JP2010287507A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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裕史 中島
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Abstract

【課題】表示駆動回路の小型化を達成する有機EL素子を提供する。
【解決手段】所定の電圧で発光可能な有機エレクトロルミネッセンス媒体(18)と、有機エレクトロルミネッセンス媒体(18)に前記所定の電圧を印加可能な表示駆動回路(3)とを有する。表示駆動回路(3)は、有機エレクトロルミネッセンス媒体(18)に一致して配置された表示電極部(4、12、19)と、表示電極部(4、19)を外部に接続するための外部接続端子部(5、13、15)と、外部接続端子部(5、13、15)に電気的に接続した電気抵抗素子(8A、8B、8C、14)を有する。
【選択図】図1

Description

本願発明は、例えば、パッシブマトリックの有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
近年、有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と称する。)は自発光の面状表示素子として注目されている。有機EL素子は対向する電極と、対向する電極の間に配置されると共に有機蛍光物質を有する発光層とを有する。そして、対向する電極から正孔及び電子が発光層内に注入され、正孔及び電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで有機蛍光物質を励起し、有機蛍光物質に応じた色の発光を取り出す。
特開2008−147072号公報
ところで、上記有機EL素子の表示駆動回路は、電極本数に等しいだけアノード電極にプルダウン抵抗素子を必要とし、カソード電極にプルアップ抵抗素子を必要とする。これらのプルダウン抵抗素子及びプルアップ抵抗素子は表示駆動回路の小型化に障害となっていた。
また、大きな電気抵抗の透明材料(例えば、ITO、IZO)をアノード電極として使用する際に、アノード電極の電気抵抗が不均一になり、電圧駆動によって画素間に輝度ムラを生じていた。これに対して、小さな金属抵抗の金属材料を透明電極上の一部に掛かるように併設し、補助電極としていた。これにより、全体として配線抵抗値が駆動方法に対して影響の無い程度に低い値としていた。しかし、この補助電極も表示駆動回路の小型化に対して障害となっていた。
そこで、本発明の目的は表示駆動回路の小型化を達成する有機EL素子を提供することにある。
以下、本発明の特徴を参照符号を用いて説明する。参照符号は、本発明を実施形態に限定するものでない。
本発明の第1の特徴に係わる有機エレクロトロルミネッセンス素子は、所定の電圧で発光可能な有機エレクトロルミネッセンス媒体(18)と、有機エレクトロルミネッセンス媒体(18)に前記所定の電圧を印加可能な表示駆動回路(3)とを有する。表示駆動回路(3)は、有機エレクトロルミネッセンス媒体(18)に一致して配置された表示電極部(4、19)と、表示電極部(4、19)を外部に接続するための外部接続端子部(5、13、15)と、外部接続端子部(5、13、15)に電気的に接続した電気抵抗素子(8A、8B、8C、14)を有する。
以上の特徴にあって、電気抵抗素子(8A、8B、14)は表示電極部(4、19)と外部接続端子部(5、13、15)との間に電気的に接続して表示電極部(4、19)を一定の電圧に維持する。
外部接続端子部(5、13、15)は前記所定の電圧を表示電極部(4、19)に供給する取り出し電極(6、13)と、表示電極部(4、19)を一定の電圧に維持するためのコモン電極(7、15)とを有する。電気抵抗素子(8A、14)は表示電極部(4、19)に対して取り出し電極(6、13)の反対側で表示電極部(4、19)とコモン電極(7)の間に接続した。
外部接続端子部(5、13、15)は前記所定の電圧を表示電極部(4、19)に供給する取り出し電極(6、13)と、表示電極部(4、19)を一定の電圧に維持するためのコモン電極(7、15)とを有する。電気抵抗素子(14)は取り出し電極(6、13)とコモン電極(7、15)との間に接続した。
電気抵抗素子(14)は幅について表示電極部(14c)よりも小さくした。
電気抵抗素子(14)は封止エリア又はパッシベーションエリアに配置されている。
外部接続端子部(5、13、15)は第1及び第2の接続端子(6)を有する。電気抵抗素子(8C)は第1及び第2の接続端子(6)に配置されて第1及び第2の接続端子(6)の配線抵抗値を等しくする。
電気抵抗素子(14)は第1及び第2の接続端子(6)の形状を変形したものである。
