JP3016808B2 - 電界発光素子及びその製造方法 - Google Patents

電界発光素子及びその製造方法

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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エレクトロル
ミネッセンス層を備えた電界発光素子及びその製造方法
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(以下ELという)を用いた素子も開発されている。
かかる電界発光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電界発光素子として適して
いる。
また、電界発光素子を発光するEL層構造で分類する
と、EL物質の微粒子をバインダで結合させ塗布形成した
分散形と、EL物質で蒸着、スパッタ等の薄膜形成方法で
成膜した薄膜形とに分けられる。
さらにまた、電界発光素子を発光するEL層材質で分類
すると、無機物EL層を有するものと有機物EL層を有する
ものとに分けられる。
第4図に無機物電界発光素子であるX,Yマトリクス型
の二重絶縁形交流電界発光素子の概略断面を示す。該電
界発光素子は、ガラス透明基板1上に、ITO等の複数の
透明電極2、第1絶縁膜3,無機物EL層4、第2絶縁膜
5、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。無機物EL層4は、例えばZnS,
ZnSe,CaS,SrS等のII−VI属金属化合物の半導体物質を母
体物質として数%の発光中心物質を含む層である。
無機物電界発光素子においては、背面電極6と透明電
極2との間に電圧を印加して第1及び第2絶縁膜5を介
して無機物EL層4に電界が印加される。かかる印加電界
により無機物EL層4の母体物質中に自由電子が発生し、
電界で自由電子が加速されて高エネルギー状態となる。
この電子が無機物EL層4の発光中心物質を励起して、励
起状態の緩和により所定スペクトル分布を有する発光を
する。発光色は無機物EL層4の母体物質と発光中心物質
の組合せで決定される。例えば、ZnSを母体物質とする
場合は、発光中心物質がSmでは赤色発光を呈し、同様に
Mnでは黄色発光を、Tbでは緑色発光を、Tmでは青色発光
をそれぞれ呈する。
第5図及び第6図においては、有機物電界発光素子で
あるX,Yマトリクス型のものの一例を示す。該電界発光
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。有機物電界発光素子は、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。なお、第5図
は第6図のII−II線の断面図を示す。
有機物電界発光素子において、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。有機物電界発光素子に
おいて、一対の電極から注入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。
有機物及び無機物電界発光素子は、いずれも背面電極
6側から見た第7図の平面図に示すように、Xn,Ynマト
リクスの構造なので、交差した電極2,6間の挟まれかつ
重なる領域のEL層に画素すなわち発光領域Aが形成され
る。
しかしながら、各電極2、6のX1Y1間に通電するとX1
Y1の交差点以外のX1Y2及びX2Y1も発光(発光領域B)し
てしまうことがある。いわゆるクロストークが発生す
る。また、発光領域A周囲の部分Cも発光してしまうこ
とがある。
すなわち、1層のEL層の故に、近隣の画素や画素の周
囲にクロストーク及び発光の「にじみ」が発生してしま
う。このために、電界発光素子を表示装置に用いた場
合、素子全体としても、解像度が低下して精細な画像が
得られない。
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電界発光素子
及びその製造方法を提供することにある。
[発明の構成] 本発明の電界発光素子は、互いに対向する第1電極及
び第2電極からなる電極対の複数と、前記電極対によっ
て挟まれる複数の領域の各々に独立して存在する島領域
群を形成しかつ有機化合物からなるエレクトロルミネッ
センス層と、前記第1電極と前記エレクトロルミネッセ
ンス層との間に配置される有機化合物からなる正孔輸送
層と、からなる電界発光素子であって、前記正孔輸送層
は、前記電極対によって挟まれる複数の領域において前
記第1電極の側面をも覆うように配置されていることを
特徴とする。
本発明の電界発光素子の製造方法は、互いに対向する
電極対の複数と前記電極対間に配置された有機化合物か
らなるエレクトロルミネッセンス層とを有し、前記エレ
クトロルミネッセンス層の前記電極対によって挾まれる
複数の部分を発光領域とする電界発光素子の製造方法で
あって、 基板上に複数の帯状第1電極層形成工程と、前記第1
電極を形成した基板上に正孔輸送層を連続する単一層と
して成膜して第1電極を基板と共に包囲する正孔輸送層
形成工程と、前記正孔輸送層上にかつ前記第1電極に沿
って複数の島状のエレクトロルミネッセンス層を並置し
て成膜するエレクトロルミネッセンス層形成工程と、 前記エレクトロルミネッセンス層上において前記第1
電極と交差するように複数の帯状第2電極を成膜する第
