JP3882523B2 - 有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス(以下、エレクトロルミネッセンスをELと略記する)素子を用いた有機EL装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機EL素子は、少なくとも一層の発光性有機層が陰極と陽極に挟まれている構造を特徴とする自発光性素子であり、3V程度の直流電圧で駆動させることができ、また多彩な発光色の素子が作成可能である。さらに、液晶表示素子と比べ応答速度が速く視野角が広いなど、表示素子としての利点を多く持ち合わせている。従って、表示装置の画素としての利用や光源としての利用など多種多様な実用化用途が検討されている。
【0003】
従来、このような特徴を有する有機EL素子において、通常鏡面性を有し光透過性のない金属薄膜を陰極として用いられる場合が多いが、 J.Appl.Phys.86,4067(1999)では透明性を有する陰極材料を用い、透明基板の両面から複数色の発光が得られる有機EL素子が提示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前述の従来技術では、発光を多色化するために各色に発光する有機EL素子を積層する構造を取っているが、このような作成方法は時間や手間がかかり、作成環境を整える上で現実的には難しい上、低分子材料の蒸着系ではなく高分子材料をスピンコートなどの湿式で作成する場合、溶媒の組み合わせ等の点で困難であるという問題点があった。
【0005】
本発明はこのような問題点を解決するもので、透明基板の両面に少なくとも一層の発光機能を有する有機層を透明性を有する陽極と陰極で狭持してなる有機EL素子を形成することにより、複数色での表示或いは照明が可能な透明性を有する有機EL装置を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の有機EL装置は、光透過性、導光性を有する基板上に、陽極、少なくとも一層の発光機能を有する有機層、及び陰極からなる有機エレクトロルミネッセンス素子が形成された有機エレクトロルミネッセンス装置において、
前記基板の第1の面に、前記陽極と前記陰極が透明性を有する第1の有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されてなり、前記基板の第1の面に対向する第2の面に、前記陽極と前記陰極が透明性を有している第2の有機エレクトロルミネッセンス素子が形成されてなる
ことを特徴とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、光透過性、導光性を有する基板と、前記基板の第1の面に形成された透明性を有する第1の電極と、前記第1の面に形成された第1の電極取り出し端部と、前記第1の面に形成され、前記第1の電極と前記第1の電極取り出し端部とを電気的に接続する第1の配線と、前記第1の電極と前記第1の電極取り出し端部とを露出するように前記第1の面に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の面であって、前記第1の電極取り出し端部を除く領域に形成された第1の有機層と、前記第1の有機層上に形成され、前記第1の電極取り出し端部と電気的に接続され、透明性を有する第2の電極と、前記基板の第2の面に形成された透明性を有する第3の電極と、前記第2の面に形成された第2の電極取り出し端部と、前記第2の面であって、前記第2の電極取り出し端部を除く領域に形成された第2の有機層と、前記第2の有機層上に形成され、前記第2の電極取り出し端部と電気的に接続され、透明性を有する第4の電極と、を備えることを特徴とする。
【0008】
また、本発明の一実施例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記第2の面に形成され、前記第3の電極と前記第2の電極取り出し端部とを電気的に接続する第2の配線と、前記第3の電極と前記第2の電極取り出し端部とを露出するように前記第2の面に形成された第2の絶縁膜と、をさらに備えることを特徴とする。
【0009】
上記構成によれば、透明性を有する少なくとも二色以上の表示或いは照明が可能な有機EL装置を提供することができる。
【0010】
また、本発明の一実施例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記第1及び第2の有機層がそれぞれ異なる発光色を示すことを特徴とする。
