JP4875011B2 - 発光体、発光素子、及び発光表示装置 - Google Patents
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Description
また、この発明の請求項2に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該下電極のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンが形成され、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項3に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該発光層のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きく、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項4に記載の発明の要旨は、基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該発光層のパターンのすべての領域上に透明電極のパターンが形成され、前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体に存する。
また、この発明の請求項5に記載の発明の要旨は、前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる素子部がエレクトロ・ルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項6に記載の発明の要旨は、前記エレクトロ・ルミネッセンス素子は、有機薄膜が印加電流によって発光する構造を有することを特徴とする請求項5に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項7に記載の発明の要旨は、前記透明電極と前記発光層との間にホール注入層が形成されていることを特徴とする請求項5または6に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項8に記載の発明の要旨は、前記透明電極と前記発光層との間に電子輸送層を形成することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項9に記載の発明の要旨は、前記電子輸送層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項8に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項10に記載の発明の要旨は、前記基体上に形成された下電極層、当該下電極層上に形成された電子輸送層、当該電子輸送層上に形成されホール注入層を兼ねた発光層、及び当該発光層上に形成された金属電極層からなることを特徴とする請求項5または6に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項11に記載の発明の要旨は、ホール注入層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項7または10に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項12に記載の発明の要旨は、前記透明電極層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項13に記載の発明の要旨は、平面的に並べて配置された少なくとも3つの独立した発光体から成り、第1の発光体または発光体群が赤領域の波長で発光し、第2の発光体または発光体群が緑領域の波長で発光し、第3の発光体または発光体群が青領域の波長で発光することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項14に記載の発明の要旨は、赤領域、緑領域、及び青領域の波長を同時に発光できる構造を有していることを特徴とする請求項13に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項15に記載の発明の要旨は、複数の独立して平面的に並べて配置され、そのそれぞれが青色領域の光、赤色領域の光、及び緑色領域の光の混合色で発光することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の発光体に存する。
また、この発明の請求項16に記載の発明の要旨は、請求項6乃至15のいずれか一項に記載の発光体を備えた素子部と、当該素子部に電気的に接続され当該素子部に電流を印加するための電流印加素子から形成されていることを特徴とする発光素子に存する。
また、この発明の請求項17に記載の発明の要旨は、前記電流印加素子がゲート、ドレイン及びソースからなる薄膜トランジスタからなり、前記透明電極または前記下電極のいずれかがドレインあるいはソースのいずれかに接続されていることを特徴とする請求項16に記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項18に記載の発明の要旨は、前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含むことを特徴とする請求項16または17に記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項19に記載の発明の要旨は、前記スイッチング素子を少なくとも1個のトランジスタを含む構成とし、当該スイッチング素子に含まれるトランジスタのドレインが、前記電流印加素子に含まれるトランジスタのゲートに接続されていることを特徴とする請求項18記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項20に記載の発明の要旨は、前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含み、当該電流印加素子に電流を供給するための配線と、当該スイッチング素子にオン/オフの電圧情報を印加するための配線を含むことを特徴とする請求項18または19に記載の発光素子に存する。
