JP2004179088A - 放熱効果が高められた有機電界発光素子及びその製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた放熱効果を提供するべく、放熱効果が高められた勇気電界発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】主に基板２１と、該基板２１上に一つ以上形成された第一電極２２、及び該第一電極２２上にトランスコンダクタンス方式により形成された一つ以上の有機層２３及び第二電極２４から構成し、該第一電極２２内には複数の凹型溝２２５を設け、該凹型溝２２５内にはまた優れた放熱及び導電性を具有する導電放熱層を設け、該導電放熱層２５は両側に設けられている該第一電極２２と確実に接触させ、該有機層が発光する際の熱源を該導電放熱層２５より伝導させて外へ放出し、該第一電極２２と該第二電極２４で発生する熱を下げる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放熱効果が高められた有機電界発光素子及びその製造法に係り、特に装置の寿命を極力引き伸ばすべく、放熱ルートを増加した有機電界発光素子及びその製造法に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
公知における有機電界発光素子（ＥＬ素子）は、視野の角度が広く耐衝撃力も強いだけでなく、薄くて消耗する電力も小さい、また製造行程が容易である、フルカラーの光源を発射することができる等の要因から、非常に注目を浴びている製品となっている。
図１に示すのは公知における有機電界発光素子であり、主に基板１１上に少なくとも一つ以上の電極１２が形成され、該第一電極１１の適当な位置にトランスコンダクタンス方式により、順にエバポレーションで少なくとも有機エミッティング層を具有する有機層１３，第二電極１４を形成した後、更に樹脂によって外界の酸素や湿気などと隔離する密封層（或いは密封蓋）１５を設けて各パーツを覆う。該有機電界発光素子は二つの該電極１１，１４と個別に電子或いはホールと結合して、該有機層１３内で有機エミッティング層を励起し、光源を発するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のような公知における有機電界発光素子において、有機エミッティング層が励起され、光源を発する際に、熱が発生するのは避けられないが、優れた放熱法が編み出されていないことが言える。またＩＣが高性能化している現在、高熱が原因となってパーツの崩壊が起こりやすく、例えば上述の密封層内の湿気或いは酸素により、有機層表面が酸化を起し、ダークスポットと呼ばれる黒点が形成されてしまうこともある。このダークスポットはもちろん、有機電界発光素子の発光強度と発光均等性などの発光の品質に影響を与えてしまうため、業界では一般に「１０℃の法則」が唱えられており、これは「温度が１０℃上がれば、ＩＣの寿命は半減する」ことを意味しているのであり、放熱がこれらのパーツにとって非常に重要なキーポイントであることが言える。現在では、これら放熱に関する問題を解決する手段として、その使用材質の添加物に着目したものがあるが、構造自体を改善したものではなく、これにも限度がある。
そこで優れた放熱効果を提供するべく、本発明の放熱効果が高められた勇気電界発光素子及びその製造方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
主に基板と、該基板上に一つ以上形成された第一電極、及び該第一電極上にトランスコンダクタンス方式により形成された一つ以上の有機層及び第二電極から構成し、該第一電極内には複数の凹型溝を設け、該凹型溝内にはまた優れた放熱及び導電性を具す導電放熱層を設け、該導電放熱層は両側に設けられている該第一電極と確実に接触させ、こうすることで該有機層が、発光する際の熱源を該導電放熱層より伝導させて外へ放出し、該第一電極と該第二電極間で発生する熱を下げる。
すなわち、本発明の放熱効果が高められた有機電界発光素子及びその製造法は、以下に述べる特徴を有する。
１．主に基板，第一電極，第二電極，有機層より構成され、
該基板上には第一電極が形成され、且つ該第一電極内には少なくとも一つ以上の凹型溝が設けられており、該凹型溝内の導電放熱層は両側の第一電極周辺と確実に接触しており、また少なくとも一つ以上の有機電子励起エミッティング層を具有する有機層が該第一電極の部分表面に形成されており、更に、少なくとも一つ以上の第二電極がトランスコンダクタンス方式により該有機層の表面に設けられていることを特徴とする。
２．該導電放熱層は両側に位置する第一電極の部分周辺表面を被覆することを特徴とする。
３．該有機層は両側に位置する導電放熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする。
４．該導電放熱層は導電及び放熱に優れた材質によるものであることを特徴とする。
５．該導電放熱層の表面には誘電絶縁層が設けられていることを特徴とする。
６．該有機電界発光素子の製造法には以下の五つの行程を含み、
第一の行程では、少なくとも一つ以上の第一電極を該基板上に形成し、
第二の行程では、該第一電極内にエッチングにより少なくとも一つ以上の凹型溝を形成し、
