JP3775048B2 - 有機発光素子 - Google Patents
有機発光素子 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3775048B2 JP3775048B2 JP10233998A JP10233998A JP3775048B2 JP 3775048 B2 JP3775048 B2 JP 3775048B2 JP 10233998 A JP10233998 A JP 10233998A JP 10233998 A JP10233998 A JP 10233998A JP 3775048 B2 JP3775048 B2 JP 3775048B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- substrate
- light emitting
- organic
- organic light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 157
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 88
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 25
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 25
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 claims description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011368 organic material Substances 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 20
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 19
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 16
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- SJCKRGFTWFGHGZ-UHFFFAOYSA-N magnesium silver Chemical compound [Mg].[Ag] SJCKRGFTWFGHGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 7
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- -1 aluminum quinolinol Chemical compound 0.000 description 6
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DCZNSJVFOQPSRV-UHFFFAOYSA-N n,n-diphenyl-4-[4-(n-phenylanilino)phenyl]aniline Chemical compound C1=CC=CC=C1N(C=1C=CC(=CC=1)C=1C=CC(=CC=1)N(C=1C=CC=CC=1)C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 DCZNSJVFOQPSRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 206010027146 Melanoderma Diseases 0.000 description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- ONKCIMOQGCARHN-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-n-[4-[4-(3-methylanilino)phenyl]phenyl]aniline Chemical compound CC1=CC=CC(NC=2C=CC(=CC=2)C=2C=CC(NC=3C=C(C)C=CC=3)=CC=2)=C1 ONKCIMOQGCARHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- XXKRKYCPIGXMAM-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-3-(2-phenylphenyl)benzene Chemical group CC1=CC=CC(C=2C(=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 XXKRKYCPIGXMAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009125 cardiac resynchronization therapy Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010064127 Solar lentigo Diseases 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H01L51/5237—
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の有機発光素子の欠点を克服し、特に黒点の拡大を一定以下に抑制することにより、高信頼性、及び低価格を実現した有機発光素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高度情報化マルチメディア社会の発展に伴い、低消費電力・高画質の平板型表示素子の開発が活発化している。非発光型の液晶表示素子は低消費電力を特長としてその位置を確立し、携帯情報端末等への応用と更なる高性能化が進んでいる。一方、自発光型の表示素子は外光に影響されにくく、室内での認識が容易なことから、従来のＣＲＴの代替えや、更にはＣＲＴでは実現困難な大画面表示や超高精細表示の実現に向けて、電界発光型ディスプレイの開発が活発化している。
【０００３】
１９８７年にタンらが基板上に正孔注入用電極層、有機正孔輸送層、有機電子輸送性発光層、電子注入用電極層を付着形成することにより、低電圧で発光する有機ＥＬ素子を提案して以来、（参考文献：C.W.Tang et al. Appl. Phys. Lett. Vol.51, p.913 (1987)）、有機ＥＬディスプレイに関する研究開発がますます活発化している。最近では、文字表示素子や画像表示素子等これを用いたＥＬＤが試作されるに至っている。
【０００４】
タンらにより提案された従来の有機ＥＬ素子の概要を図５を用いて示す。
ガラス基板５１の上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の比較的大きなイオン化ポテンシャルを有し正孔の注入が容易な透明導電性薄膜からなる陽極５２が形成されている。次にその表面のほぼ全面にに正孔輸送層５４、及び電子輸送性の発光層５５が順次形成されている。そしてその表面に銀マグネシウム合金（ＡｇＭｇ）等の比較的低い仕事関数を有し電子の注入の容易な金属層からなる陰極５６が形成されている。更にその表面は保護層５７で被覆され、更に素子側にガラス容器５９が設置されその内部は不活性ガス６０で充填されている。
【０００５】
電子輸送性の発光層は一般的に金属に比較して低い仕事関数を有するが、ＡｇＭｇ合金等の低仕事関数を有する金属を陰極として用いることにより電子の注入とその輸送が比較的容易に実現できる。また、正孔輸送層は比較的大きなイオン化ポテンシャルを有するので、金（Ａｕ）や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等のイオン化ポテンシャルの大きな材料を陽極として用いることにより正孔の注入とその輸送が比較的容易に実現できる。そこで、陰極に対して陽極に正の直流電圧を印加することにより、陽極（ＩＴＯ）５２から正孔輸送層に正孔が注入され、また陰極５６から電子輸送性の発光層に電子が注入され、更に正孔輸送層と電子輸送層（発光層）の接合部近傍の発光層中でこれらが結合することにより励起子が形成され発光６１が生じる。この発光は透明電極及び基板を通して観測がなされる。勿論、正孔輸送性の有機発光層と電子輸送性の有機層を接合させ、正孔と電子を注入・輸送することによっても発光が得られる。
