーする個所へ延在して、すなわ
ち、セグメント部S1〜S7や配線部L1〜L7を設け
ない領域であるセグメント部S3〜S5,S7で囲まれ
た内側領域へ拡張して、表示部D3〜D5,D7の面積
を増やすことにより、面積Sl3〜Sl5,Sl7を大
きくしている。つまり、表示部D3〜D5,D7は、セ
グメント部S3〜S5,S7を含むものであるが、セグ
メント部S3〜S5,S7の形状を変えずに表示部D3
〜D5,D7の面積を増やすことは、この部分が配線部
L3〜L5,L7の一部として機能していることから、
実質的には配線部L3〜L5,L7の面積Sl3〜Sl
5,Sl7を増やすことになっている。
【0033】このように、発光立上時間tが小さい(発
光輝度が高い)セグメント部Snの配線部Lnの面積S
lnを、発光輝度が最小輝度に対して30%(望ましく
は20%)大きい範囲内に収まるように、大きくするこ
とにより、有機EL素子の全体における発光輝度の差を
視覚的に認識できない程度の範囲に収めることができ、
表示品位を向上させることが可能となる。
【0034】
【発明の効果】この発明によれば、発光立上時間の差に
よる複数の発光部における発光輝度の差を改善する有機
EL素子を提供することが可能となり、有機EL素子の
表示品位を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態における有機EL素子の等
価回路を説明する回路図。
【図2】 同上の透明電極を説明する平面図。
【図3】 有機EL素子の構造を説明する要部断面図。
【図4】 同上の透明電極を説明する平面図。
【符号の説明】
1 基板 2 透明電極 3 有機層 4 背面電極 5 絶縁層 D 表示部 S セグメント部(発光個所) L 配線部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性の基板の非発光面上に位置する透
    明電極と、この透明電極の上に位置して発光を呈する有
    機層と、この有機層の上に位置して前記透明電極と対向
    する背面電極とを設け、前記透明電極で発光形状を定め
    る複数個のセグメント部とこの各セグメント部へ個別に
    電流を供給する複数個の配線部とを形成する有機EL素
    子であって、前記セグメント部での発光輝度が前記セグ
    メント部の中の最小輝度に対して30%大きい範囲に収
    まるように発光輝度が高い前記セグメント部の前記配線
    部の面積を大きくすることを特徴とする有機EL素子。
  2. 【請求項2】 透光性の基板の非発光面上に位置する透
    明電極と、この透明電極の上に位置して発光を呈する有
    機層と、この有機層の上に位置して前記透明電極と対向
    する背面電極とを設け、前記透明電極で発光形状を定め
    る複数個のセグメント部とこの各セグメント部へ個別に
    電流を供給する複数個の配線部とを形成する有機EL素
    子であって、前記セグメントを日の字形状に配置し、前
    記セグメント部での発光輝度が前記セグメント部の中の
    最小輝度に対して30%大きい範囲に収まるように発光
    輝度が高い前記セグメント部の前記配線部を前記セグメ
    ント部の前記日の字の表示内側へ延在してこの配線部の
    面積を大きくすることを特徴とする有機EL素子。
  3. 【請求項3】 前記透明電極の前記配線部と前記有機層
    との間には、絶縁層が位置することを特徴とする請求項
    1又は請求項2に記載した有機EL素子。
  4. 【請求項4】 透光性の基板の非発光面上に位置する透
    明電極と、この透明電極の上に位置して発光を呈する有
    機層と、この有機層の上に位置して前記透明電極と対向
    する背面電極とを設け、前記透明電極で発光形状を定め
    る複数個のセグメント部とこの各セグメント部へ個別に
    電流を供給する定電流源と繋がる複数個の配線部とを形
    成し、前記配線部と前記有機層との間に前記発光形状を
    除いて絶縁層を形成する有機EL素子であって、前記セ
    グメントを日の字形状に配置し、前記セグメント部での
    発光輝度が前記セグメント部の中の最小輝度に対して3
    0%大きい範囲に収まるように発光輝度が高い前記セグ
    メント部の前記配線部を前記セグメント部の前記日の字
    の表示内側であって前記絶縁層がカバーする個所へ延在
    してこの配線部の面積を大きくすることを特徴とする有
    機EL素子。
  5. 【請求項5】 透光性の基板の非発光面上に位置する透
    明電極と、この透明電極の上に位置して発光を呈する有
    機層と、この有機層の上に位置して前記透明電極と対向
    する背面電極とを設け、前記透明電極で発光形状を定め
    る複数個のセグメント部とこの各セグメント部へ個別に
    電流を供給する複数個の配線部とを形成する有機EL素
    子であって、前記セグメント部での発光輝度が前記セグ
    メント部の中の最小輝度に対して30%大きい範囲に収
    まるように発光輝度が高い前記セグメント部の前記配線
    部の静電容量を大きくすることを特徴とする有機EL素
    子。
  6. 【請求項6】 透光性の基板の非発光面上に位置する透
    明電極と、この透明電極の上に位置して発光を呈する有
    機層と、この有機層の上に位置して前記透明電極と対向
    する背面電極とを設け、前記透明電極で発光形状を定め
    る複数個のセグメント部とこの各セグメント部へ個別に
    電流を供給する複数個の配線部とを形成する有機EL素
    子であって、前記セグメント部での発光輝度が前記セグ
    メント部の中の最大輝度に対して30%小さい範囲に収
    まるように発光輝度が低い前記セグメント部の前記配線
    部の面積を小さくすることを特徴とする有機EL素子。
  7. 【請求項7】 前記透明電極の前記配線部と前記有機層
    との間には、絶縁層が位置することを特徴とする請求項
    6に記載した有機EL素子。
  8. 【請求項8】 透光性の基板の非発光面上に位置する透
    明電極と、この透明電極の上に位置して発光を呈する有
    機層と、この有機層の上に位置して前記透明電極と対向
    する背面電極とを設け、前記透明電極で発光形状を定め
    る複数個のセグメント部とこの各セグメント部へ個別に
    電流を供給する複数個の配線部とを形成する有機EL素
    子であって、前記セグメント部での発光輝度が前記セグ
    メント部の中の最大輝度に対して30%小さい範囲に収
    まるように発光輝度が低い前記セグメント部の静電容量
    を小さくすることを特徴とする有機EL素子。
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