第三の行程では、該凹型溝内に放熱及び導電特性を具有する導電放熱層を形成し、且つ該導電放熱層を両側に位置する該第一電極と接触させ、
第四の行程では、該導電放熱層によって被覆されていない部分の該第一電極表面に有機層を形成し、
第五の行程では、第二電極を該有機層の表面にトランスコンダクタ方式により設けることを特徴とする。
７．該第三の行程で形成される該導電放熱層は、その両側に位置する該導電放熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする。
８．該第四の行程で形成される有機層は、その両側に位置する導電卯熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする。
９．該第三の行程の後には、該導電捕運熱層及び該第一電極の表面に誘電絶縁層を形成し、エッチングによって該第一電極部分表面に位置する該誘電絶縁層を除去し、該導電放熱層表面上のみに該誘電絶縁層を残す行程を含むことを特徴とする。
１０．該有機電界発光素子の製造行程には以下の五つの行程を含み、
第一の行程では少なくとも一つ以上の第一電極を形成し、
第二の行程では有機層を第一電極の部分表面上に形成し、
第三の行程では第二電極を該有機層の表面上に形成し、
第四の行程ではエッチングにより、該有機層によって被覆されていない該第一電極表面に、少なくとも一つ以上の凹型溝を形成し、
第五の行程では該凹型溝内にエバポレーションにより、放熱及び導電の特性を具有する放熱導電層を形成し、該導電放熱層を確実に両側の第一電極と接触させることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図２から図６に示すように、本発明における製造法において、以下にその行程毎に分けて説明図する。
始めに図２に示すように、公知の技術により、基板２１上表面上に第一電極２２を設ける。このとき該基板２１はガラスの基板とし、第一電極２２はＩＴＯなどの透明の材質とする。更に該第一電極２２内の適当な位置にエッチングにより間隔を開けるべく凹型溝２２５を設ける。
第二の行程として図３に示すように、該凹型溝２２５内に導電放熱層２５を形成するが、その際、該導電放熱層２５は必ず両側の該第一電極２２の周辺と接触させ、こうすることで該第一電極２２内への電源伝導を確保する。よって本実施例中では、該導電放熱層２５は、両側に位置する該第一電極２２の部分の周囲表面を被覆している。該導電放熱層２５は放熱機能に優れた材質を採用し、例えば銅や金，銀，タングステン，モリブデンなどの金属を含んだ化合物、若しくはカーボランダムなどの非金属導電放熱化合物などとする。
第三行程は図４に示すように、有機層２３においては、有機ホール伝送層（ｏｒｇａｎｉｃ ｈｏｌｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ），有機エミッティング層（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｙｅｒ），有機電子伝送層（ｏｒｇａｎｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｌａｙｅｒ）の内の一つ或いはその組合せによるものであり、該有機層２３は該第一電極２２と交叉した状態を呈している。
第四行程は図５に示すように、該有機層２３の表面に第二電極２４を形成し、該第二電極２４は該有機層２３によって該第一電極２２との良好な導電ルートを形成している。
第五の行程は、図６に示すように、公知と同様に樹脂により絶縁密封層２６を各パーツに被覆し、該有機層２３が外界の酸素や湿気の影響を受けて破壊されないように保護する。
【０００６】
本発明における該第一電極２５は直接該第一電極２２と接触しており、よって該第一電極２２と該第二電極２４の間は導電され、該有機層２３が発光するとき、それによって発生する熱源は、該導電放熱層２５によって容易に区外に放出される。こうして放熱の問題を解決することができ、また該有機層２３は青い光を投射する有機層Ｂ、或いは緑の光を投射する有機層Ｇ、赤の光を投射するＲのうちの一つ、或いはそれらの組合せによるものとする。
また、本発明で使用する導電放熱層２５は金属材質を含み、該第一電極２２のＩＴＯ材質と比較すると、伝導性が更に優れたものであり、こうすることで電源を伝導する圧力降下の問題を改善することができ、有機電界発光素子の性能をアップさせることができる。
更に図７に示すように、本発明の第一電極２２（図中の斜線で示した部分）と有機層２３（或いは第二電極，破線で直列している部分）は公知構造同様に、交叉した状態を呈しているが、該第一電極２２の中の一部が複数の導電放熱層２５（＋の集合体で示した部分）に変えられており、こうすることで該導電放熱層２５が両側の該第一電極２２との接触を確実なものとし、該導電放熱層２５の一部は該第一電極２２の周辺表面（斜線と＋の集合体が重なり合う部分）を被覆することから、該第一電極２２の導電を妨害しない条件下で、該導電放熱層２５が熱源を容易に導出する作用が発揮される。
【０００７】