【０００６】
この発光原理は、ガリウム砒素等で形成された無機の発光ダイオードに類似しており、ＰＮ接合が形成された化合物半導体に電子と正孔を注入することにより接合部近傍で電子と正孔が再結合することによって生じる発光と対応させることができる。そして、電子輸送層はＮ型化合物半導体、正孔輸送層はＰ型化合物半導体に対比させるさせることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
有機発光素子においては、電荷注入層や発光層に用いられる有機ＥＬ媒体と陰極として用いる低仕事関数材料の耐湿性、耐酸化性が低いために信頼性が低く、素子の動作寿命に加えて保存寿命にも問題が残されていた。例えば、素子を空気中に放置するだけで、黒点と呼ばれる非発光部が発生し表示品質が低下し、しかも時間の経過とともにその黒点が拡大し、やがて素子全体の発光が生じなくなるという現象が生じ、実用上極めて深刻な問題であった。
【０００８】
黒点の発生する要因については不明な点も残されているが、製膜時に基板表面に付着していたダスト、並びに製膜後に付着するダスト、或いはピンホール等の少なくとも局所的な欠陥が核となって空気中の酸素や水分と反応することにより、有機層もしくは陰極層が剥離し、更に剥離された箇所が新たな欠陥となって更にそこに酸素や水が影響を及ぼすことにより、初期の点欠陥部を中心に黒点がその周辺部にどんどん拡大していくケースが殆どである。
【０００９】
黒点の発生を防ぐために製造時に発生する欠陥を完全に無くするという施策も考えられるが、有機薄膜の厚さが0.1μm程度と極めて薄いために、実質的にこれ以下の寸法のダスト等を除去することにより欠陥を排除することは不可能に近い。そこで、薄膜形成後に有機層や陰極層が直接水分や酸素にさらされないように素子の表面を樹脂等で被覆することにより黒点の拡大を防ぐという試みもなされてきた。しかし、一般的に有機物質からなる樹脂は耐溶剤性が低いために使用できる樹脂が限定され、また耐湿性が実用上十分に確保できる樹脂は殆ど皆無であった。そこで、結局、従来例にも示した様に、素子全体を完全に密封された容器中に封入するという必要性が生じていた。
ところが、素子全体を完全に密封された容器に封入することは、製造コストが高くなることに加え、表示素子が厚くなるとともに重量が増加し、特に薄型大画面表示を実現するには大きな支障があった。
【００１０】
以上に説明したように、従来の有機発光素子においては高信頼性のディスプレイを実現することが困難であり、更に低価格のカラーディスプレイを実施する事は極めて困難であった。
【００１１】
本発明は、この様な従来の有機発光素子の欠点を克服し、特に黒点の拡大を一定以下に抑制することにより、高信頼性、及び低価格の表示素子を実現するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は少なくとも一方が透明な二枚の基板間に形成され、一方の基板上に少なくとも陽極層、有機物質でなる発光層、及び陰極層を含んでなる複数の層が形成され、電流の注入により一定の画素部の発光層から発光が生じる有機発光素子において、前記発光層の形成された基板上に画素内部に更に微細形状を有する電流非注入領域が形成され、かつもう一方の保護基板と樹脂層を介して密着接合していることを特徴とする有機発光素子である。
【００１３】
本発明は、また、第一の基板上に形成された電極の表面の一部に、微小形状の絶縁層を形成し、更に発光層を含む有機薄膜並びにもう一方の電極を形成するプロセスと、第２の基板を第１の基板に対向配置させ、かつ基板間に樹脂を充填するプロセスからなることを特徴とする有機発光素子の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも一方が透明な二枚の基板と、前記二枚の基板のうちのいずれかの基板上に形成された、陽極層、有機物質でなる発光層を含む有機層、及び、陰極層を有する複数の層と、を備え、電流の注入により発光層が発光する有機発光素子であって、基板の上に突出した構造を有する支持層により、一画素が複数の発光部に分割され、前記支持層は該基板に対向する基板と直接または樹脂層を介して接触しているとともに、前記支持層の厚さは前記有機層の厚さより厚いことを特徴とする有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、支持層が絶縁膜からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、支持層が酸化シリコンまたはレジストからなることを特徴とする請求項１または２記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、支持層が、発光層が形成されている基板に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、支持層が、発光層が形成されていない基板に形成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、支持層が、発光部を包囲する構造であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、発光部の寸法が１００ミクロン以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、基板がフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１において、１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極２と少なくとも陽極層の表面に付着形成されかつ複数の微小孔を有する形状の酸化シリコンからなる約０．５μｍの絶縁層（支持層）３、陽極及び絶縁層の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層６、更に保護層としての酸化シリコン層７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して第２の基板９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層８が形成されている。陽極２と陰極６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流ブロック層３が形成されている部分では正孔が注入されず電流がブロックされ、この層の付着形成されていない微小電流注入領域３’に対応する複数の微小領域から発光する。そして透明な陽極２及びガラス基板１を透過して光が放出される。
【００２８】
（実施の形態２）
図３において、３１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極３２が分割されて形成されている。陽極及び基板の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層３５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層３６、更に保護層としての酸化シリコン層３７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して支持層４０の形成された第２の基板３９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層３８が形成されている。陽極３２と陰極３６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流非注入部３３では正孔が注入されず、結局陽極の形成された複数の微小領域が発光する。そして透明な陽極２及びガラス基板１を透過して光が放出される。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の具体例を説明する。