2電極層形成工程とを含むことを特徴とする。
[発明の作用] 本発明によれば、電界発光素子の一対の電極間に少な
くともEL層のみを連続的に積層せず独立積層体となすの
で、該素子へ電力を印加し発光させる時においてもクロ
ストーク及び「にじみ」が発生しない。
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図に実施例の有機物電界発光素子を示す。該電界
発光素子は、ガラス透明基板1上に、ITO等の複数の第
1電極としての透明電極2、正孔輸送層10,複数の独立
した有機物EL層14、透明電極2に交差する複数の第2電
極としての背面電極6を順に積層、形成したものであ
る。これでは、EL層として複数の島状発光領域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
々の発光領域を囲繞するように保護層15が積層されてい
る。
よって、実施例によれば、一対の電極2、6間の漏電
の要因であるEL層の周囲を介しての電子及び正孔が漏電
することはなくなる。
かかる電界発光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島状の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。
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、絶縁体層15を一様に成膜する。
このようにして、第1図に示す本発明の電界発光素子
が得られる。
また、他の実施例としては、第3図の有機物電界発光
素子の断面図に示すように、正孔輸送層10を、各画素に
共通して1層として形成せずに、EL層14と同様に島状に
独立して電極2の側面を覆うように形成すれば、さらに
漏電による発光の影響を防止することができる。
なお、第2図(a)ないし(b)及び第3図は第1図
のI−I線の断面に対応する断面図を示す。
上記実施例では有機物電界発光素子とした構造につい
て説明したが、無機物電界発光素子として無機物EL層を
独立に島状に形成してもよい。また、この場合、電極と
EL層との間に絶縁層又は誘電層を有する交流形として
も、電極とEL層との間に絶縁層を有さない直流形の電界
発光素子にしても適用できる。
発明の効果 以上の如く、本発明の電界発光素子によれば、互いに
対向する電極対の複数と電極間に配置されたEL層とから
なり、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島領域群からなるので、該素子へ
電力を印加し発光させる時においても発光領域のみが発
光し、発光領域の周囲のクロストークや発光の「にじ
み」が減少し、精細な画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による実施例の電界発光素子の部分切欠
斜視図、第2図は本発明による電界発光素子の製造中に
おける素子部材の部分断面図、第3図は本発明による他
の実施例の電界発光素子の部分断面図、第4図及び第5
図は従来の電界発光素子の部分断面図、第6図は従来の
電界発光素子の部分切欠斜視図、第7図は従来の電界発
光素子の部分平面図である。 主要部分の符号の説明 1……基板 2……透明電極 4、14……EL層 6……電極 15……保護層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,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】互いに対向する第1電極及び第2電極から
    なる電極対の複数と、前記電極対によって挟まれる複数
    の領域の各々に独立して存在する島領域群を形成しかつ
    有機化合物からなるエレクトロルミネッセンス層と、前
    記第1電極と前記エレクトロルミネッセンス層との間に
    配置される有機化合物からなる正孔輸送層と、からなる
    電界発光素子であって、 前記正孔輸送層は、前記電極対によって挟まれる複数の
    領域において前記第1電極の側面をも覆うように配置さ
    れていることを特徴とする電界発光素子。
  2. 【請求項2】前記正孔輸送層は、複数の帯状若しくは連
    続した単一層であることを特徴とする請求項1記載の電
    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
    間に配置された有機化合物からなるエレクトロルミネッ
    センス層とを有し、前記エレクトロルミネッセンス層の
    前記電極対によって挟まれる複数の部分を発光領域とす
    る電界発光素子の製造方法であって、 基板上に複数の帯状第1電極を成膜する第1電極層形成
    工程と、 前記第1電極を形成した基板上に正孔輸送層を連続する
    単一層として成膜して第1電極を基板と共に包囲する正
    孔輸送層形成工程と、 前記正孔輸送層上にかつ前記第1電極に沿って複数の島
    状のエレクトロルミネッセンス層を並置して成膜するエ
    レクトロルミネッセンス層形成工程と、 前記エレクトロルミネッセンス層上において前記第1電
    極と交差するように複数の帯状第2電極を成膜する第2
    電極層形成工程とを含むことを特徴とする電界発光素子
    の製造方法。
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