また図８に示すように本発明の第二実施例では、該第二電極２４が該第一電極２２と接触することで漏電やクロストークを起さないよう、該導電放熱層２５を更に大きな面積の該第一電極２２を被覆したものとしたり、或いは該有機層２３を更に大きな区域に渡って設け、該有機層２３は二つの該導電放熱層２５の周辺表面を跨ぐようにし、こうすることで発光区域面積の確保と各パーツを装置する際の安全性を確保する。
また図２から図６に示す各行程を変化させたものとしては、先ず公知構造同様に該第一電極２２，有機層２３，第二電極２４の形成を済ませ、更にエッチングによって該有機層２３によって覆われていない該第一電極２２表面を少なくとも一つ以上の凹型溝２２５を設け、該凹型溝２２５内はエバポレーションによって放熱及び導電の特性を具有する導電放熱層２５を形成し、該導電放熱層２５と両側の該第一電極２２との接触を確実なものとし、こうすることでも上述同様の効果が得られる。
【０００８】
最後に図９に示すように、本発明における第三実施例では、上述の製造法における第二行程を終えた後の該第一電極２２及び導電放熱層２５の表面に誘電絶縁層２７を形成し、該第一電極２２の位置する個所の一部の誘電絶縁層２７を除去し、該導電放熱層２５表面を被覆する誘電絶縁層２７のみを残す。後の行程は上述同様に行って行く。このようにして該誘電絶縁層２７を設けることにより、該第一電極２２と該第二電極２４間にはショートやクロストークの問題が解消され、電流の流動するルートを制限し、発光が均等になるという優れた効果を提供する。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によると、放熱のルートを増加させたことによりより優れた放熱効果が提供され、使用寿命が極力延長された。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知における有機電界発光素子の断面図である。
【図２】本発明における第一実施例であり、製造時の各行程における断面図である。
【図３】本発明における第一実施例であり、製造時の各行程における断面図である。
【図４】本発明における第一実施例であり、製造時の各行程における断面図である。
【図５】本発明における第一実施例であり、製造時の各行程における断面図である。
【図６】本発明における第一実施例であり、製造時の各行程における断面図である。
【図７】本発明における有機電界発光素子の部分構造平面図である。
【図８】本発明における第二実施例の構造断面図である。
【図９】本発明における第三実施例の構造断面図である。
【符号の説明】
１１ 基板
１２ 第一電極
１３ 有機層
１４ 第二電極
１５ 絶縁密封層
２１ 基板
２２ 第一電極
２２５ 凹型溝
２３ 有機層
２４ 第二電極
２５ 導電放熱層
２６ 絶縁密封層
２７ 誘電絶縁層

Claims (20)

1. 主に基板，第一電極，第二電極，有機層より構成され、
   該基板上には第一電極が形成され、且つ該第一電極内には少なくとも一つ以上の凹型溝が設けられており、該凹型溝内の導電放熱層は両側の第一電極周辺と確実に接触しており、また少なくとも一つ以上の有機電子励起エミッティング層を具有する有機層が該第一電極の部分表面に形成されており、更に、少なくとも一つ以上の第二電極がトランスコンダクタンス方式により該有機層の表面に設けられていることを特徴とする放熱効果が高められた有機電界発光素子。
2. 該導電放熱層は両側に位置する第一電極の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
3. 該有機層は両側に位置する導電放熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
4. 該導電放熱層は導電及び放熱に優れた材質によるものであることを特徴とする請求項１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
5. 該導電放熱層の表面には誘電絶縁層が設けられていることを特徴とする請求項１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
6. 該有機電界発光素子の製造法には以下の五つの行程を含み、
   第一の行程では、少なくとも一つ以上の第一電極を該基板上に形成し、
   第二の行程では、該第一電極内にエッチングにより少なくとも一つ以上の凹型溝を形成し、
   第三の行程では、該凹型溝内に放熱及び導電特性を具有する導電放熱層を形成し、且つ該導電放熱層を両側に位置する該第一電極と接触させ、
   第四の行程では、該導電放熱層によって被覆されていない部分の該第一電極表面に有機層を形成し、
   第五の行程では、第二電極を該有機層の表面にトランスコンダクタ方式により設けることを特徴とする放熱効果が高められた有機電界発光素子。
7. 該第三の行程で形成される該導電放熱層は、その両側に位置する該導電放熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項６記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
8. 該第四の行程で形成される有機層は、その両側に位置する導電卯熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項６記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