【００３０】
（実施例１）
以下、本発明の実施例について図１を参照しながら説明する。
図１において、１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極２と少なくとも陽極層の表面に付着形成されかつ複数の微小孔を有する形状の酸化シリコンからなる約０．５μｍの絶縁層（支持層）３、陽極及び絶縁層の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層６、更に保護層としての酸化シリコン層７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して第２の基板９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層８が形成されている。陽極２と陰極６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流ブロック層３が形成されている部分では正孔が注入されず電流がブロックされ、この層の付着形成されていない微小電流注入領域３’に対応する複数の微小領域から発光する。そして透明な陽極２及びガラス基板１を透過して光が放出される。この有機発光素子においては、発光部が互いに隣接した複数の微小領域で形成されているので、肉眼ではほぼ一様に発光しているように観察される。
【００３１】
次に本発明の有機発光素子の製造方法について図２を用いて説明する。
（ａ）２１はガラス基板である。ガラス基板にＩＴＯ（透明電極）２２’を一様に付着形成する。フォトリソグラフィーにより透明電極を周期５００μm、幅４９０μmの行電極２２に分割する。
【００３２】
（ｂ）表面全体に絶縁層（支持層）として０．５μmの厚さの酸化シリコン層（ＳｉＯ２）２３を形成する。
【００３３】
（ｃ）透明電極上の酸化シリコン層にフォトリソグラフィーにより互いに隣接して配置された複数の微小孔２３’を形成する。ここで微小孔の配列周期は５０μmであり微小孔の寸法は約４５μm角である。
【００３４】
（ｄ）次にその表面全体にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層２４、並びにアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる有機発光層２５を順次蒸着形成する。電子を注入するための銀マグネシウム合金でなる周期５００μm、幅４００μmの列電極２６をマスク蒸着法により形成する。最後に酸化シリコン膜を保護膜２７として蒸着形成する。
【００３５】
（ｅ）次にガラス基板２９を有機薄膜等の形成された基板に対向して設置する
（ｆ）基板の内部に紫外線硬化樹脂を、毛管現象を利用して充填させ、その後基板間に圧力を加えることにより二枚の基板をほぼ接触させる。そして紫外線を照射することにより樹脂を硬化させる。
【００３６】
以上の様にして形成された有機発光素子においては、表示画素の寸法は行電極と列電極の幅でほぼ決定されるので約５００μm角となる。しかし、述べた様に電流注入領域は５０μm以下の微小孔領域に分割されているので、一画素も複数（８０個）の発光部に分割されている。しかし、この分割された発光部の個々の寸法は肉眼で識別できる限界以下の微小寸法でありかつ互いに隣接しているので、肉眼ではほぼ一様に発光しているように観察される。
【００３７】
本発明の有機発光素子においても、従来と同様、製造プロセスにおいてダスト等の欠陥を完全に除去することは不可能であるので、既に述べたようにこの欠陥が存在する発光部においては黒点が発生することはまぬがれえない。しかし、微小に分割された各発光部の有機層や陰極層は樹脂層と基板、及び支持層によりほぼ完全に外気の水分等を遮断されているので黒点が広がる速度は遅い。しかも、例え広がったとしても微小領域に分割された各発光部は電流が注入されない電流非注入領域の上部の支持層が対向基板に接触しているので陰極のはがれ等により発生する黒点が隣接する発光部に広がることはない。従ってたとえ黒点が発生して拡大したとしてもこの広がりがは寸法の微小発光領域、もしくはその近傍に限定され、発光部全体に拡大することはない。
【００３８】
その結果、従来の様な非発光領域の拡大に伴う大きな輝度劣化を抑制することが可能となる。しかも特定の微小発光領域においては非発光部黒点が発生し拡大するもののた非発光部が拡大してもその領域は各微小発光部の寸法である５０ミクロン程度に限定されるために肉眼で観測されることはない。勿論、互いに隣接しあう複数の発光部において同時に黒点が発生する場合には肉眼で非発光部が観測されることになるが、この確率は極めて小さく実用上問題にはならない。
【００３９】
また、樹脂層を介して保護基板と接触させる時に支持層が形成されているので発光部が保護基板と直接接触することはないので、実装時の欠陥発生を生じることもない。
【００４０】
以上、実施例を用いて示した様に、本発明においては従来のような複雑な封止手段を講じなくとも、比較的簡単な素子構成で信頼性の高い表示素子を実現することが可能である。
【００４１】
実施例においては絶縁層の厚さを約０．５μmにしたが必ずしもこれに限定されることはない。しかし第１の基板と第２の基板を密着する過程において少なくとも有機層の厚さ以上に設定することにより有機層にかかる圧力を緩和することができるので、素子の信頼性と歩留まりを向上させることができる。また、以上の実施例では微小領域の配置周期を５０μm、寸法を４５μmとしたが必ずしもこれに限定されず、両者ともにこれ以下であってもよい。また、電極構造を複数の行電極と複数の列電極が互いに直交するマトリクス形状にしたが、複数の分割電極と共通電極でなるセグメント形状であってもよい。
【００４２】
一方上記の実施例においても、素子を構成する有機層としてＴＰＤからなる正孔輸送層とＡlｑからなる電子輸送性の発光層を用いているが、必ずしもこの材料には限定されない。また発光層が電子輸送性の有機層と正孔輸送性の有機層の間に介在されていてもよく、また発光効率を高めるために異なる有機色素材料が添加されていてもよい。更にキャリア輸送層、発光層に加えて、正孔注入層、電子注入層等が付加されていてもよい。また、本実施例においては発光領域を微小領域に分割する電流ブロック層として酸化シリコンを用いているが、必ずしもこれには限定されず、他の絶縁材料であってもよい。また、電極材料として陽極にＩＴＯ、陰極に銀マグネシウム合金を用いているが、必ずしもこれには限定されないことは自明である。
【００４３】
本実施例では発光領域分離層として支持層を形成することにより、発光部を構造的かつ電気的に分割しているが、必ずしも支持層を形成しなくても電流非注入領域により電気的に分離されていれば、黒点の拡大が抑制される。
【００４４】
また、本実施例ではガラス基板を用いているが、フレキシブル基板や大型基板に素子を形成する場合により大きな効果を発揮することができる。即ち、従来の素子構造では、二枚のフレキシブル基板や大型基板を一様に間隔をなして保持することは困難であり、素子作製時や使用時に二枚の基板が接触し欠陥が発生し、さらに黒点として拡大する可能性が極めて高い。
【００４５】
（実施例２）
実施例１においては、第１の基板に形成された絶縁層（支持層）により構成された電流非注入領域により発光部が分離されていることを特徴とする有機発光素子を示したが、第２の基板に支持層を形成してもよい。
【００４６】
以下、本発明の第２の実施例に係わる発光素子について図３を参照しながら説明する。
【００４７】
