JP2007273365A - 発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】発光層上に電極層を形成する際に、発光層に対するダメージを低減した発光素子を提供すること。
【解決手段】第１と第２の電極層と、前記第１と第２の電極層に両面側から挟持された発光層とを備えた発光素子において、前記第２の電極層の前記発光層との境界面側の面積は、前記発光層の前記第２の電極層との境界面側の面積よりも大きい。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一対の電極板に有機ＥＬ素子などの発光層を挟持し、発光層に電場を印加して発光させる発光素子に関する。

有機ＥＬ素子は、軽量且つ機械的耐久性に優れた自己発光型の素子として、液晶表示素子用のバックライト（補助光源）、常夜灯、道路標識、夜間公告等としての用途が拡大しつつある他、各色発光有機材料の開発とも相まって、薄型、高視野角、高速応答性、高精細の（フルカラー）表示素子としての開発も進みつつある。

このような有機ＥＬ素子の有機発光層を挾持する一対の電極板のうち、少なくとも発光（表示）面側を構成する一方の電極板としては、透明基板上に、すずドープ酸化インジウム膜で代表される金属酸化物透明電極層を形成した透明電極板が用いられる。

透明基板には、透明性に加えて、その上に金属酸化物透明電極層を蒸着により形成するための耐熱性、ならびに平坦な透明電極層を形成してリーク電流や、使用下に透明電極層が基板より局所的に剥離すること、または表面の凹凸により局所的な蒸着不良が起ることが主要な原因と解されているダークスポット（非発光部）の発生という有機ＥＬ素子特有の現象による性能低下を防止するため、それ自体で極度の平坦面を有することが必要とされている。そこで、特開２００１−２５０６７８号公報（特許文献１）では、透明基板上に透明電極を形成する場合において、（イ）ＪＩＳ Ｂ０６０１による十点平均粗さＲｚが４ｎｍ以下、且つ最大高低差Ｒｙが２０ｎｍ以下、である表面平坦性、（ロ）ＪＩＳ Ｋ００６８による飽和吸水率が０．０２重量％以下、である低吸水性、および（ハ）基板を構成する熱可塑性樹脂のＪＩＳ Ｋ７１２１による中間点ガラス転移温度Ｔｍｇと吸水遊離に伴う吸熱ピーク温度Ｔｗｐとの差ΔＴ（＝Ｔｍｇ−Ｔｗｐ）が２０℃＜ΔＴ＜１００℃の３つの条件を満たすような透明基板上に透明電極を形成することが提案されている。このように、特許文献１によれば、基板として、平滑度、吸水性ならびに熱特性を厳密に規定した熱可塑性樹脂基板を用いたことにより、耐久性、信頼性に優れた有機ＥＬ素子ならびにその透明電極板が得られる。

ここで、特許文献１に記載の発光素子は、複数の層が積層して構成されている。特許文献に記載の発光素子の具体的な構成を、図３を参照して説明する。図３は、従来の発光素子の構成例を示す図である。
図３に示す発光素子は、発光層１を、透明電極板２と背面電極３とからなる一対の電極板により挾持してなる積層構造体からなり、その両側に、発光素子を覆うように一対の防湿性フィルム４が形成されている。透明電極板２は、熱可塑性樹脂基板２ａと、熱可塑性樹脂基板２ａ上に形成された金属酸化物第１の電極層２ｂとを具備している。ここで、透明電極板２及び背面電極３は、直流または交流の電源６に接続される図示しないリード線が取り付けられており、これにより発光層１に電圧が印加される。

このように、図３に示す発光素子では、各層が積層構造を備えている、つまり、例えば、背面電極３を形成し、次に、背面電極３上に発光層１を形成し、その後、透明電極板２が発光層１上に形成されることになる。このように、透明電極板２が発光層１上に形成されることになるが、透明電極板２は、一般的には蒸着により形成される。このため、透明電極板２の形成の際に発光層１に熱的ダメージを与えるおそれがある。

また、透明電極板２は、通常金属酸化物で形成されており、金属酸化物の電気抵抗が金属の電気抵抗よりも約２桁大きいことから、所望の発光量を得るために、透明電極板２と発光層１との境界面（すなわち、透明電極板２と発光層１とが当接する面）に垂直な面において、所定以上の断面積が必要である。従って、この断面積を厚さで確保しようとする場合、すなわち厚くすることにより所定以上の断面積とする場合には、透明電極板２の形成の際において発光層１に与えるダメージが大きくなるおそれがある。
特開２００１−２５０６７８号公報

本発明は、発光層上に電極層を形成する際に、発光層に対するダメージを低減した発光素子を提供することを目的とする。

本発明の局面に係る発明は、第１と第２の電極層と、前記第１と第２の電極層に両面側から挟持された発光層とを備えた発光素子において、前記第２の電極層の前記発光層との境界面側の面積は、前記発光層の前記第２の電極層との境界面側の面積よりも大きいことを特徴とする。