また、この発明の請求項21に記載の発明の要旨は、請求項20に記載の発光素子を複数含み、前記電流印加素子に電流を供給するための配線と、前記スイッチング素子にオン/オフの電圧情報を印加するための配線及び当該電流印加素子に電流を供給するための配線をマトリックス状に配置したことを特徴とする発光表示装置に存する。
また、この発明の請求項22に記載の発明の要旨は、一方向に配置された配線とそれとは他方向に配置された配線とのなす角が略垂直であることを特徴とする請求項21に記載の発光表示装置に存する。
2に記載の発光表示装置に存する。
以下、本発明の実施の形態1を図面に基づいて詳細に説明する。図1(a)は本発明の発光体14を表す断面概略図、図1(b)は上面概略図である。基体1は発光体14を形成する物体のことであり、基板または基板上に膜や素子が形成されたものが含まれる(以降同じ)。基体1上には下電極2aのパターンが形成されている。下電極2a上には発光材料層3aのパターンが形成されている。発光材料層3aは少なくとも発光層(例えば、後述する発光層7)を含む部分であり、発光層以外に電子輸送層(後述する電子輸送層6)やホール注入層(後述するホール注入層8)を含んでも良い(以降同じ)。
以下、本発明の実施の形態2を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図2(a)は本発明の発光体14を表す断面概略図、図2(b)は上面概略図である。基体1上には下電極2aのパターンが形成されている。下電極2a上には発光材料層3aのパターンが形成されている。発光材料層3aのパターンは下電極2aのパターンより大きく、下電極2aのパターンのすべての領域を覆っている。図2(a)では、発光材料層3aはパターン化されていないように示してあるが、これはパターンが図に示したような範囲ではパターン化されないくらい、パターンが大きいことを意味する。発光材料層3a上には透明電極4aのパターンが形成されている。透明電極4aのパターンは、発光材料層3aのパターンよりは小さいが、下電極2aのパターンよりは大きい。また、下電極2aのパターンのすべての領域は透明電極4aのパターンにより覆われている。すなわち、下電極2aのパターン端部2bはすべての領域において、透明電極4aのパターン端部4bより内側にある。
以下、本発明の実施の形態3を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図3(a)は本発明の発光体14を表す断面概略図、図3(b)は上面概略図である。基体1上には下電極2aのパターンが形成されている。下電極2a上には発光材料層3aのパターンが形成されている。ここでは、発光材料層3aのパターンがすべて下電極2aのパターン上に形成されている場合を示してある。発光材料層3aの端部3bに絶縁層5aのパターン端部5bが接するように絶縁層5aが形成されている。発光材料層3aのパターン上にはそのすべてを覆うように透明電極4aのパターンが形成されている。
以下、本発明の実施の形態4を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図4(a)及び図4(b)に示す素子構造は、図3(a)及び図3(b)に示す素子構造の変形例であり、絶縁層5aのパターン端部5bが発光材料層3aのパターン上に乗り上げている素子構造となっている。絶縁層5aと発光材料層3aとの重なり部分を設けることにより、製造誤差に伴う下電極2aのパターンと透明電極4aのパターンとの間のリーク電流の発生を低減できる。ただし、絶縁層5aと発光材料層3aとの重なり部分の存在により、素子上面の平坦性は上記実施の形態3(図3)の場合よりも劣化する。
以下、本発明の実施の形態5を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図5(a)は本実施の形態の発光体14を表す断面概略図、図5(b)は上面概略図である。基体1上には下電極2aのパターンが形成されている。下電極2a上には発光材料層3aが形成されている。発光材料層3aのパターンは下電極2aのパターンの全領域を覆っている。その上に透明電極4aのパターンが下電極2aパターンをすべて覆うように形成されている。透明電極4aのパターン端部4bに絶縁層5aのパターン端部5bが接するように絶縁層5aが発光材料層3a上に形成されている。本実施の形態では示していないが、絶縁層5aは発光材料層3aのうち透明電極4aにより覆われていない部分をすべて覆うように形成されている。
以下、本発明の実施の形態6を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図6(a)及び図6(b)に示す素子構造は、図5(a)及び図5(b)に示す素子構造の変形例であり、絶縁層5aのパターン端部5bが透明電極4aのパターン端部4b上に位置するように重ね合わせて形成されている。絶縁層5aと透明電極4aとの重なり部分を設けることにより、製造誤差に伴い絶縁層5aのパターン端部5bと透明電極4aのパターン端部4bとの間に隙間が発生するのを防ぐことができ、発光材料層3aの腐食の確率を低減することができる。しかしながら、絶縁層5aと発光材料パターン(発光材料層3aのパターン)との重なり部分の存在により、素子上面の平坦性は上記実施の形態5(図5)の場合よりも劣化する。