図３において、３１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極３２が分割されて形成されている。陽極及び基板の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層３４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層３５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層３６、更に保護層としての酸化シリコン層３７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して支持層４０の形成された第２の基板３９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層３８が形成されている。陽極３２と陰極３６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流非注入部３３では正孔が注入されず、結局陽極の形成された複数の微小領域が発光する。そして透明な陽極３２及びガラス基板３１を透過して光が放出される。この有機発光素子においては、発光部が互いに隣接した複数の微小領域で形成されているので、肉眼ではほぼ一様に発光しているように観察される。
【００４８】
次に、本発明の有機発光素子の製造方法について図４を用いて説明する。
（ａ）４１はガラス基板である。ガラス基板にＩＴＯ（透明電極）４２’を一様に付着形成する。
【００４９】
（ｂ）フォトリソグラフィーにより透明電極を周期５００μm、幅４９０μmの行電極４２に分割し、更に電流非注入部４３を形成する。
【００５０】
（ｃ）次にその表面全体にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４４、並びにアルミキノリノール錯体（Ａlｑ [tris (8-hydroxyquino) aluminium]）からなる有機発光層４５を順次蒸着形成する。電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる周期５００μm、幅４００μmの列電極４６をマスク蒸着法により形成する。最後に酸化シリコン膜を保護膜４７として蒸着形成する。
【００５１】
（ｄ）次にガラス基板４８に支持層となるレジスト層（約１μm）を形成する。
【００５２】
（ｅ）そして、フォトリソグラフィーによりレジストを微小形状に加工し支持層を形成する。
【００５３】
（ｆ）そしてこの基板を有機薄膜等の形成された第１の基板に対向して設置する
（ｇ）基板の内部に紫外線硬化樹脂を、毛管現象を利用して充填させ、その後基板間に圧力を加えることにより二枚の基板をほぼ接触させる。そして紫外線を照射することにより樹脂を硬化させる。
【００５４】
本発明の有機発光素子においても、従来と同様、製造プロセスにおいてダスト等の欠陥を完全に除去することは不可能でり、既に述べたようにこの欠陥が存在する発光部においては黒点が発生する。しかし、各発光部の有機層や陰極層は樹脂層と基板と支持層によりほぼ完全に外気の水分等を遮断されているので黒点が広がる速度は遅い。しかも、例え広がったとしても電流の注入されない電流非注入領域（電流ブロック領域）には黒点が広がることがない。従って黒点が発生して拡大したとしてもこの広がりがは寸法の微小発光領域に限定され、隣接する発光部に影響することはない。
【００５５】
なお、実施例においては、支持層の厚さを約１μｍにしたが必ずしもこれに限定されることはない。しかし第１の基板と第２の基板を密着する過程において少なくとも有機層の厚さ以上に設定することにより有機層にかかる圧力を緩和することができるので、素子の信頼性と歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
以上、実施例を用いて示した様に、本発明においては従来のような複雑な封止手段を講じなくとも、比較的簡単な素子構成で信頼性の高い表示素子を実現することが可能である。
【００５７】
なお、電極構造を複数の行電極と複数の列電極が互いに直交するマトリクス形状にしたが、複数の分割電極と共通電極でなるセグメント形状であってもよい。
【００５８】
一方、上記の実施例においては、素子を構成する有機層としてＴＰＤでなる正孔輸送層とＡlｑでなる電子輸送性の発光層を用いているが、必ずしもこの材料には限定されない。
【００５９】
なお、発光層が電子輸送性の有機層と正孔輸送性の有機層の間に介在されていてもよく、また発光効率を高めるために異なる有機色素材料が添加されていてもよい。更にキャリア輸送層、発光層に加えて、正孔注入層、電子注入層等が付加されていてもよい。
【００６０】
なお、本実施例においては発光領域を微小領域に分割する電流ブロック層としてレジスト層を用いているが、必ずしもこれには限定されず、他の絶縁材料であってもよい。
【００６１】
なお、電極材料として陽極にＩＴＯ、陰極に銀マグネシウム合金を用いているが、必ずしもこれには限定されないことは自明である。
【００６２】
【発明の効果】
以上、実施例を用いて示した様に、本発明においては従来のような複雑な封止手段を講じなくとも、比較的簡単な素子構成で信頼性の高い表示素子を実現することが可能である。
【００６３】
以上の実施例で示した様に、本発明は従来の有機電界発光素子の欠点を克服し、従来にはない高信頼性・高精細の自発光型の平板型表示素子を提供するものであり、産業上極めて大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる有機発光素子の断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係わる有機発光素子の製造工程を示す図
【図３】本発明の実施の形態２に係わる有機発光素子の断面図
【図４】本発明の実施の形態２に係わる有機発光素子の製造工程を示す図
【図５】従来の有機発光素子の概略構造を示す図
【符号の説明】
１、２１ ガラス基板
２、２２ 陽極（ＩＴＯ）
３、２３ 支持層（絶縁層）
４、２４ 正孔輸送層
５、２５ 発光層
６、２６ 陰極（ＡｇＭｇ）
７、２７ 保護層
８、２８ 樹脂層
９、２９ 基板
２３” 微小孔
３１、４１ ガラス基板
３２、４２ 陽極（ＩＴＯ）
３３、４３ 支持層（絶縁層）
３４、４４ 正孔輸送層
３５、４５ 発光層
３６、４６ 陰極（ＡｇＭｇ）
３７、４７ 保護層
３８、５０ 樹脂層
３９、４８ 基板
４０、４９ 支持層
【発明の属する技術分野】
本発明は、従来の有機発光素子の欠点を克服し、特に黒点の拡大を一定以下に抑制することにより、高信頼性、及び低価格を実現した有機発光素子及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高度情報化マルチメディア社会の発展に伴い、低消費電力・高画質の平板型表示素子の開発が活発化している。非発光型の液晶表示素子は低消費電力を特長としてその位置を確立し、携帯情報端末等への応用と更なる高性能化が進んでいる。一方、自発光型の表示素子は外光に影響されにくく、室内での認識が容易なことから、従来のＣＲＴの代替えや、更にはＣＲＴでは実現困難な大画面表示や超高精細表示の実現に向けて、電界発光型ディスプレイの開発が活発化している。
【０００３】
１９８７年にタンらが基板上に正孔注入用電極層、有機正孔輸送層、有機電子輸送性発光層、電子注入用電極層を付着形成することにより、低電圧で発光する有機ＥＬ素子を提案して以来、（参考文献：C.W.Tang et al. Appl. Phys. Lett. Vol.51, p.913 (1987)）、有機ＥＬディスプレイに関する研究開発がますます活発化している。最近では、文字表示素子や画像表示素子等これを用いたＥＬＤが試作されるに至っている。
【０００４】
タンらにより提案された従来の有機ＥＬ素子の概要を図５を用いて示す。
ガラス基板５１の上に酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等の比較的大きなイオン化ポテンシャルを有し正孔の注入が容易な透明導電性薄膜からなる陽極５２が形成されている。次にその表面のほぼ全面にに正孔輸送層５４、及び電子輸送性の発光層５５が順次形成されている。そしてその表面に銀マグネシウム合金（ＡｇＭｇ）等の比較的低い仕事関数を有し電子の注入の容易な金属層からなる陰極５６が形成されている。更にその表面は保護層５７で被覆され、更に素子側にガラス容器５９が設置されその内部は不活性ガス６０で充填されている。
【０００５】
