JP2010080271A - 面発光パネル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トップエミッション型面発光素子Tと、ボトムエミッション型面発光素子Bとを有し、1方向に光を射出する面発光パネルであって、該トップエミッション型面発光素子Tと、該ボトムエミッション型面発光素子Bの光出射方向が、該面発光パネルの光出射方向となるよう配置されていることを特徴とする面発光パネル。
【選択図】図1
Description
(i)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
(ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(iii)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極
(iv)陽極/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
(v)陽極/陽極バッファー層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極バッファー層/陰極
ここで、発光層は、少なくとも発光色の異なる2種以上の発光材料を含有していることが好ましく、単層でも複数の発光層からなる発光層ユニットを形成していてもよい。また、正孔輸送層には正孔注入層、電子阻止層も含まれる。
《発光層》
本発明に係る発光層は、電極または電子輸送層、正孔輸送層から注入されてくる電子及び正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であってもよい。
《中間層》
本発明において、各発光層間に非発光性の中間層(非ドープ領域等ともいう)を設ける場合について説明する。
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記の如く陽極と発光層または正孔輸送層の間、及び陰極と発光層または電子輸送層との間に存在させてもよい。
阻止層は、上記の如く有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば、特開平11−204258号公報、同11−204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層または複数層設けることができる。
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は単層または複数層設けることができる。
本発明の有機EL素子の封止に用いられる封止手段としては、例えば、封止部材と電極、支持基板とを接着剤で接着する方法を挙げることができる。
有機層を挟み支持基板と対向する側の前記封止膜、あるいは前記封止用フィルムの外側に、素子の機械的強度を高めるために保護膜、あるいは保護板を設けてもよい。特に封止が前記封止膜により行われている場合には、その機械的強度は必ずしも高くないため、このような保護膜、保護板を設けることが好ましい。これに使用することができる材料としては、前記封止に用いたのと同様なガラス板、ポリマー板・フィルム、金属板・フィルム等を用いることができるが、軽量且つ薄膜化ということからポリマーフィルムを用いることが好ましい。
本発明に関わる面発光素子においては、少なくとも第1電極と第2電極とを有する。有機EL素子を用いる場合、通常は一方が陽極、他方が陰極で構成される。以下に好ましい陽極、及び陰極の構成について述べる。
有機EL素子における陽極としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはAu等の金属、CuI、インジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnO等の導電性光透過性材料が挙げられる。また、IDIXO(In2O3−ZnO)等非晶質で光透過性の導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としない場合は(100μm以上程度)、上記電極物質の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介してパターンを形成してもよい。あるいは、有機導電性化合物のように塗布可能な物質を用いる場合には、印刷方式、コーティング方式等湿式製膜法を用いることもできる。陽極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましい。更に膜厚は材料にもよるが、通常10〜1000nm、好ましくは10〜200nmの範囲で選ばれる。
一方、陰極としては、仕事関数の小さい(4eV以下)金属(電子注入性金属と称する)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。
本発明の有機EL素子の作製方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。
