JP2918640B2 - 電界発光素子 - Google Patents

電界発光素子

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    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
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    • H10K59/10OLED displays
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電界の印加によって発光する有機エレクト
ロルミネッセンス層を備えた有機電界発光素子に関す
る。
背景技術 電気信号に応答して多色表示するカラー表示装置とし
てはブラウン管が広く利用されている。装置の薄型化の
ために液晶型素子も開発されている。更に、完全固体型
として高輝度の発光が得られるエレクトロルミネッセン
ス層(以下ELという)を用いたEL素子すなわち電界発光
素子も開発されている。
かかるEL素子は構造で分類すると、電極とEL層との間
に絶縁層又は誘電層をもたない直流形と、電極とEL層と
の間に絶縁層をもつ交流形とに分類され、該交流形のも
のはドットマトリクスEL素子として適している。
また、EL素子を発光するEL層材質で分類すると、無機
物からなる無機EL層を有するものと有機物からなる有機
EL層を有するものとに分けられる。
近年、低電力高輝度発光をなす有機EL素子が注目され
ている。
第4図及び第5図においては、有機EL素子であるX,Y
マトリクス型のものの一例を示す。第4図は第5図のII
−II線の断面図を示す。該EL素子は、ガラス透明基板1
上に、ITO等の複数の透明電極2、正孔輸送層10,有機物
EL層14、透明電極2に交差する複数の背面電極6を順に
積層、形成したものである。有機EL素子は、図に示す正
孔輸送層10及び有機物EL層14からなる2層構造のもの
や、図示しないが有機物EL層14及び背面電極6間に有機
電子輸送層がさらに配された3層構造のものが知られて
いる。有機物EL層14は、例えばクマリン化合物を含む層
である。また、第6図に示すように背面電極6の上に
は、通常これを保護し短絡を防ぐ保護層15が被覆されて
いる。
有機EL素子において、有機正孔輸送層10は電極から正
孔を注入させ易くする機能と電子をブロックする機能と
を有し、有機電子輸送層は電極から電子を注入させ易く
する機能を有している。有機EL素子において、一対の電
極から注目された電子と正孔との再結合によって励起子
が生じ、この励起子が放射失活する過程で光を放ち、こ
の光が透明電極及びガラス基板を介して外部に放出され
ることになる。
しかしながら、有機EL素子は、発光効率はよくないの
で、特に効率が低下すると電気エネルギーが熱エネルギ
ーに転化し、EL素子の画素温度が上昇する。温度上昇す
ると結晶化が進みついには集中電流にて素子の画素部分
の破壊が起る。EL素子中画素部分に破壊が起り導通が生
ずればもはや発光は不能となる。
発明の概要 [発明の目的] 本発明の目的は、精細な画像が得られると共に長寿命
の有機EL素子を提供することにある。
[発明の構成] 本発明の有機EL素子は、互いに対向する電極対の複数
と前記電極対によって挾まれる複数の領域の各々に独立
して存在する島領域群からなる有機EL層とを含む電界発
光素子であって、前記島領域の各々は互いに独立した複
数の小島部からなることを特徴とする。
さらに、本発明の有機EL素子は、復数の互いに対向す
る一対の電極と前記電極間に配置された有機EL層とから
なる電界発光素子であって、前記有機EL層及び少なくと
も一方の前記電極間に挾まれかつ前記電極間に互いに独
立した複数の貫通孔を有する絶縁材層を備えたことを特
徴とする。
[発明の作用] 本発明によれば、有機EL素子の複数の電極対間の画素
である発光領域を、島状EL層をさらに分割した複数の小
ドット独立島体あるいは絶縁材層の電極間複数貫通孔か
ら現れる小ドットEL層となるので、該EL素子へ電力を印
加しても発光による熱の分散により温度上昇を防止し、
EL素子の熱破壊を防止する。
実 施 例 以下、本発明による実施例を図面を参照しつつ説明す
る。
第1図に実施例の有機EL素子を示す。第1図(a)の
EL素子は、ガラス透明基板1上に、ITO等の複数の透明
電極2、正孔輸送層10,複数の独立した小島部14aからな
る有機物EL層14、透明電極2に交差する複数の背面電極
6を順に積層、形成したものである。このEL素子では、
EL層として複数の小島部14aの一群からなる島状発光領
域14が電極2、6の交点間にてマトリクス状に画定され
ており、個々の発光領域及び電極を囲繞するように絶縁
材からなる保護層15が積層されている。
有機ELの発光部分を一定面積内にて全面発光するので
はなく、小ドットすなわち小面積に分割した小島部14a
として、この集合体を一発光部とするので、熱の分散を
はかり、集中電力破壊しても一部の小島部の発光域です
み、EL素子全体への影響を少なくすることができる。
かかるEL素子を製造するには、まず、第2図(a)に
示すように、ガラス基板1の主面上に複数の帯状の透明
電極2を各々が平行となるようにスパッタリング法及び
リソグラフィ法などによって積層する。
次に、第2図(b)に示すように、複数の透明電極2
上に正孔輸送層10を蒸着法などによって均一に一様に積
層する。
次に、第2図(c)に示すように、正孔輸送層10上に
おいて蒸着法などによって複数の小島部14aの群14の一
集合である有機物のEL材からなるEL層を透明電極2に沿
って形成する。このようにして、マトリクス状に配置さ
れた独立した複数の発光領域のEL層14が形成される。
また、ここで、第1図(b)に示すように小島部14a
を絶縁材層16に囲繞されるように絶縁材層の小孔群中に
EL材を充填して形成してもよい。
次に、EL層14を形成した正孔輸送層10上に、第2図
(d)に示すように、透明電極2の上においてこれと交
差するようにかつEL層14のそれぞれが交点となるように
対応させ第2電極層6を重ねて蒸着形成する。
次に、第2電極層6を形成した上に、第2図(e)に
示すように、絶縁材層15を一様に成膜する。
このようにして、第1図(a)に示す本発明のEL素子
が得られる。
さらに、第1図(a)及び(b)の他に第1図(c)
の他の実施例のEL素子は、ガラス透明基板1上に、ITO
等の複数の透明電極2、絶縁材層16、正孔輸送層10,有
機物EL層14、透明電極2に交差する複数の背面電極6、
絶縁材層15を順に積層、形成したものである。このEL素
子では、絶縁材層16は電極2、6間の画素部分に互いに
独立した複数の貫通孔18を有するので、貫通孔18の一群
から現れるEL層14の島状発光領域は電極2、6の交点間
にてマトリクス状に画定される。絶縁材層16は画素を小
ドットに分割できれば、EL層14及び背面電極6間あるい
は正孔輸送層10及びEL層14間でもよく、有機EL層及び少
なくとも一方の電極間に挾まれていればよい。
かかる第2の実施例の有機EL素子の発光部分を小ドッ
トすなわち小面積に分割したので、発光熱の分散をはか
り、EL素子の画素全体への影響を少なくすることができ
る。また、第1の実施例では、発光するEL層自体をドッ
ト状に形成して両電極は正孔輸送層だけで絶縁している
が、第2の実施例によれば絶縁材層をさらに設けている
のでかかる絶縁性が向上する。よって、第2の実施例
は、耐圧性を必要とする超大型ディスプレーに用いられ
るような数ミリにも及ぶ画素の発光領域を有する有機EL
素子に好適である。
かかるEL素子を製造するには、ガラス基板1上に透明
電極を積層する。
次に、高分子被膜、セラミックなどの絶縁材のコーテ
ィング、蒸着法などで絶縁材層を形成する。
次に、画素となる発光領域に対応する絶縁材層上に透
明電極に達する複数の貫通孔を公知エッチング法などで
開ける。
次に、その上に上記実施例同様に、正孔輸送層,有機
物EL層、先の透明電極に交差する複数の背面電極、保護
絶縁材層を順に積層、形成して、第1図(c)に示すEL
素子を得る。
また、小島部14aの配列としては、第3図に示すよう
に、電極2,6間で矩形の小島部14aとしてもよいし、円形
の小島部14bとしてもその他の形状としてもよい。いず
れも9分割しているが、分割は2以上であれば良い。貫
通孔18の一群の配列も同様である。
発明の効果 以上の如く、本発明の有機EL素子によれば、互いに対
向する電極対の複数と電極間に配置された有機EL層とか
らなり、有機EL層は電極対によって挾まれかつ重なる複
数の領域に独立して存在する発光島領域群をさらに分割
した小面積発光部からなるので、該素子へ電力を印加し
発光させる時の有機EL素子の発熱を分散し画素中央部の
集中温度上昇を防ぎ、有機EL素子の熱破壊を防止する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例の有機EL素子の部分断面
図、第2図は本発明による有機EL素子の製造中における
素子部材の部分断面図、第3図は本発明による実施例の
有機EL素子の部分透視平面図、第4図は従来の有機EL素
子の部分断面図、第5図は従来の有機EL素子の部分切欠
斜視図である。 主要部分の符号の説明 1……基板 2……透明電極 4、14……有機EL層 14a……ドット状有機EL層 6……電極 15、16……絶縁材層 18……貫通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H05B 33/00 - 33/28 G09F 9/30 365