電子輸送性の発光層は一般的に金属に比較して低い仕事関数を有するが、ＡｇＭｇ合金等の低仕事関数を有する金属を陰極として用いることにより電子の注入とその輸送が比較的容易に実現できる。また、正孔輸送層は比較的大きなイオン化ポテンシャルを有するので、金（Ａｕ）や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）等のイオン化ポテンシャルの大きな材料を陽極として用いることにより正孔の注入とその輸送が比較的容易に実現できる。そこで、陰極に対して陽極に正の直流電圧を印加することにより、陽極（ＩＴＯ）５２から正孔輸送層に正孔が注入され、また陰極５６から電子輸送性の発光層に電子が注入され、更に正孔輸送層と電子輸送層（発光層）の接合部近傍の発光層中でこれらが結合することにより励起子が形成され発光６１が生じる。この発光は透明電極及び基板を通して観測がなされる。勿論、正孔輸送性の有機発光層と電子輸送性の有機層を接合させ、正孔と電子を注入・輸送することによっても発光が得られる。
【０００６】
この発光原理は、ガリウム砒素等で形成された無機の発光ダイオードに類似しており、ＰＮ接合が形成された化合物半導体に電子と正孔を注入することにより接合部近傍で電子と正孔が再結合することによって生じる発光と対応させることができる。そして、電子輸送層はＮ型化合物半導体、正孔輸送層はＰ型化合物半導体に対比させるさせることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
有機発光素子においては、電荷注入層や発光層に用いられる有機ＥＬ媒体と陰極として用いる低仕事関数材料の耐湿性、耐酸化性が低いために信頼性が低く、素子の動作寿命に加えて保存寿命にも問題が残されていた。例えば、素子を空気中に放置するだけで、黒点と呼ばれる非発光部が発生し表示品質が低下し、しかも時間の経過とともにその黒点が拡大し、やがて素子全体の発光が生じなくなるという現象が生じ、実用上極めて深刻な問題であった。
【０００８】
黒点の発生する要因については不明な点も残されているが、製膜時に基板表面に付着していたダスト、並びに製膜後に付着するダスト、或いはピンホール等の少なくとも局所的な欠陥が核となって空気中の酸素や水分と反応することにより、有機層もしくは陰極層が剥離し、更に剥離された箇所が新たな欠陥となって更にそこに酸素や水が影響を及ぼすことにより、初期の点欠陥部を中心に黒点がその周辺部にどんどん拡大していくケースが殆どである。
【０００９】
黒点の発生を防ぐために製造時に発生する欠陥を完全に無くするという施策も考えられるが、有機薄膜の厚さが0.1μm程度と極めて薄いために、実質的にこれ以下の寸法のダスト等を除去することにより欠陥を排除することは不可能に近い。そこで、薄膜形成後に有機層や陰極層が直接水分や酸素にさらされないように素子の表面を樹脂等で被覆することにより黒点の拡大を防ぐという試みもなされてきた。しかし、一般的に有機物質からなる樹脂は耐溶剤性が低いために使用できる樹脂が限定され、また耐湿性が実用上十分に確保できる樹脂は殆ど皆無であった。そこで、結局、従来例にも示した様に、素子全体を完全に密封された容器中に封入するという必要性が生じていた。
ところが、素子全体を完全に密封された容器に封入することは、製造コストが高くなることに加え、表示素子が厚くなるとともに重量が増加し、特に薄型大画面表示を実現するには大きな支障があった。
【００１０】
以上に説明したように、従来の有機発光素子においては高信頼性のディスプレイを実現することが困難であり、更に低価格のカラーディスプレイを実施する事は極めて困難であった。
【００１１】
本発明は、この様な従来の有機発光素子の欠点を克服し、特に黒点の拡大を一定以下に抑制することにより、高信頼性、及び低価格の表示素子を実現するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は少なくとも一方が透明な二枚の基板間に形成され、一方の基板上に少なくとも陽極層、有機物質でなる発光層、及び陰極層を含んでなる複数の層が形成され、電流の注入により一定の画素部の発光層から発光が生じる有機発光素子において、前記発光層の形成された基板上に画素内部に更に微細形状を有する電流非注入領域が形成され、かつもう一方の保護基板と樹脂層を介して密着接合していることを特徴とする有機発光素子である。
【００１３】
本発明は、また、第一の基板上に形成された電極の表面の一部に、微小形状の絶縁層を形成し、更に発光層を含む有機薄膜並びにもう一方の電極を形成するプロセスと、第２の基板を第１の基板に対向配置させ、かつ基板間に樹脂を充填するプロセスからなることを特徴とする有機発光素子の製造方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、少なくとも一方が透明な二枚の基板と、前記二枚の基板のうちのいずれかの基板上に形成された、陽極層、有機物質でなる発光層を含む有機層、及び、陰極層を有する複数の層と、を備え、電流の注入により発光層が発光する有機発光素子であって、基板の上に突出した構造を有する支持層により、一画素が複数の発光部に分割され、前記支持層は該基板に対向する基板と直接または樹脂層を介して接触しているとともに、前記支持層の厚さは前記有機層の厚さより厚いことを特徴とする有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、支持層が絶縁膜からなることを特徴とする請求項１に記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、支持層が酸化シリコンまたはレジストからなることを特徴とする請求項１または２記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、支持層が、発光層が形成されている基板に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、支持層が、発光層が形成されていない基板に形成されている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、支持層が、発光部を包囲する構造であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、発光部の寸法が１００ミクロン以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、基板がフレキシブル基板であることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の有機発光素子としたものであり、高信頼性、低価格の表示素子を実現するという作用を有する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１において、１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極２と少なくとも陽極層の表面に付着形成されかつ複数の微小孔を有する形状の酸化シリコンからなる約０．５μｍの絶縁層（支持層）３、陽極及び絶縁層の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層６、更に保護層としての酸化シリコン層７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して第２の基板９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層８が形成されている。陽極２と陰極６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流ブロック層３が形成されている部分では正孔が注入されず電流がブロックされ、この層の付着形成されていない微小電流注入領域３’に対応する複数の微小領域から発光する。そして透明な陽極２及びガラス基板１を透過して光が放出される。
【００２８】
（実施の形態２）