以下、本発明の実施の形態7を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図7(a),(b)は、複数の発光体14を配列した場合の発光素子65の断面図及び平面図である。それぞれの発光体14においては、基体1上に下電極2aのパターンが形成され、下電極2aのパターン上には、その全領域を覆うように発光材料層3aのパターンが形成されている。発光材料層3aのパターン上には、その全領域を覆うように透明電極4aのパターンが形成されている。ここで、発光材料層3aのパターン端部3bはすべての領域において下電極2aのパターン端部2bの外側に位置しており、透明電極4aのパターン端部4bはすべての領域において発光材料層3aのパターン端部3bの外側に位置している。このような素子が縦横に図のように配列されている。ここでは、縦4列、横5行の配列を示したが、配列数は自由に選択できることは言うまでもない。
以下、本発明の実施の形態8を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図8(a),(b)は、複数の発光体14を配列した場合の発光素子65の断面図及び平面図である。基体1上に下電極2aのパターンが形成され、下電極2aのパターン上には、その全領域を覆うように発光材料層3aのパターンが形成されている。発光材料層3aのパターンは複数の下電極2aのパターンをカバーしている。発光材料層3aのパターン上には、その全領域を覆うように透明電極4aのパターンが形成されている。透明電極4aのパターンは1つのパターンで複数の下電極2aのパターン及び発光材料層3aのパターンの全域をカバーしている。このような発光体14が縦横に図のように配列されている。ここでは、縦4列、横5行の配列を示したが、配列数は自由に選択できることは言うまでもない。また、ここでは発光材料層3a及び透明電極4aのパターンはすべての発光体14において共通になっているが、必ずしもその必要はなく、複数の素子にまたがっていれば良い。
以下、本発明の実施の形態9を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図9(a),(b)は、複数の発光体14を配列した場合の発光素子65の断面図及び平面図である。基体1上に下電極2aのパターンが形成され、下電極2aのパターン上には、その全領域を覆うように発光材料層3aのパターンが形成されている。ここで、発光材料層3aのパターン端部3bは下電極2aのパターン端部2b上に位置するように重ね合わせて形成されている。発光材料層3aのパターン上には、その全領域を覆うように透明電極4aのパターンが形成されている。透明電極4aのパターンは1つのパターンで複数の下電極2aのパターン及び発光材料層3aのパターンをカバーしている。このような発光体14が縦横に図のように配列されている。ここでは、縦4列、横5行の配列を示したが、配列数は自由に選択できることは言うまでもない。また、ここでは、透明電極4aのパターンはすべての発光体14において共通になっているが、必ずしもその必要はなく、複数の素子にまたがっていれば良い。
以下、本発明の実施の形態10を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図10乃至図13は本実施の形態に適用可能な発光体14の層構成を示している。
以下、本発明の実施の形態11を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
以下、本発明の実施の形態12を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図16乃至図18を参照して、配線と発光体14との平面的位置関係について述べる。
以下、本発明の実施の形態13を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。図19乃至図25を参照して発光体14、電流印加素子13、スイッチング素子12、第1スイッチング配線20、及び第2スイッチング配線21の接続関係を述べる。
以下、本発明の実施の形態14を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。以下に、本発明に適用できる発光体14,182の配列の仕方、基板面との関係、積層構造等の変形例について述べる。
以下、本発明の実施の形態15(本発明を適用した発光素子65のより具体的な構造)を図面に基づいて詳細に説明する。なお、上記実施の形態において既に記述したものと同一の部分については、同一符号を付し、重複した説明は省略する。
図1、図9(a)、図9(b)、図11(b)、図33、及び図35に示した素子構造を有する発光素子65を用いて発光表示装置を試作した。1つの単位素子の大きさは30μm×100μm、表示部の大きさは50mm×50mm(ミリメートル)である。
2a…下電極
2b…下電極のパターン端部
3a…発光材料層
3b…発光材料層のパターン端部
4a…透明電極
4b…透明電極のパターン端部
5a…絶縁層
5b…絶縁層パターン端部
6…電子輸送層
7…発光層
8…ホール注入層
9…発光層
10…発光層
11…発光層
12…スイッチング素子
13…電流印加素子
14…発光体
15…陽極バッファ層
16…保護層
20…第1スイッチング配線
21…第2スイッチング配線
22…グランド配線
23…電流印加線
24…グランド配線を兼ねた第2スイッチング配線
40…第1色用発光素子
41…第2色用発光素子
42…第3色用発光素子
43…金属電極層
44…電子輸送層
45…発光層
46…ホール注入層
47…透明電極
52…土手
53…第1色用発光層
54…第2色用発光層
55…第3色用発光層
56…第1色用ホール注入層
57…第2色用ホール注入層
58…第3色用ホール注入層
62…第1色用電子輸送層
63…第2色用電子輸送層
64…第3色用電子輸送層
65…発光素子
180…シリコン
182…発光体
183…第1スイッチングトランジスタ
184…第2スイッチングトランジスタ
185…電圧保持用コンデンサ
186…グランド配線
187…第1スイッチング配線
188…第2スイッチング配線
189…電流供給配線
190…グランド
191…電流源
192…共通配線
193,193a,193b…ソース部
194,194a,194b…ゲート部
195,195a,195b…ドレイン部
197…透明電極
198…ゲート絶縁膜
199…第1層間絶縁膜
200…ソース電極
201…ドレイン電極
202…第2層間絶縁膜
203…金属電極
204…発光材料層
205…バリア層
206…ゲート電極
Claims (19)
- 基体上に下電極のパターンが形成され、当該下電極のパターン上に発光層のパターンが形成され、当該発光層のパターン上に透明電極が形成されている発光体であって、当該下電極のパターンよりも透明電極のパターンの方が大きく、
前記発光層のパターンは、前記下電極のパターンをすべて覆って、前記透明電極のパターンよりも大きく、
前記発光層のパターンの端部は、その上に絶縁層のパターン端部が乗り上げるように形成されていることを特徴とする発光体。 - 前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる素子部がエレクトロ・ルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項1に記載の発光体。
- 前記エレクトロ・ルミネッセンス素子は、有機薄膜が印加電流によって発光する構造を有することを特徴とする請求項2に記載の発光体。
- 前記透明電極と前記発光層との間にホール注入層が形成されていることを特徴とする請求項2または3に記載の発光体。
- 前記下電極と前記発光層との間に電子輸送層を形成することを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の発光体。
- 前記電子輸送層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項5に記載の発光体。
- 前記基体上に形成された下電極層、当該下電極層上に形成された電子輸送層、当該電子輸送層上に形成されホール注入層を兼ねた発光層、及び当該発光層上に形成された透明電極層からなることを特徴とする請求項2または3に記載の発光体。
- ホール注入層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項4または7に記載の発光体。
- 前記透明電極層を兼用した状態で複数個だけ独立して形成されていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の発光体。
- 平面的に並べて配置された少なくとも3つの独立した発光体から成り、第1の発光体または発光体群が赤領域の波長で発光し、第2の発光体または発光体群が緑領域の波長で発光し、第3の発光体または発光体群が青領域の波長で発光することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発光体。
- 赤領域、緑領域、及び青領域の波長を同時に発光できる構造を有していることを特徴とする請求項10に記載の発光体。
- 複数の独立して平面的に並べて配置され、そのそれぞれが青色領域の光、赤色領域の光、及び緑色領域の光の混合色で発光することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の発光体。
- 請求項3乃至12のいずれか一項に記載の発光体を備えた素子部と、当該素子部に電気的に接続され当該素子部に電流を印加するための電流印加素子から形成されていることを特徴とする発光素子。
- 前記電流印加素子がゲート、ドレイン及びソースからなる薄膜トランジスタからなり、前記透明電極または前記下電極のいずれかがドレインあるいはソースのいずれかに接続されていることを特徴とする請求項13に記載の発光素子。
- 前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含むことを特徴とする請求項13または14に記載の発光素子。
- 前記スイッチング素子を少なくとも1個のトランジスタを含む構成とし、当該スイッチング素子に含まれるトランジスタのドレインが、前記電流印加素子に含まれるトランジスタのゲートに接続されていることを特徴とする請求項15に記載の発光素子。
- 前記電流印加素子に接続され、当該電流印加素子が前記透明電極、前記発光層及び前記下電極からなる前記素子部に電流を流すか否かを選択するスイッチング素子を含み、当該電流印加素子に電流を供給するための配線と、当該スイッチング素子にオン/オフの電圧情報を印加するための配線を含むことを特徴とする請求項15または16に記載の発光素子。
- 請求項17に記載の発光素子を複数含み、前記電流印加素子に電流を供給するための配線と、前記スイッチング素子にオン/オフの電圧情報を印加するための配線及び当該電流印加素子に電流を供給するための配線をマトリックス状に配置したことを特徴とする発光表示装置。
- 一方向に配置された配線とそれとは他方向に配置された配線とのなす角が略垂直であることを特徴とする請求項18に記載の発光表示装置。
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