電気抵抗素子(14)は薄膜の電気抵抗材料からなる。
発明の特徴によれば、表示駆動回路の一部である電気抵抗素子はプルアップ抵抗又はプルダウン抵抗として作用するので、表示駆動回路の小型化を達成する。
表示駆動回路の一部である電気抵抗素子は第1及び第2の接続端子の配線抵抗値を等しくするので、表示駆動回路の小型化を達成する。
第1の実施形態に係わる有機EL素子概略平面図である。 第2の実施形態に係わる有機EL素子の概略平面図である。 第3の実施形態に係わる有機EL素子の概略平面図である。 実施例に係わる有機EL素子の平面図である。 図4に示す有機EL素子の製造工程について第1の工程に係わる中間体の平面図である。 図4に示す有機EL素子の製造工程について第2の工程に係わる中間体の平面図である。 図4に示す有機EL素子の製造工程について第3の工程に係わる中間体の平面図である。 図4に示す有機EL素子の製造工程について第4の工程に係わる中間体の平面図である。 図4に示す有機EL素子の製造工程について第5の工程に係わる中間体の平面図である。 図4に示す有機EL素子の製造工程について第6の工程に係わる中間体の平面図である。
以下、本願を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。
第1の実施形態
図1に示すように、有機EL素子10Aは、基板1と、基板1に配置された絶縁膜2を有する。有機EL素子10Aは、基板1及び絶縁膜2の上に配置される表示駆動回路3を有する。表示駆動回路3は絶縁膜2の上に配置されたシート状の表示電極群4と、表示電極群4と電気的に接続したシート状の外部接続端子群5と、外部接続端子群5に接続したシート状の電気抵抗素子群8Aとを有する。外部接続端子群5は、表示電極群4の一端から基板1の上に延びる取り出し電極群6を有する。外部接続端子群5は、表示電極群4の他端から離れて配置されたコモン電極7を有する。なお、有機EL素子10Aは、基板1と絶縁膜2の間に表示電極群4を横切るように延びる対向電極群を有する。有機EL素子10Aは、対向電極群と絶縁膜2との間に有機EL媒体を有する。
基板1は、例えば、ガラス等の透明無機材料、透明樹脂を用いる。透明樹脂は、フィルム状に成形可能であれば特に限定されるものではなく、高い透明性、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い耐熱性を有すればよい。透明樹脂は、例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフッ化ビニル(PFV)、ポリアクリレート(PA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、非晶質ポリオレフィン、またはフッ素系樹脂を用いる。なお、有機EL素子をボトムエミッション型とする場合、基板は透明性を有する。有機EL素子をトップエミッション型とする場合、基板は透明性を有しなくてもよい。有機EL素子において両面から光を取り出す場合には、基板は透明性を有する。
表示電極群4は、走査電極及び信号電極の何れでもよい。表示電極群4の電極は並列に延び、それぞれ、取り出し電極群6の電極と電気的に接続する。
表示電極群4及び取り出し電極群6は陽極であっても陰極であってもよい。陽極は、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料を用いる。一方、陰極は、電子が注入し易いように仕事関数の小さな導電性材料を用いる。導電性材料は、透明性の金属材料、有機物、無機化合物を用いる。透明性の有機物や無機化合物は、例えば、In−Zn−O(IZO)、In−Sn−O(ITO)、Zn−O−Al、Zn−Sn−Oである。また、透明性が要求されない場合、導電性材料は、金属を用いる。具体的にはAu、Ta、W、Pt、Ni、Al、Pd、Cr、あるいは、Al合金、Ni合金、Cr合金である。
電気抵抗素子群8Aはコモン電極7と表示電極群4の他端との間に接続する。電気抵抗素子群8Aは表示電極群4に対して取り出し電極群6の反対側に配置される。電気抵抗素子群8Aは、封止エリア又はパッシベーションエリアに形成される。電気的素子群8Aは、透明又は不透明の導電性材料を用いる。電気抵抗素子群8Aは、表示電極群4に応じてプルアップ抵抗またはプルダウン抵抗として作用する。シート状の電気抵抗素子群8Aの各素子の幅は、表示電極群4の電極の幅より小さくして、ライン抵抗を増加させている。すなわち、
R=ρL/(wt)=(ρ/t)×(L/w)
Rs=R×w/L=(ρ/t)
Rl=Rs×L/w
R:抵抗(Ω)、Rs:シート抵抗(Ω/□)、Rl:ライン抵抗、ρ:抵抗率(Ω・m)、w:試料の幅(m)、L:試料の長さ(m)、t:試料の厚さ(m)