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに対向する電極対の複数と、前記電極
    対によって挾まれ互いに積層した有機エレクトロルミネ
    ッセンス層及び有機化合物からなる正孔輸送層と、を有
    しかつ前記電極対によって挾まれる複数の交差領域が独
    立に存在する有機電界発光素子であって、 前記正孔輸送層及び前記電極対の一方の間に配置された
    絶縁材層を有し、 前記交差領域の各々における前記絶縁材層には、複数の
    貫通孔が形成され、 前記貫通孔内に前記正孔輸送層を形成する材料が充填さ
    れて、前記交差領域において前記貫通孔に対応する複数
    の小島部からなる島状発光領域が形成されたことを特徴
    とする有機電界発光素子。
  2. 【請求項2】前記有機エレクトロルミネッセンス層及び
    前記電極対の他方の間に有機化合物からなる電子輸送層
    が配置されていることを特徴とする請求項1記載の有機
    電界発光素子。
  3. 【請求項3】互いに対向する電極対の複数と、前記電極
    対によって挾まれ互いに積層した有機エレクトロルミネ
    ッセンス層及び有機化合物からなる正孔輸送層と、を有
    しかつ前記電極対によって挾まれる複数の交差領域が独
    立に存在する有機電界発光素子の製造方法であって、 電極対の一方の上に絶縁材層を形成し、 前記交差領域の各々における前記絶縁材層上に複数の貫
    通孔を形成し、 前記絶縁材層上に正孔輸送層の形成材料を供給して前記
    貫通孔内に該形成材料を充填しつつ正孔輸送層を形成
    し、 前記正孔輸送層上に有機エレクトロルミネッセンス層及
    び電極対の一方を順に形成して、前記交差領域において
    前記貫通孔に対応して複数の小島部からなる島状発光領
    域を形成したことを特徴とする有機電界発光素子の製造
    方法。
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