また、本発明の一実施例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記第1の電極は、ITO、IZO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdのいずれかから形成されてなることを特徴とする。
また、本発明の一実施例にかかる有機エレクトロルミネッセンス装置は、前記第2の電極は、ITO、IZO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdのいずれかから形成されてなることを特徴とする。
【0011】
上記構成によれば、透明性を有する少なくとも二色以上の表示或いは照明が可能な有機EL装置を提供することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は,本発明の第1の実施形態の概略構成断面図である。図2(a)は図1をAの方向から見た平面図であり、図2(b)は図1をBの方向から見た平面図である。
【0017】
第1の実施形態は、腕時計用のカバーガラスを透明基板101として用いた。透明基板101の第1の面102上に陽極104を形成し、次いで電極取り出し端子部105を除いた領域全体に黄色に発光する有機層106Yを形成し、最後に陰極107を形成し、また、透明基板101の第2の面103上に陽極104を形成し、次いで電極取り出し端子部105を除いた領域全体に青色に発光する有機層106Bを形成し、最後に陰極107を形成したものである。
【0018】
本実施形態では透明基板101として腕時計用のカバーガラスに用いられるサファイアガラスを用いるが、これに限定されるものではない。
【0019】
本実施形態における陽極104は透明電極として一般的に用いられるITO(錫ドープ酸化インジウム)をスパッタリング法により形成するが、他にもIZO(亜鉛ドープ酸化インジウム)、Pt、Ir、Ni、もしくはPd等を用いることができ、たとえば75nm以下の膜厚で形成することができる。また、膜形成方法もスパッタリング法に限らずエッチング法等を用いることもできる。陽極の厚さは一般的に50〜500nmであるが、本実施形態のように透明性を有する素子に用いる場合薄い方が望ましい。
【0020】
発光機能を有する有機層は、一般的には正孔輸送層、発光層、電子輸送層などに機能分離させるのが望ましいとされる。本実施形態における黄色に発光する有機層106Yは、正孔輸送層としてN,N‘−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミンを真空蒸着により膜厚50nmの薄膜を形成する。また、前記正孔輸送層の上に、電子輸送性発光材料として一般的に知られているトリス(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム錯体と黄色の蛍光色素として一般的に知られるルブレンを真空共蒸着により50nmの薄膜が形成される。
【0021】
また、青色に発光する有機層106Bは、有機層106Yにおけるルブレンを青色の蛍光色素として一般的に知られるペリレンに変えたものである。
【0022】
有機層に用いられる有機材料はこの限りではなく、スピンコート法やインクジェット法などにより機能性高分子薄膜を用いた有機EL素子にすることもできる。発光色についても青と黄色に限定されるものではなく、白色を含む多彩な発光色を用いることができる。有機層の膜厚においても特に制限されるものではなく、形成方法によっても異なるが、通常5〜500nm程度、特に10〜300nmとすることが望ましい。
【0023】
本実施形態における陰極107は透明性を有する導電性物質であればよく、本実施形態では、陽極と同様のITOを用いるが、より電子注入性を高めるために、例えば、マグネシウムと銀の合金を薄く製膜した後にITOを製膜したものを用いることができる。陰極の膜厚は透明性が確保できる膜厚で有れば特に限定されるものではない。また、前述の通り透明性を有する材料として、Pt、Ir、Ni、もしくはPd等を用いることができ、たとえば75nm以下の膜厚で形成することができる。
【0024】
例えば本実施形態の有機EL装置を腕時計のカバーガラスとして設置した場合、第1の面102に形成されている素子のみを駆動した場合は黄色の発光が生じ、腕時計の文字盤108を前面から黄色に照射する前置式の照明装置として動作する。また、第2の面に形成されている素子のみを駆動した場合は青色の発光が生じ、腕時計の文字盤を前面から青色に照射する前置式の照明装置として動作する。さらに、第1の面に形成されている素子と第2の面に形成されている素子を同時に駆動した場合は、黄色の発光と青色の発光が混色され白色の発光がとなり、腕時計の文字盤を前面から白色に照射する前置式の照明装置として動作する。
【0025】
また、本実施形態における有機EL装置は透明性を有するため、明所において観察者は本実施形態における有機EL装置を通して非発光性の表示を観察することができる。