よって、電極の幅(w)を小さくすることにより、ライン抵抗(Rl)が増加することが分かる。
以上の有機EL素子10Aによれば、電気抵抗素子群8Aを表示駆動回路3に接続したので、表示駆動回路の小型化を達成する。
第2の実施形態
図2に示すように、有機EL素子10Bは、基板1と、基板1の上に配置された絶縁膜2と、基板1及び絶縁膜2の上に配置された表示駆動回路3を有する。表示駆動回路3は、絶縁膜2の上に配置されたシート状の表示電極群4と、表示電極群4と電気的に接続したシート状の外部接続端子群5と、外部接続端子群5に設けた電気抵抗素子群8Bとを有する。
外部接続端子群5は、表示電極群4の一端から基板1の上に延びる取り出し電極群6を有する。外部接続端子群5は、取り出し電極群6の上に配置された絶縁膜2Aと、絶縁膜2Aの上に配置されたコモン電極7とを有する。電気抵抗素子群8Bは取り出し電極群6とコモン電極7との間に接続する。
この有機EL素子10Bによれば、表示駆動回路3の外部接続端子部5に電気抵抗素子群8Bを接続してので、表示駆動回路の小型化を達成する。
第3の実施形態
図3において、有機EL素子10Cは、基板1と、基板1の上に配置された絶縁膜2と、絶縁膜2の上に配置された表示駆動回路としての表示駆動回路3を有する。表示駆動回路3は、絶縁膜2の上に配置された表示電極群4と、表示電極群4と電気的に接続した外部接続端子群5と、外部接続端子群5に設けられた電気抵抗素子群8Cを有する。外部接続端子群5は、表示電極群4の一端から基板1の上に延びる取り出し電極群6を有する。
電気抵抗素子群8Cの一例は、取り出し電極群6の途中に直列に付加された薄膜の電気抵抗材料である。電気抵抗素子群8Cの別例は、取り出し電極群6の電極の形状を変形して抵抗を変化させることである。
この有機EL素子10Cによれば、電気抵抗素子群8Cの各素子は取り出し電極群6の各電極の配線の抵抗値を等しくし、画素間の輝度ムラを低減させるとともに、表示駆動回路の小型化を達成する。
なお、以上の実施形態は発明の趣旨を変更しない範囲で変更可能である。
実施例
図4において、有機EL素子100は、ガラス基板11と、ガラス基板11の上に配置された表示電極部としてのアノード電極群12と、アノード電極群12の横に配置されたカソード電極端子群13およびを有する。有機EL素子100は、アノード電極群12の横に配置された電気抵抗素子群14と、電気抵抗素子群14に電気的に接続した外部接続端子部としてのコモン電極15を有する。有機EL素子100は、アノード電極群12の上に配置された絶縁膜16と、絶縁膜16の上に配置された隔壁群17を有する。有機EL素子100は、隔壁群17の隔壁の間に配置された有機EL媒体群18と、有機EL媒体群18の上に配置されたカソード電極群19とを有する。有機EL素子100は、抵抗素子群14、有機EL媒体群18を密封する封止ガラス21を有する。
図5において、アノード電極群12は、画面を構成する表示電極部12aと、表示電極部12aと連続する端子電極部12bとを有する。アノード電極群12は透明の導電材料のITOからなり、端子電極部12bはアルミニウムで被覆されている。アノード電極群12は並列に配置されたアノード電極12A−12Iからなる。
カソード電極端子群13はアノード電極群12に対して横方向に延びる。カソード電極端子群13は並列に配置されたカソード電極端子13A−13Iからなる。カソード電極端子13A−13Iは透明導電材料のITOを用い、アルミニウムで被覆されている。
図5において、電気抵抗素子群14は、並列に配置された電気抵抗素子14A−14Iからなる。抵抗素子14A−14Iのそれぞれは、両端部14a、14bと、両端部14a、14bの間に位置決めされた中央部14cとを有する。両端部14a、14bは幅についてカソード電極群19のカソード電極19の幅、すなわち、隔壁群17の隔壁間の幅と同じである。中央部14cは幅について両端部14a、14bより小さくした。これにより、中央部14cは抵抗値について両端部14a、14b及びカソード電極19A−19Iより大きくなる。また、図6に示すように、一方の端部14bはアルミニウムで被覆されている。電気抵抗素子群14はカソード電極群19に対してプルアップ抵抗として作用する。
コモン電極15はアノード電極群12の先端の前で延びる。コモン電極12はアルミニウムで被覆され抵抗素子群14と導通する。
図7において、絶縁膜16は、アノード電極群12の表示電極部12a及び端子電極部12bの端部、カソード電極端子群13の端部、抵抗素子群14、並びに、コモン電極15の一部を覆う。絶縁膜16はアノード電極12A−12Iとカソード電極19A−19Iとの交差する部位に窓16aを有する。また、絶縁膜16は電気抵抗素子14の端部14aに一致する部位に窓16aを有する。