本発明によれば、発光層と重なる領域の電極層を薄くしたので電極層形成過程における発光層へのダメージが少ない。また、所定領域での電極層を厚くしたので、十分な断面積を確保することができる。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る発光素子の概略構成を示す断面図である。なお、発光素子には、通常防水などのために防水・防湿用のフィルムなどのカバーが発光素子の周囲に設けられているが、図１では、図示を省略している。なお、図１において、図３と同じ部分には同じ符号を付している。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る発光素子では、基板２ａと、基板２ａ上に形成された透明電極２ａとからなる第１の電極層２と、この第１の電極層２上に形成された発光層１と、前記第１の電極層２上であって前記発光層１の周囲に形成された絶縁層５と、前記発光層１及び前記絶縁層５を覆うように形成された第２の電極層３とを備えている。ここにおいて、前記第２の電極層３は、発光層１を覆うように形成されているが、発光層１の上部は、その厚みを薄くしている。これにより、第２の電極層３を形成する際に、例えば、蒸着により形成した場合でも、発光層１へ第２の電極層３を形成する際の時間を短くすることができるので、発光層１に対する熱的ダメージを軽減することができる。

しかし、単に、発光層１上の第２の電極層３を薄くしただけでは、上気したように、必要な断面積を得ることはできない。そこで、本発明の一実施形態では、第２の電極層３のうち絶縁層５上に形成された部分を厚くしている。これにより、第２の電極層３の全体の断面積を所定以上とすることができる。

なお、本発明の実施形態においては、上記のように、発光層１の上部に形成される第２の電極層３の厚さを薄くして発光層１のダメージを軽減すると共に、発光層１の上部の第２の電極層３の厚さを薄くしたために減少する第２の電極層３の断面積を所定以上とするために、第２の電極層３の周辺部の厚さを厚くしている。このため、第２の電極層３の形状は、少なくとも発光層１の上部のみが薄くなっていれば良く、その他の部分については、様々な変形が可能である。例えば、図１に示す実施形態では、第２の電極層３の形状をＩ（アイ）型としたが、図２の（ａ）に示すように、コの字型としても良い。更に、図２の（ｂ）示すように、第２の電極層３の断面積を大きくするために、発光層１の上部以外に形成された第２の電極層３の外部にのびる部分Ｌを長くして、全体としての第２の電極層３の断面積を広くしても良い。また、発光素子の形状を考慮すると、第２の電極層３において断面積を確保するための部分は周囲に均等に配置することが好ましいが、例えば、一部分を厚くしたり、一部分の長さのみを外部に延出するようにして、断面積を確保するようにしても良い。

次に、本実施態様に係る発光素子の製造方法を説明する。
まず透明基板２ａを用意して、その上部に、透明電極２ａを例えば蒸着により、形成することにより、第１の電極層２を形成する。絶縁層５をＣＶＤ法などによって、第１の電極層２上に形成し、１回目の第２の電極層３の形成を蒸着により絶縁層５上に行う。そして、２回目の第２電極層３の形成を行われる部分をマスクして、その他の部分（発光層１が形成される部分）を例えば、ウェットエッチングによって除去して、第１の電極層２を露出させる。次に、発光層１をＣＶＤなどにより、第１の電極層２上に積層形成する。

そして、２回目の第２の電極層３の形成を蒸着などによって行う。こうすることで、第２の電極層３は、蛍光層と重なる部分では２回目に形成された分のみの厚さとなり、発光層と重ならない部分では、１回目及び２回目に形成された分の厚さとなる。すなわち、第２の電極層３が前記発光層と重ならない部分の厚さが、発光層と重なる部分の厚さよりも厚い構成が実現できる。

本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。
上記の実施形態では、第１の電極層２については、特にふれなかったが、第１の電極層２は、発光層１より先に形成されるので、発光層１にダメージを与えることはない。このことから、第１の電極層２の厚さは、所望の厚さとすることができるので、第１の電極層２が発光層１と当接する面の面積を発光層１と同じ大きさとしても良いし、それより大きくしても良い。
さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係る発光素子の概略構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子の発光層上に形成される第２の電極層３の形状の変形例を示す図である。 従来の発光素子の構成例を示す図である。

符号の説明

１…発光層
２…第１の電極層（透明電極板）
２ａ…透明電極
２ｂ…第１の電極層
３…第２の電極層（背面電極）
４…防湿性フィルム
５…絶縁層
６…電源

Claims (2)

1. 第１と第２の電極層と、前記第１と第２の電極層に両面側から挟持された発光層とを備えた発光素子において、
   前記第２の電極層が前記発光層を覆うように形成され、
   前記第２の電極層の前記発光層との境界面側の面積は、前記発光層の前記第２の電極層との境界面側の面積よりも大きいことを特徴とする発光素子。
2. 請求項１に記載の発光素子において、前記第２の電極層が前記発光層と重ならない部分の厚さが、前記第２の電極層と前記発光層とが重なる部分の厚さより厚いことを特徴とする発光素子。

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