図３において、３１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極３２が分割されて形成されている。陽極及び基板の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層３５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層３６、更に保護層としての酸化シリコン層３７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して支持層４０の形成された第２の基板３９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層３８が形成されている。陽極３２と陰極３６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流非注入部３３では正孔が注入されず、結局陽極の形成された複数の微小領域が発光する。そして透明な陽極２及びガラス基板１を透過して光が放出される。
【００２９】
【実施例】
次に、本発明の具体例を説明する。
【００３０】
（実施例１）
以下、本発明の実施例について図１を参照しながら説明する。
図１において、１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極２と少なくとも陽極層の表面に付着形成されかつ複数の微小孔を有する形状の酸化シリコンからなる約０．５μｍの絶縁層（支持層）３、陽極及び絶縁層の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層６、更に保護層としての酸化シリコン層７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して第２の基板９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層８が形成されている。陽極２と陰極６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流ブロック層３が形成されている部分では正孔が注入されず電流がブロックされ、この層の付着形成されていない微小電流注入領域３’に対応する複数の微小領域から発光する。そして透明な陽極２及びガラス基板１を透過して光が放出される。この有機発光素子においては、発光部が互いに隣接した複数の微小領域で形成されているので、肉眼ではほぼ一様に発光しているように観察される。
【００３１】
次に本発明の有機発光素子の製造方法について図２を用いて説明する。
（ａ）２１はガラス基板である。ガラス基板にＩＴＯ（透明電極）２２’を一様に付着形成する。フォトリソグラフィーにより透明電極を周期５００μm、幅４９０μmの行電極２２に分割する。
【００３２】
（ｂ）表面全体に絶縁層（支持層）として０．５μmの厚さの酸化シリコン層（ＳｉＯ２）２３を形成する。
【００３３】
（ｃ）透明電極上の酸化シリコン層にフォトリソグラフィーにより互いに隣接して配置された複数の微小孔２３’を形成する。ここで微小孔の配列周期は５０μmであり微小孔の寸法は約４５μm角である。
【００３４】
（ｄ）次にその表面全体にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層２４、並びにアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる有機発光層２５を順次蒸着形成する。電子を注入するための銀マグネシウム合金でなる周期５００μm、幅４００μmの列電極２６をマスク蒸着法により形成する。最後に酸化シリコン膜を保護膜２７として蒸着形成する。
【００３５】
（ｅ）次にガラス基板２９を有機薄膜等の形成された基板に対向して設置する
（ｆ）基板の内部に紫外線硬化樹脂を、毛管現象を利用して充填させ、その後基板間に圧力を加えることにより二枚の基板をほぼ接触させる。そして紫外線を照射することにより樹脂を硬化させる。
【００３６】
以上の様にして形成された有機発光素子においては、表示画素の寸法は行電極と列電極の幅でほぼ決定されるので約５００μm角となる。しかし、述べた様に電流注入領域は５０μm以下の微小孔領域に分割されているので、一画素も複数（８０個）の発光部に分割されている。しかし、この分割された発光部の個々の寸法は肉眼で識別できる限界以下の微小寸法でありかつ互いに隣接しているので、肉眼ではほぼ一様に発光しているように観察される。
【００３７】
本発明の有機発光素子においても、従来と同様、製造プロセスにおいてダスト等の欠陥を完全に除去することは不可能であるので、既に述べたようにこの欠陥が存在する発光部においては黒点が発生することはまぬがれえない。しかし、微小に分割された各発光部の有機層や陰極層は樹脂層と基板、及び支持層によりほぼ完全に外気の水分等を遮断されているので黒点が広がる速度は遅い。しかも、例え広がったとしても微小領域に分割された各発光部は電流が注入されない電流非注入領域の上部の支持層が対向基板に接触しているので陰極のはがれ等により発生する黒点が隣接する発光部に広がることはない。従ってたとえ黒点が発生して拡大したとしてもこの広がりがは寸法の微小発光領域、もしくはその近傍に限定され、発光部全体に拡大することはない。
【００３８】
その結果、従来の様な非発光領域の拡大に伴う大きな輝度劣化を抑制することが可能となる。しかも特定の微小発光領域においては非発光部黒点が発生し拡大するもののた非発光部が拡大してもその領域は各微小発光部の寸法である５０ミクロン程度に限定されるために肉眼で観測されることはない。勿論、互いに隣接しあう複数の発光部において同時に黒点が発生する場合には肉眼で非発光部が観測されることになるが、この確率は極めて小さく実用上問題にはならない。
【００３９】
また、樹脂層を介して保護基板と接触させる時に支持層が形成されているので発光部が保護基板と直接接触することはないので、実装時の欠陥発生を生じることもない。
【００４０】
以上、実施例を用いて示した様に、本発明においては従来のような複雑な封止手段を講じなくとも、比較的簡単な素子構成で信頼性の高い表示素子を実現することが可能である。
【００４１】
実施例においては絶縁層の厚さを約０．５μmにしたが必ずしもこれに限定されることはない。しかし第１の基板と第２の基板を密着する過程において少なくとも有機層の厚さ以上に設定することにより有機層にかかる圧力を緩和することができるので、素子の信頼性と歩留まりを向上させることができる。また、以上の実施例では微小領域の配置周期を５０μm、寸法を４５μmとしたが必ずしもこれに限定されず、両者ともにこれ以下であってもよい。また、電極構造を複数の行電極と複数の列電極が互いに直交するマトリクス形状にしたが、複数の分割電極と共通電極でなるセグメント形状であってもよい。
【００４２】
一方上記の実施例においても、素子を構成する有機層としてＴＰＤからなる正孔輸送層とＡlｑからなる電子輸送性の発光層を用いているが、必ずしもこの材料には限定されない。また発光層が電子輸送性の有機層と正孔輸送性の有機層の間に介在されていてもよく、また発光効率を高めるために異なる有機色素材料が添加されていてもよい。更にキャリア輸送層、発光層に加えて、正孔注入層、電子注入層等が付加されていてもよい。また、本実施例においては発光領域を微小領域に分割する電流ブロック層として酸化シリコンを用いているが、必ずしもこれには限定されず、他の絶縁材料であってもよい。また、電極材料として陽極にＩＴＯ、陰極に銀マグネシウム合金を用いているが、必ずしもこれには限定されないことは自明である。
【００４３】
本実施例では発光領域分離層として支持層を形成することにより、発光部を構造的かつ電気的に分割しているが、必ずしも支持層を形成しなくても電流非注入領域により電気的に分離されていれば、黒点の拡大が抑制される。
【００４４】
また、本実施例ではガラス基板を用いているが、フレキシブル基板や大型基板に素子を形成する場合により大きな効果を発揮することができる。即ち、従来の素子構造では、二枚のフレキシブル基板や大型基板を一様に間隔をなして保持することは困難であり、素子作製時や使用時に二枚の基板が接触し欠陥が発生し、さらに黒点として拡大する可能性が極めて高い。
【００４５】
（実施例２）
実施例１においては、第１の基板に形成された絶縁層（支持層）により構成された電流非注入領域により発光部が分離されていることを特徴とする有機発光素子を示したが、第２の基板に支持層を形成してもよい。
【００４６】
以下、本発明の第２の実施例に係わる発光素子について図３を参照しながら説明する。
【００４７】