9. 該第三の行程の後には、該導電捕運熱層及び該第一電極の表面に誘電絶縁層を形成し、エッチングによって該第一電極部分表面に位置する該誘電絶縁層を除去し、該導電放熱層表面上のみに該誘電絶縁層を残す行程を含むことを特徴とする請求項６記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子。
10. 該有機電界発光素子の製造行程には以下の五つの行程を含み、
    第一の行程では少なくとも一つ以上の第一電極を形成し、
    第二の行程では有機層を第一電極の部分表面上に形成し、
    第三の行程では第二電極を該有機層の表面上に形成し、
    第四の行程ではエッチングにより、該有機層によって被覆されていない該第一電極表面に、少なくとも一つ以上の凹型溝を形成し、
    第五の行程では該凹型溝内にエバポレーションにより、放熱及び導電の特性を具有する放熱導電層を形成し、該導電放熱層を確実に両側の第一電極と接触させることを特徴とする放熱効果が高められた有機電界発光素子。
11. 主に基板，第一電極，第二電極，有機層より構成し、
    該基板上に第一電極を形成し、且つ該第一電極内に少なくとも一つ以上の凹型溝を設け、該凹型溝内の導電放熱層は両側の第一電極周辺と確実に接触させ、また少なくとも一つ以上の有機電子励起エミッティング層を具有する有機層を該第一電極の部分表面に形成し、更に、少なくとも一つ以上の第二電極をトランスコンダクタンス方式により該有機層の表面に設けることを特徴とする放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
12. 該導電放熱層は両側に位置する第一電極の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項１１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
13. 該有機層は両側に位置する導電放熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項１１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
14. 該導電放熱層は導電及び放熱に優れた材質によるものであることを特徴とする請求項１１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
15. 該導電放熱層の表面に誘電絶縁層を設けることを特徴とする請求項１１記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
16. 第一の行程では、少なくとも一つ以上の第一電極を該基板上に形成し、
    第二の行程では、該第一電極内にエッチングにより少なくとも一つ以上の凹型溝を形成し、
    第三の行程では、該凹型溝内に放熱及び導電特性を具有する導電放熱層を形成し、且つ該導電放熱層を両側に位置する該第一電極と接触させ、
    第四の行程では、該導電放熱層によって被覆されていない部分の該第一電極表面に有機層を形成し、
    第五の行程では、第二電極を該有機層の表面にトランスコンダクタ方式により設ける、少なくとも上記５つの工程を含むことを特徴とする放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
17. 該第三の行程で形成される該導電放熱層は、その両側に位置する該導電放熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項１６記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
18. 該第四の行程で形成される有機層は、その両側に位置する導電卯熱層の部分周辺表面を被覆することを特徴とする請求項１６記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
19. 該第三の行程の後には、該導電捕運熱層及び該第一電極の表面に誘電絶縁層を形成し、エッチングによって該第一電極部分表面に位置する該誘電絶縁層を除去し、該導電放熱層表面上のみに該誘電絶縁層を残す行程を含むことを特徴とする請求項１６記載の放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。
20. 第一の行程では少なくとも一つ以上の第一電極を形成し、
    第二の行程では有機層を第一電極の部分表面上に形成し、
    第三の行程では第二電極を該有機層の表面上に形成し、
    第四の行程ではエッチングにより、該有機層によって被覆されていない該第一電極表面に、少なくとも一つ以上の凹型溝を形成し、
    第五の行程では該凹型溝内にエバポレーションにより、放熱及び導電の特性を具有する放熱導電層を形成し、該導電放熱層を確実に両側の第一電極と接触させる、
    少なくとも上記５つの工程を含むことを特徴とする放熱効果が高められた有機電界発光素子の製造法。

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