本発明に関わる面発光体、及び発光パネルは、表示デバイス、ディスプレイ、各種発光光源として用いることができる。発光光源として、例えば、家庭用照明、車内照明、時計や液晶用のバックライト、看板広告、信号機、光記憶媒体の光源、電子写真複写機の光源、光通信処理機の光源、光センサーの光源等が挙げられるがこれに限定するものではないが、特にカラーフィルターと組み合わせた液晶表示装置のバックライト、照明用光源としての用途に有効に用いることができる。
〔面発光素子−201の作製〕
第1電極(陽極)として22mm×22mm、厚さ0.7mmのガラス基板上に、ITO(インジウムチンオキシド)を120nmの厚さで成膜した支持基板にパターニングを行った後、このITO透明電極を付けた透明支持基板をイソプロピルアルコールで超音波洗浄し、乾燥窒素ガスで乾燥し、UVオゾン洗浄を5分間行った後、この透明支持基板を市販の真空蒸着装置に接続するプラズマ処理用チャンバー内の基板ホルダーに固定した。また、真空蒸着装置内の蒸着用るつぼの各々に、各層の構成材料を各々素子作製に最適の量を充填した。蒸着用るつぼはモリブデン製またはタングステン製の抵抗加熱用材料で作製されたものを用いた。
面発光素子−201を5個作製し、これらを図18(a)、及び図18(b)に示すように共通のガラス基板113上に光透過性UV硬化樹脂で貼付し、発光パネル1を作製した。なお、図17は発光パネル1を構成する個々の面発光素子−201の簡易側面図であり、基板104上に面発光素子が形成されている。尚、図17には、ガラスカバー103、第2電極105、有機EL発光層を含む機能層106、第1電極107のみ図示した。図18(a)は、光出射面垂直方向から見た発光パネル1を示した図であり、発光領域は、111で示される。図18(b)は発光パネル1の側面図である。なお、各面発光素子は、図示していないが、電気的に直列接続されており、面発光素子間の配線確保のため、各面発光素子の間隔は5mmを必要とした。
前記面発光素子−201の作製において、まずガラス基板上に光反射膜としてアルミニウムを110nm蒸着し、その上に絶縁膜としてSiO2を20nm蒸着した後、ITO製膜し、かつ電子輸送層を形成した後、銀ペーストを10nm蒸着し、次いで、ITOを100nm蒸着することで光透過性の第2電極(陰極)を形成すること以外は同様にして、トップエミッション型有機EL素子を作製した。
面発光素子−201を3個、及び面発光素子−202を2個作製し、これらを図21(a)、及び図21(b)に示すように共通のガラス基板113上に光透過性UV硬化樹脂で交互に貼付し、発光パネル2を作製した。なお、図20は、面発光素子−201とともに発光パネル2を構成する個々の面発光素子−202の簡易側面図であり、基板104上に面発光素子が形成されている。図20には、ガラスカバー103、第2電極105、有機EL発光層を含む機能層106を示し、また、第1電極107と、絶縁膜109、及び光反射膜112は、まとめて光反射性第1電極層114として図示した。なお、図21(a)は、光出射面垂直方向から見た発光パネル2を示した図であり、図21(b)は発光パネル2の側面図である。面発光素子−201においては、基板104と共通のガラス基板113とが貼付され、面発光素子−202においては、ガラスカバー103と共通のガラス基板103とが貼付されている。発光パネル2における光出射面は、共通のガラス基板113において面発光素子−201及び202が貼付されていない側の面である。また、隣接する各面発光素子同士は、電気的に直列接続されているが、陽極と陰極が互いに隣接する為、接続が容易で、各面発光素子の間隔は約1mmであった。なお、面発光素子と共通のガラス基板113との間隙には、光透過性UV硬化樹脂を充填し、各面発光素子は電気的に直列接続されている。
面発光素子−201を3個、及び面発光素子−202を2個作製し、これらを図22(a)、及び図22(b)に示すように、共通のガラス基板113の光出射面側の面に面発光素子−202を、ガラス基板113の光出射面とは反対側の面に面発光素子−201を、ガラス基板の光出射面側からみて、交互に配置されるように、各々の面発光素子の基板104と共通のガラス基板113とを光透過性UV硬化樹脂で貼付し、発光パネル3を作製した。図22(a)は、光出射面垂直方向から見た発光パネル3を示した図であり、図22(b)は発光パネル3の側面図である。ガラス基板113の光出射面垂直方向から見て、隣接する面発光素子−201の発光領域111と面発光素子−202の発光領域111とは間隙なく接合して配置されている。なおガラス基板113の光出射面側の面に配置された面発光素子−202同士が電気的に直列接続されており、ガラス基板113の光出射面とは反対側の面に配置された面発光素子−201同士が電気的に直列接続されている。