【0026】
本実施形態における有機EL装置は腕時計や反射型液晶表示装置等の照明として用いることができる。
【0027】
(第2の実施形態)
図3は,本発明の第2の実施形態の概略構成断面図である。図4(a)は図3をAの方向から見た平面図であり、図4(b)は図3をBの方向から見た平面図である。図3は陽極の配線は省いて描いてある。図4は図を見易くするために一部構成要素を省いて描いてある。
【0028】
第2の実施形態は、腕時計用のカバーガラスを透明基板101として用いた。透明基板101の第1の面102上に陽極104及び電極取り出し端子105、さらに陽極と陽極取り出し端子201とを接続する配線202を同時にパターニングする。次に「8」の字を表示させるために必要な表示領域、及び電極取り出し端子部を除いた領域全体を絶縁性の薄膜203で覆う。さらに電極取り出し端子部105を除いた領域全体に黄色に発光する有機層106Yを形成し、最後に陰極107を形成したものである。また、透明基板101の第2の面103上に陽極104を形成し、次いで電極取り出し端子部105を除いた領域全体に青色に発光する有機層106Bを有する有機層形成し、最後に陰極107を形成したものである。材料については前述の第1の実施形態にて説明した材料を用いることができる。
【0029】
本実施形態における発光部位以外を覆う絶縁性薄膜203にはSiO2を用いるが、ポリイミド系の高分子薄膜を用いることもできる。本実施形態における絶縁性薄膜の役割として、発光以外での発光の抑制や電気的なリークを防ぐことなどが上げられる。その他の各構成材料は第1の実施形態と同様である。
【0030】
例えば本実施形態の有機EL装置を腕時計のカバーガラスとして設置した場合、第1の面102に形成されている素子のみを全点灯した場合は黄色の発光色で「8」の字が表示される。また、第2の面に形成されている素子のみを駆動した場合は青色の発光が生じ、腕時計の文字盤を前面から青色に照射する前置式の照明装置として動作する。さらに、第1の面に形成されている素子と第2の面に形成されている素子を同時に駆動した場合は、カバーガラス全面の青色発光と重なるように白色に「8」の字が表示される。また同時に腕時計の文字盤を前面から照射する前置式の照明装置としても動作する。「8」の字の表示以外にも別途専用の駆動回路を組み込むことにより情報表示も可能である。
【0031】
また、本実施形態における有機EL装置は透明性を有するため、明所において観察者は本実施形態における有機EL装置を通して非発光性の表示を観察することができる。
【0032】
本実施形態における有機EL装置は腕時計や反射型液晶表示装置等の表示及び照明素子として用いることができる。
【0033】
(第3の実施形態)
図5は,本発明の第3の実施形態の概略構成断面図である。図6(a)は図5をAの方向から見た平面図であり、図6(b)は図5をBの方向から見た平面図である。図5は陽極の配線パターンを省いて描いてある。図6は図を見易くするために一部構成要素を省いて描いてある。
【0034】
第3の実施形態は、腕時計用のカバーガラスを透明基板101として用いた。透明基板101の第1の面102上に陽極104及び電極取り出し端子105、さらに陽極と陽極取り出し端子201とを接続する配線202を同時にパターニングする。次に「8」の字を表示させるために必要な表示領域、及び電極取り出し端子部を除いた領域全体を絶縁性の薄膜203で覆う。さらに電極取り出し端子部を除いた領域全体に黄色に発光する有機層106Yを形成し、最後に陰極107を形成したものである。さらに、透明基板101の第1の面102上に陽極104及び電極取り出し端子105、及び陽極と陽極取り出し端子201とを接続する配線202を同時にパターニングする。次に「WATCH」の字を表示させるために必要な表示領域、及び電極取り出し端子部を除いた領域全体を絶縁性の薄膜203で覆う。さらに電極取り出し端子部を除いた領域全体に青色に発光する有機層106Bを形成し、最後に陰極107を形成したものである。
【0035】
本実施形態における各構成材料は第2の実施形態と同様である。
【0036】
例えば本実施形態の有機EL装置を腕時計のカバーガラスとして設置した場合、第1の面102に形成されている素子のみを全点灯した場合は黄色の発光色で「8」の字が表示される。また、第2の面に形成されている素子のみを駆動した場合、図5のAの方向から見ることにより観察者は青色の発光色で「WATCH」の表示を見ることができる。さらに、第1の面に形成されている素子と第2の面に形成されている素子を同時に駆動した場合は、図6のAの方向から見ることにより観察者は黄色の「8」の字と青色の「WATCH」の表示を同時に見ることができる。また暗所では腕時計の文字盤を前面から照射する前置式の照明装置としても動作する。「8」の字の表示以外にも別途専用の駆動回路を組み込むことにより情報表示も可能である。