図8において、隔壁群17は、所定の間隔で配置された隔壁17A−17Iからなる。隔壁17A−17Iはアノード電極12A−12Iを横切るように延びる。隔壁17B−17Iは絶縁膜16の窓16aの間に、カソード電極端子13A−13Iの間に及び電気抵抗素子14A−14Iの間に配置される。隔壁17A−17Iは絶縁材料を用いる。
図9において、有機EL媒体群18は絶縁膜16の上に配置される。有機EL媒体群18は有機EL媒体18A−18Iからなる。有機EL媒体18A−18Iは隔壁17A−17Jの間に配置され、隔壁17A−17Iによって仕切られている。有機EL媒体18A−18Iの構成は、例えば、発光層のみ、正孔注入層/発光層、正孔注入層/発光層/電子注入層、正孔注入層/正孔ブロック層/発光層/電子注入層、正孔注入層/発光層/電子輸送層などである。
図10において、カソード電極群19は、有機EL媒体群18、カソード電極端子群13の端及び抵抗素子群14の端部14aを覆う。カソード電極群19は、カソード電極19A−19Iからなる。カソード電極19A−19Iは隔壁17A−17Jの間に配置され、隔壁17A−17Jによって仕切られている。カソード電極19A−19Iは、例えば、アルミニウムを蒸着することにより形成される。
次に、有機EL素子100の製造方法を説明する。
図5において、ガラス基板11の上に透明の導電材料のITOを縦方向にパターニングしてアノード電極群12を形成する。すなわち、ITOを縦方向に並列にパターニングして表示電極部12aを形成し、さらに、各表示電極部12aの端からITOをパターニングして端子電極部12bを形成する。
アノード電極群12aに対して横方向にITOを並列にパターニングしてカソード電極端子群13を形成する。ガラス基板11上にアノード電極端子群12に対してカソード電極端子群13の反対側にITOを横方向に並列にパターニングして抵抗素子群14を形成する。この際、抵抗素子14A−14Iの中央部14cの幅は両端部14a、14bの幅より小さくする。ここで、抵抗素子群14を有機EL素子100のガラス基板11上に形成したので、有機EL素子100を小型化する。抵抗素子群14の近傍からアノード電極群12を越えてカソード電極端子群13に達するようにITOをパターニングしてコモン電極15を形成する。
図6において、アノード電極群12の端子電極部12bの上にアルミニウムを蒸着する。カソード電極端子群13の上にアルミニウムを蒸着する。抵抗素子の端部14bの上及び端部14b間のガラス基板11にアルミニウムを蒸着する。コモン電極15の上にアルミニウムを蒸着する。コモン電極15の端部と抵抗素子14の端部14bとの間にアルミニウムを蒸着する。
図7において、矩形の開口を有した矩形のマスクをガラス基板11に配置する。開口内に、アノード電極群12の表示電極部12a及び外部接続端子部の一部、カソード電極端子群13の一部、抵抗素子群14、及び、コモン電極の一部15を位置決めする。アノード電極12A−12Iのそれぞれに所定の間隔で正方形のマクスを格子状に配置する。抵抗素子14A−14Iの端部14aのそれぞれに矩形のマスクを配置する。マスクの開口に絶縁材料を蒸着する。アノード電極群12の表示電極部12a及び端子電極部12bの一部、抵抗素子群14の端部、コモン電極15の一部は絶縁材料覆われ、絶縁膜16を形成する。一方、アノード電極12A−12Iのうち正方形のマスクで覆われた箇所は窓16aとなる。
図8において、アノード電極12A−12Iの表示電極部12aを横切るように絶縁膜16の上に所定の間隔で隔壁17A−17Jを配置する。このとき、隔壁17B−17Iは、それぞれカソード電極端子13A−13Iの間および絶縁膜16の窓16aの間に位置決めされる。
図9において、アノード電極12A−12Iを横切るように隔壁17A−17J同士の間に有機EL媒体18A−18Iを印刷する。印刷方法は、例えば、グラビア印刷、オフセット印刷である。ここで、隔壁17A−17Jはセパレータとして作用するので、隔壁17A−17Jの間における有機EL媒体18A−18Iの形成を容易にする。
図10において、有機EL媒体18A−18Iの上にアノード電極12A―12Iを横切るようにアルミニウムを蒸着して、カソード電極19A−19Iを形成する。ここでも、隔壁17A−17Jはセパレータとして作用する。カソード電極19A−19Iは、それぞれ、カソード電極端子13A−13Iの端を覆い、カソード電極19A−19Iとカソード電極端子13A−13Iとの導通を確保する。また、カソード電極19A−19Iは、電気抵抗素子14A−14Iの端部14aに一致する部位16aを覆う。
図4において、アノード電極群12の表示電極部12a及び端子電極部12bの一部、有機EL媒体群18、カソード電極群19、カソード電極端子群13の一部、隔壁群17、コモン電極15の一部及び抵抗素子群14を覆うように封止ガラス21を位置決めする。シール剤を用いてガラス基板11に封止ガラス21を貼り合わせる。