図３において、３１はガラス基板である。その表面には正孔を注入するための酸化インジウム錫でなる透明な陽極３２が分割されて形成されている。陽極及び基板の表面に一様に形成された、トリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層３４、及び同様に一様に形成されたアルミキノリノール錯体（Ａlｑ[tris(8-hydroxyquino)aluminium]）からなる電子輸送性の有機発光層３５、及び電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる陰極層３６、更に保護層としての酸化シリコン層３７が順次形成されている。また、これらの膜の形成された基板に対向して支持層４０の形成された第２の基板３９が設置され、これらの基板の間には樹脂が充填され樹脂層３８が形成されている。陽極３２と陰極３６の間に電界を印加するとそれぞれの電極から有機発光層に正孔と電子が注入されるが、電流非注入部３３では正孔が注入されず、結局陽極の形成された複数の微小領域が発光する。そして透明な陽極３２及びガラス基板３１を透過して光が放出される。この有機発光素子においては、発光部が互いに隣接した複数の微小領域で形成されているので、肉眼ではほぼ一様に発光しているように観察される。
【００４８】
次に、本発明の有機発光素子の製造方法について図４を用いて説明する。
（ａ）４１はガラス基板である。ガラス基板にＩＴＯ（透明電極）４２’を一様に付着形成する。
【００４９】
（ｂ）フォトリソグラフィーにより透明電極を周期５００μm、幅４９０μmの行電極４２に分割し、更に電流非注入部４３を形成する。
【００５０】
（ｃ）次にその表面全体にトリフェニルジアミン（ＴＰＤ[N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine]）からなる正孔輸送層４４、並びにアルミキノリノール錯体（Ａlｑ [tris (8-hydroxyquino) aluminium]）からなる有機発光層４５を順次蒸着形成する。電子を注入するための銀マグネシウム合金からなる周期５００μm、幅４００μmの列電極４６をマスク蒸着法により形成する。最後に酸化シリコン膜を保護膜４７として蒸着形成する。
【００５１】
（ｄ）次にガラス基板４８に支持層となるレジスト層（約１μm）を形成する。
【００５２】
（ｅ）そして、フォトリソグラフィーによりレジストを微小形状に加工し支持層を形成する。
【００５３】
（ｆ）そしてこの基板を有機薄膜等の形成された第１の基板に対向して設置する
（ｇ）基板の内部に紫外線硬化樹脂を、毛管現象を利用して充填させ、その後基板間に圧力を加えることにより二枚の基板をほぼ接触させる。そして紫外線を照射することにより樹脂を硬化させる。
【００５４】
本発明の有機発光素子においても、従来と同様、製造プロセスにおいてダスト等の欠陥を完全に除去することは不可能でり、既に述べたようにこの欠陥が存在する発光部においては黒点が発生する。しかし、各発光部の有機層や陰極層は樹脂層と基板と支持層によりほぼ完全に外気の水分等を遮断されているので黒点が広がる速度は遅い。しかも、例え広がったとしても電流の注入されない電流非注入領域（電流ブロック領域）には黒点が広がることがない。従って黒点が発生して拡大したとしてもこの広がりがは寸法の微小発光領域に限定され、隣接する発光部に影響することはない。
【００５５】
なお、実施例においては、支持層の厚さを約１μｍにしたが必ずしもこれに限定されることはない。しかし第１の基板と第２の基板を密着する過程において少なくとも有機層の厚さ以上に設定することにより有機層にかかる圧力を緩和することができるので、素子の信頼性と歩留まりを向上させることができる。
【００５６】
以上、実施例を用いて示した様に、本発明においては従来のような複雑な封止手段を講じなくとも、比較的簡単な素子構成で信頼性の高い表示素子を実現することが可能である。
【００５７】
なお、電極構造を複数の行電極と複数の列電極が互いに直交するマトリクス形状にしたが、複数の分割電極と共通電極でなるセグメント形状であってもよい。
【００５８】
一方、上記の実施例においては、素子を構成する有機層としてＴＰＤでなる正孔輸送層とＡlｑでなる電子輸送性の発光層を用いているが、必ずしもこの材料には限定されない。
【００５９】
なお、発光層が電子輸送性の有機層と正孔輸送性の有機層の間に介在されていてもよく、また発光効率を高めるために異なる有機色素材料が添加されていてもよい。更にキャリア輸送層、発光層に加えて、正孔注入層、電子注入層等が付加されていてもよい。
【００６０】
なお、本実施例においては発光領域を微小領域に分割する電流ブロック層としてレジスト層を用いているが、必ずしもこれには限定されず、他の絶縁材料であってもよい。
【００６１】
なお、電極材料として陽極にＩＴＯ、陰極に銀マグネシウム合金を用いているが、必ずしもこれには限定されないことは自明である。
【００６２】
【発明の効果】
以上、実施例を用いて示した様に、本発明においては従来のような複雑な封止手段を講じなくとも、比較的簡単な素子構成で信頼性の高い表示素子を実現することが可能である。
【００６３】
以上の実施例で示した様に、本発明は従来の有機電界発光素子の欠点を克服し、従来にはない高信頼性・高精細の自発光型の平板型表示素子を提供するものであり、産業上極めて大きな効果が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係わる有機発光素子の断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係わる有機発光素子の製造工程を示す図
【図３】本発明の実施の形態２に係わる有機発光素子の断面図
【図４】本発明の実施の形態２に係わる有機発光素子の製造工程を示す図
【図５】従来の有機発光素子の概略構造を示す図
【符号の説明】
１、２１ ガラス基板
２、２２ 陽極（ＩＴＯ）
３、２３ 支持層（絶縁層）
４、２４ 正孔輸送層
５、２５ 発光層
６、２６ 陰極（ＡｇＭｇ）
７、２７ 保護層
８、２８ 樹脂層
９、２９ 基板
２３” 微小孔
３１、４１ ガラス基板
３２、４２ 陽極（ＩＴＯ）
３３、４３ 支持層（絶縁層）
３４、４４ 正孔輸送層
３５、４５ 発光層
３６、４６ 陰極（ＡｇＭｇ）
３７、４７ 保護層
３８、５０ 樹脂層
３９、４８ 基板
４０、４９ 支持層
Claims (8)
- 少なくとも一方が透明な二枚の基板と、
前記二枚の基板のうちのいずれかの基板上に形成された、陽極層、有機物質でなる発光層を含む有機層、及び、陰極層を有する複数の層と、を備え、
電流の注入により発光層が発光する有機発光素子であって、
基板の上に突出した構造を有する支持層により、一画素が複数の発光部に分割され、
前記支持層は該基板に対向する基板と直接または樹脂層を介して接触しているとともに、前記支持層の厚さは前記有機層の厚さより厚いことを特徴とする有機発光素子。 - 支持層が絶縁膜からなることを特徴とする請求項１記載の有機発光素子。
- 支持層が酸化シリコンまたはレジストからなることを特徴とする請求項１または２記載の有機発光素子。
- 支持層が、発光層が形成されている基板に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子。
- 支持層が、発光層が形成されていない基板に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機発光素子。
- 支持層が、発光部を包囲する構造であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の有機発光素子。
- 発光部の寸法が、１００ミクロン以下であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の有機発光素子。