面発光素子−201、及び202の作製方法を用いて、20mm×100mmのガラス基板を用い、一方の面に面発光素子−201と同様で、光出射面垂直方向からみた発光領域が20mm×20mmの正方形であるボトムエミッション型面発光素子2個を、ガラス基板の他方の面に面発光素子−202と同様と同様で、光出射面垂直方向からみた発光領域が20mm×20mmの正方形であるトップエミッション型面発光素子3個を、光出射面方向からみて交互に、発光領域が重なりをもつように形成したパネル4を構成した。図23(a)は、光出射面垂直方向から見た発光パネル4を示した図であり、図23(b)は発光パネル4の側面図である。ガラス基板113の光出射面側の面にトップエミッション型面発光素子−202が形成され、ガラス基板113の光出射面とは反対側の面にボトムエミッション型面発光素子−201が形成されており、ガラス基板113は、面発光素子−201と面発光素子−202とを構成する共通の素子基板である。ガラス基板113の光出射面垂直方向から見て、交互に配置された面発光素子−201の発光領域111と面発光素子−202の発光領域111とは、重なりをもつように形成されている。図23(b)において、115aは、ガラス基板113の光出射面側の面に形成されたトップエミッション型面発光素子の発光領域の縁部を示し、115bは、ガラス基板113の光出射面とは反対側の面に形成されたボトムエミッション型面発光素子の発光領域の縁部を示す。発光領域の重なりの巾wは1mmであった。なおガラス基板113の光出射面側の面に配置された面発光素子−202同士が電気的に直列接続されており、ガラス基板113の光出射面とは反対側の面に配置された面発光素子−201同士が電気的に直列接続されている。
発光パネル1〜4を並べて発光させ、目視比較した。
面発光素子−201を25個作製し、これらを図24(a)、及び図24(b)に示すように面内における縦列方向に5個、横列方向に5個の5×5のマトリクス状に、共通のガラス基板113上に光透過性UV硬化樹脂で貼付し、発光パネル5を作製した。図24(a)は、光出射面垂直方向から見た発光パネル5を示した図であり、発光領域は、111で示される。図24(b)は発光パネル5の側面図である。なお、図示していないが、各面発光素子は、横列方向に各5個ずつが電気的に直列接続されており、次いで、これらを縦列方向に順次接続することで、面発光素子25個を直列に接続した。面発光素子間の配線確保のため、各面発光素子の間隔は5mmを必要とした。
面発光素子−201を12個、及び面発光素子−202を13個作製し、これらを図25(a)〜図25(c)に示すように共通のガラス基板113の光出射面側の面に、面発光素子−202を、ガラス基板113の光出射面とは反対側の面に面発光素子−201を、ガラス基板の光出射面側からみて、交互に面内における縦列方向に5個、横列方向に5個の5×5のマトリクス状に配置されるように、各々の面発光素子の基板104と共通のガラス基板113とを光透過性UV硬化樹脂で貼付し、発光パネル6を作製した。
発光パネル5、及び6を並べて発光させ、目視比較した。
2 ボトムエミッション型面発光素子
3 面発光素子の基板
4 第1電極
5 発光層を含む機能層
6 第2電極
7 光透過性の素子支持基板
8 面発光パネル
9 面発光素子
10 接合部
11 発光領域
103 ガラスカバー
104 ガラス基板
105 第2電極(光反射性)
106 機EL発光層を含む機能層
107 第1電極(光透過性)
108 窒素ガス
109 絶縁膜
110 UV硬化樹脂
111 発光領域
112 光反射膜
113 共通のガラス基板
114 光反射性第1電極層
115 発光領域の縁部
116 面発光素子−202の素子基板
117 面発光素子−201の素子基板
201 本発明の面発光素子−201
202 本発明の面発光素子−202
T トップエミッション型面発光素子
B トムエミッション型面発光素子
Claims (5)
- トップエミッション型面発光素子と、ボトムエミッション型面発光素子とを有し、1方向に光を射出する面発光パネルであって、該トップエミッション型面発光素子と、該ボトムエミッション型面発光素子の光出射方向が、該面発光パネルの光出射方向となるよう配置されていることを特徴とする面発光パネル。
- 前記面発光パネルが光透過性の素子支持基板を有し、該光透過性の素子支持基板の一方の面上にトップエミッション型面発光素子が配置され、該光透過性の素子支持基板の他方の面上にボトムエミッション型面発光素子が配置されていることを特徴とする請求項1に記載の面発光パネル。
- 前記光透過性の素子支持基板がトップエミッション型面発光素子、及びボトムエミッション型面発光素子の各々を構成する共通の素子基板であることを特徴とする請求項2に記載の面発光パネル。
- 前記面発光パネルを光出射面垂直方向から見て、トップエミッション型面発光素子と、ボトムエミッション型面発光素子とが交互に配置され、かつトップエミッション型面発光素子の発光領域と、ボトムエミッション型面発光素子の発光領域とが接合して、もしくは重なりをもって配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の面発光パネル。
- 前記トップエミッション型面発光素子及びボトムエミッション型面発光素子から選ばれる少なくともいずれかが、有機EL素子であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の面発光パネル。
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