カソード電極端子群13とアノード電極群12の端子電極部12bとを電源を介在させて接続する。以上の工程により、有機EL素子100を完成する。
次に、有機EL素子100の使用方法を説明する。
電源がオフの状態、抵抗素子群14はカソード電極群19に対してプルアップ抵抗として働き、カソード電極群19を所定の電圧に維持する。
電源をオンにして、アノード電極群12とカソード電極群19の間に電圧を印加する。すなわち、アノード電極群12から正孔が有機EL媒体群18に注入される。一方、カソード電極群19から電子が有機EL媒体18に注入される。正孔と電子が発光層で再結合し、所定の色の光を発光する。
この光は有機EL媒体群18から絶縁膜16の窓16a、アノード電極群12、ガラス基板11を通過して、外部へ向けて放射される。
ここで、封止ガラス21は酸素、水分の影響を排除する。
10A、10B、10C 有機EL素子
1 基板
2 絶縁膜
3 表示駆動回路
4 表示電極群
5 外部接続端子群
6 取り出し電極群
7 コモン電極
8A、8B、8C 電気抵抗素子群
100 有機EL素子
11 ガラス基板
12 アノード電極群
12a 表示電極部
12b 端子電極部
13 カソード電極端子群
14 電気抵抗素子群
15 コモン電極
16 絶縁膜
17 隔壁群
18 有機EL媒体群
19 カソード電極群
21 封止ガラス

Claims (9)

  1. 所定の電圧で発光可能な有機エレクトロルミネッセンス媒体と、
    有機エレクトロルミネッセンス媒体に前記所定の電圧を印加可能な表示駆動回路とを有し、
    表示駆動回路は、
    有機エレクトロルミネッセンス媒体に一致して配置された表示電極部と、
    表示電極部を外部に接続するための外部接続端子部と、
    外部接続端子部に電気的に接続した電気抵抗素子を有する
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  2. 前記電気抵抗素子は前記表示電極部と前記外部接続端子部との間に電気的に接続して表示電極部を一定の電圧に維持する
    請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  3. 前記外部接続端子部は前記所定の電圧を前記表示電極部に供給する取り出し電極と、前記表示電極部を一定の電圧に維持するためのコモン電極とを有し、
    前記電気抵抗素子は表示電極部に対して取り出し電極の反対側で表示電極部とコモン電極の間に接続した
    請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  4. 前記外部接続端子部は前記所定の電圧を前記表示電極部に供給する取り出し電極と、前記表示電極部を一定の電圧に維持するためのコモン電極とを有し、
    前記電気抵抗素子は取り出し電極とコモン電極との間に接続した請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  5. 前記電気抵抗素子は幅について前記表示電極部よりも小さくした請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  6. 前記電気抵抗素子は封止エリア又はパッシベーションエリアに配置されている請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  7. 前記外部接続端子部は第1及び第2の接続端子を有し、
    前記電気抵抗素子は第1及び第2の接続端子に配置されて第1及び第2の接続端子の配線抵抗値を等しくする
    請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  8. 前記電気抵抗素子は前記第1及び第2の接続端子の形状を変形したものである請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  9. 前記電気抵抗素子は薄膜の電気抵抗材料からなる請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06301355A (ja) * 1993-04-16 1994-10-28 Toppan Printing Co Ltd 有機薄膜el素子の駆動方法
JP2001155856A (ja) * 1998-10-30 2001-06-08 Tdk Corp 有機el表示装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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