- 基板が、フレキシブル基板であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の有機発光素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10233998A JP3775048B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 有機発光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10233998A JP3775048B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 有機発光素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297476A JPH11297476A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3775048B2 true JP3775048B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=14324759
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10233998A Expired - Lifetime JP3775048B2 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 有機発光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3775048B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4827294B2 (ja) * | 1999-11-29 | 2011-11-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 成膜装置及び発光装置の作製方法 |
| US6559594B2 (en) | 2000-02-03 | 2003-05-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Light-emitting device |
| CN1905126A (zh) * | 2000-11-27 | 2007-01-31 | 精工爱普生株式会社 | 有机电致发光装置及其电子装置 |
| KR100413856B1 (ko) * | 2001-08-23 | 2004-01-07 | 씨엘디 주식회사 | 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법 |
| KR100415433B1 (ko) * | 2001-09-06 | 2004-01-24 | 씨엘디 주식회사 | 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법 |
| KR20030030792A (ko) * | 2001-10-12 | 2003-04-18 | 씨엘디 주식회사 | 유기 전계 발광 소자 및 그의 제조 방법 |
| JP3724725B2 (ja) | 2001-11-01 | 2005-12-07 | ソニー株式会社 | 表示装置の製造方法 |
| JP4880455B2 (ja) * | 2003-06-16 | 2012-02-22 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 電子発光素子に対するバリア・ラミネート |
| JP4497156B2 (ja) * | 2004-02-26 | 2010-07-07 | セイコーエプソン株式会社 | 有機エレクトロルミネッセンス装置及び電子機器 |
| KR101320173B1 (ko) | 2011-05-12 | 2013-10-22 | 삼성전기주식회사 | 유기 발광 다이오드 및 이의 제조방법 |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10233998A patent/JP3775048B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11297476A (ja) | 1999-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100478525B1 (ko) | 광 누출이 없고 개선된 광 추출 효율을 갖는 전기발광체를이용한 발광 소자 및 표시 장치 | |
| KR100819864B1 (ko) | 유기전기발광소자 | |
| JP6751459B2 (ja) | 有機エレクトロルミネッセンス照明パネル、その製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス照明装置 | |
| KR101570535B1 (ko) | 유기발광다이오드 표시장치의 제조방법 | |
| JP2007128901A (ja) | 平板表示装置及びその製造方法 | |
| JP2000100558A (ja) | 発光装置 | |
| US6972518B2 (en) | Device having a protective seal for emitting electromagnetic radiation and process for producing the device | |
| KR20190071795A (ko) | Oled 기판 및 그 제조 방법 | |
| JPH10208883A (ja) | 発光装置とその製造方法 | |
| JP3775048B2 (ja) | 有機発光素子 | |
| KR101197758B1 (ko) | 유기전계발광소자 | |
| JPH08279628A (ja) | 電界発光素子 | |
| JP4405638B2 (ja) | ディスプレイおよびその製造方法 | |
| JPH10189238A (ja) | 光学的素子及びその製造方法 | |
| KR20070033228A (ko) | 유기 전계 발광소자 및 이의 제조방법 | |
| KR100782938B1 (ko) | 능동행렬 유기전기발광소자 및 그의 제조 방법 | |
| KR20020004470A (ko) | 유기전계발광소자 | |
| JP2004095251A (ja) | Ｅｌ装置、及びその製造方法 | |
| KR100528911B1 (ko) | 유기 전계 발광 표시 장치 | |
| JP2005353287A (ja) | 有機ｅｌ素子及びその製造方法 | |
| JPH11273869A (ja) | 有機発光素子及びその製造方法 | |
| KR100631121B1 (ko) | 유기전계발광표시소자 및 그 제조방법 | |
| TWI220852B (en) | An organic light emitting diode structure | |
| JP2006228493A (ja) | 有機エレクトロルミネセンス素子およびその製造方法 | |
| JP2000123980A (ja) | 発光装置及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041026 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041222 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050627 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060131 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060213 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120303 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130303 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140303 Year of fee payment: 8 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |