JP4945327B2 - An organic EL element, a manufacturing method thereof, and an organic EL display panel using the same. - Google Patents
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Description
本発明は、有機EL素子及びその製造方法とこの有機EL素子を用いた有機EL表示パネルに関する。 The present invention relates to an organic EL element, a manufacturing method thereof, and an organic EL display panel using the organic EL element.
有機EL(Electro luminescence、以下ELと呼称する)素子は、面発光が得られる発光素子である。また、図6は従来の一般的な有機EL素子11の構造を示す概略斜視図であり、図7(a)はその有機EL素子11の構造を示す断面図であり、図7(b)は有機層31を拡大して示す断面図である。有機EL素子11は基板81上で第1電極21と第2電極41により有機層31を挟持する構造をとり、有機層31はホール注入層311、ホール輸送層312、有機発光層313、電子輸送層314、電子注入層315とで構成されている。ここで、第1電極21と第2電極41の間に駆動電圧を加えた場合、第2電極41と第1電極21から有機発光層313内に電子とホールが注入・輸送され再結合して面発光が得られる。
An organic EL (Electro Luminescence, hereinafter referred to as EL) element is a light emitting element capable of obtaining surface light emission. FIG. 6 is a schematic perspective view showing the structure of a conventional general organic EL element 11, FIG. 7A is a cross-sectional view showing the structure of the organic EL element 11, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing an
このとき、有機EL素子11は高輝度化及び長寿命化が求められるが、有機EL素子11の輝度は電流密度に比例するため、高輝度化するためには電流密度を高くする必要がある。しかし、電流密度を高くすると有機発光層313が劣化し易く、有機EL素子11の長寿命化が望めなかった。 At this time, the organic EL element 11 is required to have a high luminance and a long life. However, since the luminance of the organic EL element 11 is proportional to the current density, it is necessary to increase the current density in order to increase the luminance. However, when the current density is increased, the organic light emitting layer 313 is likely to be deteriorated, and it is not possible to extend the life of the organic EL element 11.
そこで、従来、有機EL素子の高輝度化及び長寿命化を図る方法として特許文献1に示されるように、複数の発光ユニットを重層して電気的に直列接続したものがある。図8は特許文献1において示された有機EL素子12の断面図である。図に示すように、有機EL素子12は基板82上に、順に、第1電極22、有機層32、等電位面S、有機層32、等電位面S、有機層32が重層され、最後に第2電極42を積層したものである。
Therefore, as a method for increasing the luminance and extending the life of organic EL elements, there is a conventional method in which a plurality of light emitting units are stacked and electrically connected in series as shown in
ここで、等電位面Sは第1電極22側に電子、第2電極42側にホールを注入してなるものであり、各有機層32は電気的に直列接続されている。このため、有機EL素子12の駆動電圧は各有機層32によって消費される電位分の総和になるが、各有機層32を流れる電流は一定となる。したがって、駆動電圧を一定にして有機層32及びそれに対応する導電位面Sを増やした場合、各有機層32を流れる電流は低下し、各有機層32の輝度は低下するが、発光する有機層32の数が増えているため、有機EL素子12全体の輝度を確保することができる。また、各有機層32を流れる電流量を抑えることができるため、各有機層32の劣化を防ぎ、有機EL素子12の長寿命化を図ることができる。
しかし、特許文献1に記載の有機EL素子12のように複数の有機層32及び等電位面Sを重層して発光面が重なり合うよう構成したものは、有機EL素子12の上方又は下方から光を取り出す場合、発光した光が複数の等電位面S及び有機層32を透過して有機EL素子12より出射するため、光が減衰し出射時に輝度が低下するという問題があった。また、各有機層32の発光色を変えて出射する光を混色する場合、各層の発光比率を制御して混色を調製することは困難であった。
However, in the organic EL element 12 described in
そこで、本発明は、複数の有機層を電気的に直列接続して、有機EL素子の高輝度化及び長寿命化を図りながら、従来問題となっていた光の減衰による輝度効率の低下を改善するとともに、異なる発光色を呈する有機層を組み合わせて所望の混色を構成することが可能な有機EL素子及びそれを用いて構成される有機EL表示パネルを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention improves the reduction in luminance efficiency due to light attenuation, which has been a problem in the past, by electrically connecting a plurality of organic layers in series to increase the luminance and life of the organic EL element. In addition, an object of the present invention is to provide an organic EL element capable of forming a desired mixed color by combining organic layers exhibiting different emission colors and an organic EL display panel configured using the organic EL element.
上記課題を解決するため、本発明は基板上に形成される第1電極と、該第1電極と対向する位置に配される第2電極と、該第1電極と該第2電極とで挟持される有機層とからなる発光ユニットを複数有する有機EL素子であって、前記各発光ユニットが基板上に重なり合うことなく並列配置されるとともに前記各発光ユニットが電気的に直列接続されていることを特徴とする有機EL素子である。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is sandwiched between a first electrode formed on a substrate, a second electrode disposed at a position facing the first electrode, and the first electrode and the second electrode. An organic EL element having a plurality of light-emitting units composed of organic layers, wherein the light-emitting units are arranged in parallel without overlapping on the substrate, and the light-emitting units are electrically connected in series. It is the organic EL element characterized.
また本発明は、上記構成の有機EL素子において、前記各発光ユニットは少なくとも2色以上の異なる発光色を呈することを特徴とする。 According to the present invention, in the organic EL element having the above-described configuration, each of the light emitting units exhibits at least two different luminescent colors.
また本発明は、上記構成の有機EL素子において、異なる発光色を呈する前記各発光ユニットの面積比を変化させて所望の混色を得ることを特徴とする。 According to the present invention, in the organic EL element having the above-described configuration, a desired color mixture is obtained by changing the area ratio of the light emitting units exhibiting different light emission colors.
また本発明は、上記構成の有機EL素子において、隣接する前記各発光ユニットにおいて、一方の発光ユニットにおける第1電極と隣接するもう一方の発光ユニットにおける第2電極とが柱状電極を介して接続されていることを特徴とする。 In the organic EL element having the above-described configuration, in each of the adjacent light emitting units, the first electrode in one light emitting unit and the second electrode in the other adjacent light emitting unit are connected via a columnar electrode. It is characterized by.
また本発明は、上記構成の有機EL素子の製造方法であって、基板上に複数の第1電極を形成する工程と、隣接する前記第1電極の間隙に絶縁部材からなるセパレータを形成する工程と、前記基板上に電極材料層を形成する工程と、前記電極材料層を第1電極上の一部を残してその他の部分を除去する工程と、前記基板上に有機層を形成する工程と、前記基板上に複数の第2電極を前記第1電極と対向させて形成する工程と、を含むことを特徴とする。 Moreover, this invention is a manufacturing method of the organic EL element of the said structure, Comprising: The process of forming the several 1st electrode on a board | substrate, The process of forming the separator which consists of an insulating member in the gap | interval of the said adjacent 1st electrode. A step of forming an electrode material layer on the substrate, a step of removing the electrode material layer while leaving a part on the first electrode, and a step of forming an organic layer on the substrate And a step of forming a plurality of second electrodes on the substrate to face the first electrodes.
また本発明は、上記構成の有機EL素子の製造方法であって、前記電極材層の層厚が前記有機層の層厚より厚いことを特徴とする。 Moreover, this invention is a manufacturing method of the organic EL element of the said structure, Comprising: The layer thickness of the said electrode material layer is thicker than the layer thickness of the said organic layer, It is characterized by the above-mentioned.
また本発明は、基板上に設けられた複数のライン状の陽極と、該陽極と交差して対向配置される複数のライン状の陰極と、該陽極と該陰極との各交差部に請求項1乃至請求項4のいずれか1に記載の有機EL素子を挟持して構成される有機EL表示パネルであって、前記有機EL素子を構成する直列接続された複数の発光ユニットの両端において、一方の発光ユニットにおける第1電極が前記陽極と接続され、もう一方の発光ユニットにおける第2電極が前記陰極と接続されていることを特徴とする有機EL表示パネルである。
Further, the present invention is directed to a plurality of line-shaped anodes provided on a substrate, a plurality of line-shaped cathodes arranged so as to cross and face each other, and each intersection of the anode and the cathode. An organic EL display panel configured by sandwiching the organic EL element according to any one of
また本発明は、基板上に設けられた複数の信号線と複数の走査線との各交点付近で該信号線と該走査線と接続されるトランジスタと、該トランジスタに対向配置される共通電極と、該トランジスタと該共通電極の間に挟持される請求項1乃至請求項4のいずれか1に記載の有機EL素子と、からなる有機EL表示パネルであって、前記有機EL素子を構成する直列接続された複数の発光ユニットの両端において、一方の発光ユニットにおける第1電極が前記トランジスタと接続され、もう一方の発光ユニットにおける第2電極が前記共通電極と接続されていることを特徴とする有機EL表示パネルである。
Further, the present invention provides a transistor connected to the signal line and the scanning line near each intersection of the plurality of signal lines and the plurality of scanning lines provided on the substrate, and a common electrode disposed to face the transistor. An organic EL display panel comprising the organic EL element according to any one of
本発明の第1の構成によると、複数の発光ユニットを電気的に直列接続することにより、各発光ユニットの有機層を流れる電流密度は一定となる。したがって、直列接続する発光ユニットの数を増やすとともに、それに併せて駆動電圧を上げれば、各有機層を流れる電流密度を一定に保ちながら、有機EL素子全体の輝度を発光ユニットの増加分だけ上昇させることができる。また、同時に有機層一個当たりに流れる電流密度の増加を抑えて有機EL素子の長寿命化を図ることができる。 According to the first configuration of the present invention, the current density flowing through the organic layer of each light emitting unit is constant by electrically connecting a plurality of light emitting units in series. Therefore, if the number of light emitting units connected in series is increased and the driving voltage is increased accordingly, the current density flowing through each organic layer is kept constant, and the luminance of the entire organic EL element is increased by the increase of the light emitting units. be able to. At the same time, it is possible to extend the life of the organic EL element by suppressing an increase in the current density flowing per organic layer.
また、複数の発光ユニットが基板上に重なり合うことなく同一平面に並列配置されており、各発光ユニットから発光する光は隣接するその他の発光ユニットを透過することなくそのまま出射するため、光の減衰を抑えることができる。 In addition, a plurality of light emitting units are arranged in parallel in the same plane without overlapping on the substrate, and light emitted from each light emitting unit is emitted as it is without passing through other adjacent light emitting units. Can be suppressed.
また、本発明の第2の構成によると、複数の発光ユニット層を少なくとも2色以上の異なる発光色で構成する場合、基板上に重なり合うことなく同一平面に並列配置された発光ユニットから異なる発光色の光が出射するため、各発光ユニットから出射する光の発光比率を制御し、所望の混色を得ることができる。 According to the second configuration of the present invention, when the plurality of light emitting unit layers are configured with at least two different light emitting colors, different light emitting colors from the light emitting units arranged in parallel on the same plane without overlapping on the substrate. Therefore, a desired color mixture can be obtained by controlling the emission ratio of the light emitted from each light emitting unit.
また、本発明の第3の構成によると、前記異なる発光色を呈する発光ユニットの面積比を変化させて各発光ユニットの発光比率を制御することで、所望の混色を得ることができる。 In addition, according to the third configuration of the present invention, a desired color mixture can be obtained by controlling the light emission ratio of each light emitting unit by changing the area ratio of the light emitting units exhibiting the different light emission colors.
また、本発明の第4の構成によると、隣接する各発光ユニットにおいて、一方の発光ユニットにおける第1電極ともう一方の発光ユニットにおける第2電極とを柱状電極を介して接続することにより、隣接する発光ユニットの第1電極と第2電極を確実に導通させることができる。したがって、各発光ユニットを高精細化することができるとともに、隣接する発光ユニット間の距離を狭めることができる。 According to the fourth configuration of the present invention, in each adjacent light emitting unit, the first electrode in one light emitting unit and the second electrode in the other light emitting unit are connected to each other via the columnar electrode. Thus, the first electrode and the second electrode of the light emitting unit can be reliably conducted. Therefore, each light emitting unit can be made high definition, and the distance between adjacent light emitting units can be reduced.
また、本発明の第5の構成によると、有機EL素子の製造方法において、前記基板上に電極材料を形成する工程と、前記電極材料層を第1電極上の一部を残してその他の部分を除去する工程により、柱状電極を容易に第1電極上に形成することができる。従来、各発光ユニット間の距離を短くし、各発光ユニットをより高精細化する場合、有機EL素子の製造工程において、有機層を形成する有機材料が第1電極と第2電極を導通させるコンタクトホール部を塞ぎ導通を妨げるため、複数の発光ユニットを電気的に直列接続することは困難であった。 According to the fifth configuration of the present invention, in the method of manufacturing an organic EL element, the step of forming an electrode material on the substrate, and the other part of the electrode material layer leaving a part on the first electrode The columnar electrode can be easily formed on the first electrode by the step of removing. Conventionally, when the distance between each light emitting unit is shortened and each light emitting unit is further refined, in the organic EL element manufacturing process, the organic material forming the organic layer is a contact for electrically connecting the first electrode and the second electrode. It is difficult to electrically connect a plurality of light emitting units in series in order to block the hole and prevent conduction.
しかし、柱状電極を第1電極上に形成した後、有機層を形成することで、前記有機材料に妨げられることなく前記柱状電極を介して第1電極と第2電極の導通が確実に確保されるため、各発光ユニット間の距離を短くし、各発光ユニットを高精細化しながら複数の発光ユニットを電気的に直列接続することができる。 However, by forming the organic layer after forming the columnar electrode on the first electrode, the conduction between the first electrode and the second electrode is reliably ensured through the columnar electrode without being obstructed by the organic material. Therefore, a plurality of light emitting units can be electrically connected in series while shortening the distance between the respective light emitting units and increasing the definition of each light emitting unit.
また、本発明の第6の構成によると、電極材層の層厚が有機層の層厚より厚いことにより、前記柱状電極が前記有機材料に全覆されるのを防ぎ、第1電極と第2電極の導通をより確実にし、有機EL素子の生産効率を高めることができる。 Further, according to the sixth configuration of the present invention, the thickness of the electrode material layer is larger than the thickness of the organic layer, thereby preventing the columnar electrode from being completely covered with the organic material, and the first electrode and the first electrode. The conduction of the two electrodes can be made more reliable, and the production efficiency of the organic EL element can be increased.
また、本発明の第7の構成によると、基板上に設けられた複数のライン状の陽極と該陽極と交差して対向配置される複数のライン状の陰極との各交差部に上記有機EL素子を挟持して有機EL表示パネルを構成することにより、各交差部に挟持された有機EL素子が表示パネルの表示領域における一画素を形成する。 According to the seventh configuration of the present invention, the organic EL is provided at each intersection of a plurality of line-shaped anodes provided on the substrate and a plurality of line-shaped cathodes arranged so as to cross the anode. By configuring the organic EL display panel by sandwiching the elements, the organic EL elements sandwiched between the intersections form one pixel in the display area of the display panel.
このとき、上記有機EL素子は複数の発光ユニットが基板上に重なり合うことなく同一平面に並列配置され、且つ電気的に直列接続されたものであるため、一画素単位の高輝度化及び高寿命化を図ることができる。また、これにともなって有機EL表示パネル全体の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。 At this time, the organic EL element has a plurality of light emitting units arranged in parallel on the same plane without overlapping on the substrate and electrically connected in series, so that high luminance and long life of one pixel unit are achieved. Can be achieved. As a result, it is possible to increase the brightness and extend the life of the entire organic EL display panel.
また、本発明の第8の構成によると、基板上に設けられた複数の信号線と複数の走査線との各交点付近で該信号線と該走査線と接続されるトランジスタと、該トランジスタと対向配置された共通電極と、該トランジスタと該共通電極の間に上記有機EL素子を挟持して有機EL表示パネルを構成することにより、各トランジスタと接続された有機EL素子が表示パネルの表示領域における一画素を形成する。 According to the eighth configuration of the present invention, a transistor connected to the signal line and the scanning line near each intersection of the plurality of signal lines and the plurality of scanning lines provided on the substrate; By forming the organic EL display panel by sandwiching the organic EL element between the common electrode disposed opposite to the transistor and the common electrode, the organic EL element connected to each transistor is displayed in the display area of the display panel. One pixel is formed.
このとき、上記有機EL素子は複数の発光ユニットが基板上に重なり合うことなく同一平面に並列配置され、且つ電気的に直列接続されたものであるため、一画素単位の高輝度化及び高寿命化を図ることができる。また、これにともなって有機EL表示パネル全体の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。また、トランジスタにより、各有機EL素子の輝度階調を調整しながらディスプレイに画像を表示することができる。 At this time, the organic EL element has a plurality of light emitting units arranged in parallel on the same plane without overlapping on the substrate and electrically connected in series, so that high luminance and long life of one pixel unit are achieved. Can be achieved. As a result, it is possible to increase the brightness and extend the life of the entire organic EL display panel. Moreover, an image can be displayed on a display, adjusting the luminance gradation of each organic EL element with a transistor.
以下、本発明の実施形態に係る有機EL素子を、図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、従来例の図6乃至図8と共通する部分については説明を省略する。また、これらの図においては、理解を容易にするために、各部材の寸法比は実際と異ならせてあり、細部の構成は省略して概念的に示してある。 Hereinafter, an organic EL device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that a description of portions common to those in FIGS. 6 to 8 in the conventional example is omitted. Further, in these drawings, for easy understanding, the dimensional ratio of each member is different from the actual one, and the detailed configuration is omitted and conceptually shown.
[実施形態1]
図1は本発明に係る有機EL素子1の構成を示す概略斜視図である。有機EL素子1は、透明なガラス基板8上に第1発光ユニット1a、第2発光ユニット1bが重なり合うことなくことなく並列配置されたものであり、第1発光ユニット1aと第2発光ユニット1bは電気的に直列接続されている。具体的に説明すると、第1発光ユニット1a及び第2発光ユニット1bは第1電極2a、2bと第2電極4a、4bの間に有機層3a、3bを挟持して構成され、各有機層3a、3bは図7(b)で示した有機層と同様にホール注入層311、ホール輸送層312、有機発光層313、電子輸送層314、電子注入層315で構成されている。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of an
また、隣接する第1電極2a、2b間には絶縁部材からなるセパレータ(図1中、不図示)が設けられ、隣接する第1電極2a、2b間は絶縁分離している。また、第1発光ユニット1aの第1電極2aから柱状電極9が突設し、第2発光ユニット1bの第2電極4bが柱状電極9の側面で電気的に接続されている。
A separator (not shown in FIG. 1) made of an insulating member is provided between the adjacent first electrodes 2a and 2b, and the adjacent first electrodes 2a and 2b are insulated and separated. Further, the
ここで、第2発光ユニット1bの第1電極2bと第1発光ユニット1aの第2電極4a間に駆動電圧を印加した場合、第1発光ユニット1a、第2発光ユニット1bに等価な電流が流れ、各有機層3a、3bで電子とホールが再結合して面発光する。したがって、本実施形態に係る有機EL素子1は図2に示す等価回路で表すことができる。
Here, when a driving voltage is applied between the first electrode 2b of the second light emitting unit 1b and the second electrode 4a of the first light emitting unit 1a, an equivalent current flows through the first light emitting unit 1a and the second light emitting unit 1b. In each of the organic layers 3a and 3b, electrons and holes are recombined to emit light. Therefore, the
この構成によると、図6で示した従来の有機EL素子11と比較して本実施形態に係る有機EL素子1は、発光ユニットが第1発光ユニット1aと第2発光ユニット1bに2分割されるとともにこれらは電気的に直列接続されている。したがって、直列接続する発光ユニットの数を増やすとともに、それに併せて駆動電圧を上げれば、各有機層3を流れる電流密度を一定に保ちながら、有機EL素子1全体の輝度を発光ユニットの増加分だけ上昇させることができる。また、同時に有機層一個当たりに流れる電流密度の増加を抑えて有機EL素子の長寿命化を図ることができる。
According to this configuration, the
また、図8で示した従来の有機EL素子12のように複数の有機層32を直列に接続しながら重ね合わせて重層した場合、各有機層32a〜32cで発光した光が複数の等電位面S及び各有機層32a〜32cを透過して有機EL素子12より出射するため、光が減衰し出射時に輝度が低下するという問題があったが、本実施形態に係る有機EL素子1では基板上に各発光ユニット1a、1bが重なり合わないように並列配置されているため、各発光ユニット1a、1bから出射する光を減衰させることなく取り出すことができる。従って、光の透過損を少なくし、外部に出射される光の出射効率を向上させることができる。
Further, when a plurality of
また、有機層32a〜32cを重ね合わせた従来の有機EL素子12は各層の発光比率を制御して混色を制御することが困難であるが、本発明に係る有機EL素子1は、並列配置された各発光ユニット1a、1bの発光色を変えて光を混色すれば、容易に各発光ユニットの発光比率を制御することができるため、所望の混色を得ることができる。
In addition, the conventional organic EL element 12 in which the organic layers 32a to 32c are superposed is difficult to control the color mixture by controlling the light emission ratio of each layer, but the
また、有機層32a〜32cを重ね合わせて構成される従来の有機EL素子では、各有機層の面積比率を変化させて重層することが構造上できないため、各有機層の発光比率を制御するためには有機層を構成する有機材料を新たに調製したり、有機層の厚みを変える必要があった。しかし、本実施形態に係る有機EL素子1では、各発光ユニットの面積比率を変えて成形することができるため、異なる発光色を呈する発光ユニットの面積比を変化させて有機EL素子1を設計することで各発光ユニットの発光比率を制御して、所望の混色を得ることができる。
In addition, in the conventional organic EL element configured by superposing the organic layers 32a to 32c, it is structurally impossible to stack by changing the area ratio of each organic layer, so that the light emission ratio of each organic layer is controlled. However, it was necessary to newly prepare an organic material constituting the organic layer or to change the thickness of the organic layer. However, since the
次に本実施形態に係る有機EL素子1の製造方法について説明する。図3は本実施形態に係る有機EL素子1の製造工程を示す断面図である。本実施形態に係る有機EL素子1は、まず、基板8上に第1電極2a、2bを形成した後、第1電極2a、2bの間隙及び肩部を覆う絶縁部材からなるセパレータ6を設ける。ここで、セパレータ6は、基板8上に真空蒸着法等で成膜した後、第1電極2a、2bの開口部をエッチング除去して形成することができる。
Next, a method for manufacturing the
次にアルミ二ウム層9’を第1電極2a、2b及びセパレータ6の上から基板8上に所定の厚みに形成し(図3(a)参照)、第1電極2a上の所定領域を残してエッチング除去する。これによりアルミニウム層9’の厚みと同じ高さを有する柱状電極9が第1電極2a上に形成される(図3(b)参照)。このとき、第1電極2aと柱状電極9は電気的に接続された状態にある。なお、柱状電極9を構成する金属として、アルミ二ウム以外にモリブデン、銀又はこれらの合金等、導電性に優れた材料を使用することができる。
Next, an aluminum layer 9 'is formed to a predetermined thickness on the
次に有機材料を第1電極2a、2b及びセパレータ6の上から基板8上に所定の厚さで真空蒸着し、第1電極2a、2b上に有機層3a、3bを形成する(図3(c)参照)。このとき、有機層3a、3bの厚みは柱状電極9の高さより低くなるよう形成されている。したがって、柱状電極9の頂部近傍は有機層3の上面より露出している。なお、有機層はホール注入層、ホール輸送層、有機発光層、電子輸送層、電子注入層とで構成されている。
Next, an organic material is vacuum-deposited on the first electrode 2a, 2b and the
次に、逆テーパ形状のセパレータ7を所定の位置に配して、基板8に対して垂直な方向から有機層3a、3b上にアルミニウムを蒸着し、第1電極2a、2bに対応するする第2電極4a、4bを形成する(図3(d)参照)。このとき、逆テーパ形状のセパレータ7を配した部位はアルミ二ウムが蒸着されず、第2電極4a、4bが互いに接触しないよう形成される。
Next, a reverse-tapered separator 7 is disposed at a predetermined position, and aluminum is vapor-deposited on the organic layers 3a and 3b from a direction perpendicular to the
このとき、第2電極4aは柱状電極9と接触していないが、第2電極4bは柱状電極9の側面に接触しているため、第1発光ユニット1aにおける第1電極2aと第2発光ユニット1bにおける第2電極4bが柱状電極9を介して電気的に接続される。したがって、第1発光ユニット1aと第2発光ユニット1bが同一基板8上に重なり合うことなく並列配置され、第1発光ユニット1aと第2発光ユニット1bが電気的に直列接続された有機EL素子1が完成する(図3(e)参照)。
At this time, the second electrode 4a is not in contact with the
なお、セパレータ7を用いる以外にマスクやメッキレジスト用いて第2電極4a、4bが互いに接触しないよう形成することもできる。また、図3では示さなかったが封止材料を用いて有機EL素子1全体を封止する必要がある。
In addition to using the separator 7, the second electrodes 4 a and 4 b can be formed so as not to contact each other using a mask or a plating resist. Although not shown in FIG. 3, it is necessary to seal the entire
なお、図4は本実施形態に係る柱状電極9近傍を拡大して示す断面図であるが、図4に示すように、柱状電極9の高さは有機層3aの層厚より十分に高いことが望ましい。これは、有機層の形成時に有機材料が柱状電極9の側面をせり上がって真空蒸着される場合があり、このような場合、柱状電極9の頂部が有機層で覆われ、第2電極と柱状電極9が導通しないことがあるからである。
4 is an enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the
次に本実施形態に係る有機EL素子1の構成について図1を参照しながら具体的に説明する。本実施形態に係る有機EL素子1は下方から光を取り出すボトムエミッション方式であるが、有機EL素子1の構成により、上方から光を取り出すトップエミッション方式にすることもできる。
Next, the configuration of the
ここで、基板8は、絶縁材料を用いることが望ましく。具体的には、ガラス、プラスチック等が挙げられる。また、基板8を透明にすることで、発光ユニット1a、1bで発光した光を下方(基板8側)から取り出すことが可能であるが、上方(第2電極4側)から光を取り出す場合、透明である必要はない。
Here, the
また、第1電極2a、2bは、基板8上に形成され、具合的にはITO等の透明電極が挙げられる。ここで、透明な第1電極2a、2bを用いることで、発光ユニット1a、1bで発光した光を下方(基板8側)から取り出すことが可能となるが、上方(第2電極4側)から光を取り出す場合、透明である必要はなく、第1電極2a、2bとして銅やアルミニウム等抵抗率の低い材料を用いることができる。
The first electrodes 2a and 2b are formed on the
また、第2電極4a、4bは、有機層3a、3b上に形成されるが、有機層3a、3bで発光した光を上方から取り出す場合、ITO等の透明電極を用い、発光した光を下方から取り出す場合、銅やアルミニウム等抵抗率の低い材料を用いる。 The second electrodes 4a and 4b are formed on the organic layers 3a and 3b. When light emitted from the organic layers 3a and 3b is taken out from above, a transparent electrode such as ITO is used to lower the emitted light. When taking out from the above, a material having a low resistivity such as copper or aluminum is used.
また、有機層3a、3bはホール注入層311、ホール輸送層312、有機発光層313、電子輸送層314、電子注入層315とで構成され(図7(b)参照)、第1電極2a、2bからのホール注入効率を向上させるホール注入層311の材料としては、例えば、アリールアミン類、フタロシアニン類(銅フタロシアニン)が挙げられる。また、電子障壁として機能するホール輸送層312の材料としては、例えば、アリールアミン類が挙げられる。 The organic layers 3a and 3b include a hole injection layer 311, a hole transport layer 312, an organic light emitting layer 313, an electron transport layer 314, and an electron injection layer 315 (see FIG. 7B), and the first electrode 2a, Examples of the material of the hole injection layer 311 that improves the hole injection efficiency from 2b include arylamines and phthalocyanines (copper phthalocyanine). Examples of the material of the hole transport layer 312 that functions as an electron barrier include arylamines.
また、第2電極4a、4bからの電子注入効率を向上させる電子注入層315の材料としては、例えば、リチウム等のアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体が挙げられる。また、ホール障壁としての機能を有する電子輸送層314の材料としては、例えば、アルミ錯体、オキサジアゾール類、トリアゾール類、フェナントロリン類が挙げられる。
Examples of the material for the
また、有機発光層313は、第1電極2a、2b及び第2電極3a、3bによって与えられる電子及びホールの再結合により励起され、発光する部分であり、蛍光性あるいは燐光性の強い発光特性を有する化合物が用いられる。ここで、有機発光層の材料により発光色を変えることができる。 The organic light emitting layer 313 is a portion that emits light by being excited by recombination of electrons and holes given by the first electrodes 2a and 2b and the second electrodes 3a and 3b, and has a light emitting characteristic with strong fluorescence or phosphorescence. The compound which has is used. Here, the emission color can be changed depending on the material of the organic light emitting layer.
次に、本実施形態にかかる有機EL素子1を用いた有機EL表示パネルについて説明する。本実施形態に係る有機EL素子1を用いた有機EL表示パネルは、パッシブマトリクス型、アクティブマトリックス型のどちらのタイプでも構成することができる。図5はパッシブマトリクス型有機EL表示パネルの一部を等価回路図で示したもので、パッシブマトリクス型の場合、透明ガラス基板上に形成された複数のライン状の陽極と、該陽極と直交する複数のライン状の陰極との各交差部分に有機EL素子1を挟持することにより構成することができる。この構成により、各有機EL素子1を一単位とする一画素が形成され、前記陽極と前記陰極の各交差部分に挟持された複数の有機EL素子1により有機EL表示パネルの表示領域が構成される。また、パッシブ駆動回路により、電圧を印加する前記陽極を順次変更しながら、発光させたい有機EL素子1に対応する前記陰極に電圧を印加して所望の画像を表示することができる。
Next, an organic EL display panel using the
ここで、前記陽極と前記陰極の交差部分では有機EL素子1の第2発光ユニット1bにおける第1電極2bが前記陽極と接続され、第1発光ユニット1aにおける第2電極4aが前記陰極と接続される。なお、パッシブマトリクス型有機EL表示パネルの製造方法としては有機EL素子1を構成する基板8を表示パネルに用いる前記透明ガラス基板とし、第1電極2の形成工程を前記ライン状の陽極の形成と同じ工程で行ない、第2電極3の形成工程を前記ライン状の陰極の形成と同じ工程で行なうことにより製造することができる。
Here, at the intersection of the anode and the cathode, the first electrode 2b in the second light emitting unit 1b of the
また、有機EL素子1は複数の発光ユニットが基板上に重なり合うことなく同一平面に並列配置され、且つ電気的に直列接続されたものであるため、一画素単位の高輝度化及び高寿命化を図ることができる。また、これにともなってパッシブマトリクス型有機EL表示パネル全体の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。
In addition, since the
また、アクティブマトリクス型の場合、基板上に形成された複数の信号線と、該信号線とマトリクス状に交差する複数の走査線の各交差部付近で前記信号線と前記走査線と接続されるトランジスタと、該トランジスタと対向配置される共通電極の間に有機EL素子1を挟持して構成することができる。この構成により、表示パネル上では有機EL素子1を一単位として一画素が形成されるとともに、前マトリクス状に並んだ複数の有機EL素子1により有機EL表示パネルの表示領域が構成される。
In the case of the active matrix type, the signal lines and the scanning lines are connected in the vicinity of the intersections of the plurality of signal lines formed on the substrate and the plurality of scanning lines intersecting the signal lines in a matrix. The
ここで、前記トランジスタと有機EL素子1の第2発光ユニット1bにおける第1電極2bが接続され、第1発光ユニット1aにおける第2電極4aが前記共通電極と接続される。この構造により、有機EL素子1に印加する駆動電圧の強弱をトランジスタで調整することにより、発光ユニット1a、1bの輝度階調を調節することができる。
Here, the transistor and the first electrode 2b in the second light emitting unit 1b of the
また、有機EL素子1は複数の発光ユニットが基板上に重なり合うことなく同一平面に並列配置され、且つ電気的に直列接続されたものであるため、一画素単位の高輝度化及び高寿命化を図ることができる。また、これにともなってアクティブマトリクス型有機EL表示パネル全体の高輝度化及び長寿命化を図ることができる。
In addition, since the
また、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. Embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments are also included in the present invention. Included in the technical scope.
例えば、本実施形態では有機EL素子を構成する2つの発光ユニットを同一基板上に配置したが、2つ以上の発光ユニットを同一基板上に配置する場合も本発明の技術範囲に含まれる。 For example, in the present embodiment, the two light emitting units constituting the organic EL element are arranged on the same substrate, but the case where two or more light emitting units are arranged on the same substrate is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、有機EL素子を用いたマトリックディスプレイ、照明用面発光デバイスとして利用することができる。 The present invention can be used as a matrix display using an organic EL element and a surface emitting device for illumination.
1 有機EL素子
1a 第1発光ユニット
1b 第2発光ユニット
2 第1電極
3 有機層
4 第2電極
6 セパレータ
7 逆テーパ形状のセパレータ
8 基板
9 柱状電極
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記各発光ユニットが基板上に重なり合うことなく並列配置されるとともに前記各発光ユニットが電気的に直列接続され、
隣接する前記各発光ユニットにおいて、一方の発光ユニットにおける第1電極と隣接するもう一方の発光ユニットにおける第2電極とが柱状電極を介して接続される有機EL素子の製造方法であって、
基板上に複数の第1電極を形成する工程と、
隣接する第1電極の間隙に絶縁部材からなるセパレータを形成する工程と、
前記基板上に電極材層を形成する工程と、
前記電極材層を第1電極上の一部を残してその他の部分を除去することにより、第1電極と導通する前記柱状電極を形成する工程と、
前記基板上に有機層を形成する工程と、
前記基板上に複数の第2電極を前記第1電極と対向させて形成する工程と、を含み、
前記電極材層の層厚が前記有機層の層厚より厚いことを特徴とする有機EL素子の製造方法。 A light emitting unit comprising: a first electrode formed on a substrate; a second electrode disposed at a position facing the first electrode; and an organic layer sandwiched between the first electrode and the second electrode. a plurality of Yes,
The light emitting units are arranged in parallel without overlapping on the substrate and the light emitting units are electrically connected in series ,
In each of the adjacent light emitting units, a method for producing an organic EL element in which a first electrode in one light emitting unit and a second electrode in the other adjacent light emitting unit are connected via a columnar electrode,
Forming a plurality of first electrodes on a substrate;
Forming a separator made of an insulating member in a gap between adjacent first electrodes;
Forming an electrode material layer on the substrate;
Forming the columnar electrode in conduction with the first electrode by removing the other part of the electrode material layer while leaving a part on the first electrode;
Forming an organic layer on the substrate;
Forming a plurality of second electrodes on the substrate so as to face the first electrodes,
The method of manufacturing an organic EL element, wherein the electrode material layer has a thickness greater than that of the organic layer.
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