【0037】
また、本実施形態における有機EL装置は透明性を有するため、明所において観察者は本実施形態における有機EL装置を通して非発光性の表示を観察することができる。
【0038】
本実施形態における有機EL装置は腕時計や反射型液晶表示装置等の表示及び照明素子として用いることができる。
【0039】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の有機EL装置は、透明基板の両面に透明性を有する有機EL素子を形成することにより、腕時計等のカバーガラスに直接用いることができ、多色化でき、さらに照明と表示を兼ねることができる照明表示素子を安易な方法で作成できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態にかかる有機エレクトロルミネセンス装置の概略構成断面図である。
【図2】 本発明の一実施形態にかかる有機エレクトロルミネセンス装置の図で、図2(a)は図1をAの方向から見た平面図で、図2(b)は図1をBの方向から見た平面図である。
【図3】 本発明の他の実施形態にかかる有機エレクトロルミネセンス装置の概略構成断面図である。
【図4】 本発明の他の実施形態にかかる有機エレクトロルミネセンス装置の図で、図4(a)は図3をAの方向から見た平面図で、図4(b)は図3をBの方向から見た平面図である。
【図5】 本発明の他の実施形態にかかる有機エレクトロルミネセンス装置の概略構成断面図である。
【図6】 本発明の他の実施形態にかかる有機エレクトロルミネセンス照明表示素子の図で、図6(a)は図5をAの方向から見た平面図で、図6(b)は図5をBの方向から見た平面図である。
【符号の説明】
101…透明基板
102…透明基板の第1の面
103…透明基板の第2の面
104…陽極
105…電極取り出し端子部
106Y…黄色発光性有機層
106B…青色発光性有機層
107…陰極
108Y…黄色発光の透明性を有する有機EL素子
108B…青色発光の透明性を有する有機EL素子
201…陽極取り出し端子部
202…陽極配線
203…絶縁性薄膜
Claims (5)
- 光透過性、導光性を有する基板と、
前記基板の第1の面に形成された透明性を有する第1の電極と、
前記第1の面に形成された第1の電極取り出し端部と、
前記第1の面に形成され、前記第1の電極と前記第1の電極取り出し端部とを電気的に接続する第1の配線と、
前記第1の電極と前記第1の電極取り出し端部とを露出するように前記第1の面に形成された第1の絶縁膜と、
前記第1の面であって、前記第1の電極取り出し端部を除く領域に形成された第1の有機層と、
前記第1の有機層上に形成され、前記第1の電極取り出し端部と電気的に接続され、透明性を有する第2の電極と、
前記基板の第2の面に形成された透明性を有する第3の電極と、
前記第2の面に形成された第2の電極取り出し端部と、
前記第2の面であって、前記第2の電極取り出し端部を除く領域に形成された第2の有機層と、
前記第2の有機層上に形成され、前記第2の電極取り出し端部と電気的に接続され、透明性を有する第4の電極と、
を備えることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 前記第2の面に形成され、前記第3の電極と前記第2の電極取り出し端部とを電気的に接続する第2の配線と、
前記第3の電極と前記第2の電極取り出し端部とを露出するように前記第2の面に形成された第2の絶縁膜と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。 - 前記第1及び第2の有機層がそれぞれ異なる発光色を示すことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記第1の電極は、ITO、IZO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdのいずれかから形成されてなることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
- 前記第2の電極は、ITO、IZO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdのいずれかから形成されてなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス装置。
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