JP2004349244A - 自発光装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光の取り出し効率を向上でき、さらには広い面での発光が可能になる自発光装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】この有機ＥＬ装置は、乱反射面２１ａを形成したガラス基板２１と、このガラス基板２１の乱反射面２１ａを除いた基板面に、ＥＬ材料を含有した層を含む複数の層を積層形成された発光部２５と、この発光部２５に隣接してガラス基板２１の乱反射面２１ａの上に形成された光拡散部２３とを具備する。
【選択図】図１
【解決手段】この有機ＥＬ装置は、乱反射面２１ａを形成したガラス基板２１と、このガラス基板２１の乱反射面２１ａを除いた基板面に、ＥＬ材料を含有した層を含む複数の層を積層形成された発光部２５と、この発光部２５に隣接してガラス基板２１の乱反射面２１ａの上に形成された光拡散部２３とを具備する。
【選択図】図１
Description
本発明は、例えば有機ＬＥＤ、無機ＥＬなどと呼ばれる自発光装置およびその製造方法に関する。
従来の有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、別称：有機ＬＥＤ）などを用いた自発光装置は、有機ＥＬの発光時のジュール熱による発光物質の結晶化（非晶質からガラス状に結晶化することで絶縁物になり発光しなくなる。）による影響で大面積化が非常に困難であった。
また、有機ＥＬなどは、屈折率差がある材料をガラス基板上に積層して形成しているため、有機ＥＬなどの発光部から発光された光は、その影響、つまりファイバー効果でサイドに放射されてしまい、所望方向へ光を取り出す効率が悪かった。
そこで、この効率悪化の問題を解決するために、ガラス基板の表面全面を凹凸状に加工する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
さらに、有機ＥＬは水分が存在すると劣化が促進されるため、光を取り出す側のガラス基板とは反対側の面を、ガラスや金属板を皿状に成形した封止板で気密に覆い、封止板の内側に乾燥剤を配置することが行われている。
特開２００２−０４３０５４
しかしながら、この技術の場合、有機ＥＬなどの発光部からガラス基板表面までの遠い位置で光を乱反射させる構造のため、期待していたほど光を取り出す効率が上がらないという問題があった。
また、光を取り出す側のガラス基板とは反対側の面を、封止板で気密に覆い、その内側に乾燥剤を配置すると、乾燥剤の配置スペースの分だけ厚さが厚くなってしまい、厚さが薄いという有機ＥＬの特長が損なわれてしまうという問題があった。
本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、光を取り出す効率を向上でき、さらには広い面での発光を可能とする自発光装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
また、本発明は、乾燥剤を用いても実質的に厚さが増加しない自発光装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、第１発明の自発光装置は、片面に所定のパターンで導電体が形成され、前記導電体の形成面で前記導電体を形成していない部分に乱反射面を形成した基板と；前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板の前記乱反射面上に前記導電体と隣接させて形成した光拡散部と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；を具備したことを特徴としている。
また、第１発明の自発光装置は、片面に所定のパターンで導電体が形成され、前記導電体の形成面で前記導電体を形成していない部分に乱反射面を形成した基板と；前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板の前記乱反射面上に前記導電体と隣接させて形成した光拡散部と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部および光拡散部の上に形成され、前記光拡散部との境界に第２の乱反射面を形成した電極と；を具備している。
なお、光拡散部は、白色系の光拡散性保護層であることが好ましい。また、光拡散部は透明粒子を含有していることが好ましい。
第２発明の自発光装置は、片面に所定のパターンで導電体が形成された基板と；前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板面上に前記導電体と隣接させて形成した乾燥剤を含有する光拡散部と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；を具備したことを特徴としている。
また第２発明の自発光装置は、片面に所定のパターンで導電体が形成された基板と；前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板上に前記導電体と隣接させて形成した光拡散性を有する乾燥剤を含有する光拡散部と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；を具備したことを特徴としている。
さらに、第３発明の自発光装置は、片面に所定のパターンで透明性導電体が形成された透光性基板と；前記透明性導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した発光層と該発光層の上に形成された正孔輸送層とを含み、前記発光層と前記正孔輸送層の少なくとも一方に光拡散性を有する微粒子を含有した発光部と；光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板面上に前記透明性導電体と隣接させて形成した光拡散部と；前記透明性導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；を具備したことを特徴としている。
本発明に用いられる基板としては、ガラス基板が最適であるが、ガラス基板以外であっても透光性を有し、表面に導電体を形成できるものであれば、ガラス基板に限定されるものではない。また、基板は光を放射する側が透光性を有すればよい。
また、本発明において、基板に形成される導電体は、この導電体を透過させて光を放射させる場合には、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）のような透明な導電体とする必要があるが、光拡散部のみから光を放射させる場合には、光不透過性の導電体であってもよい。このような光不透過性の導電体材料としては、電気抵抗の低い、例えば、アルミニウム、銀、プラチナ、パラジウム、クロム、アルミニウム・マグネシウム合金などを使用することができる。
本発明における発光部には、通常、正孔輸送層、発光層、電子注入層を順に基板上に積層して形成され、正孔輸送層には、例えばα-NPD、Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl］benzidine等が用いられ、発光層には、例えば、アルミキノリウム錯体（ALq３：Tris(8-hydroxyquino linato)aluminum(III）等が用いられる。
本発明における光拡散部には、例えば、ＵＶ（紫外線）硬化性や熱硬化性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミドや熱可塑性のフッ素樹脂等の光透過性高分子材料が主として用いられる。
本発明における光拡散部や発光部に用いられる光拡散性の微粒子は、ベースの高分子材料中にあって入射した光を反射あるいは屈折させる性質を有するものであって、数十ｎｍサイズのシリカ、セリア、アルミナ等の無機材料の微粒子や数十ｎｍサイズのアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド等の透明高分子材料の微粒子が例示される。これらは、いずれも重量比で０．０５〜５．０重量％の範囲で光拡散部や発光部の材料中に配合される。
また、本発明において光拡散部に用いられる乾燥剤としては、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライトのような比表面積が大きく物理吸着により水分を吸収する多孔質材料や、酸化バリウム、酸化マグネシウムのような化学的に水を吸着する金属酸化物等が用いられる。これらは、光拡散部に用いられる高分子材料中に配合して用いられるが、特に、これらの高分子材料と屈折率に差がある光拡散性の大きい微粒子状のものが適している。
さらに、本発明において発光部上に形成される電極は、基板側から光を取り出す場合には、可視光を反射する金属であるアルミニウム、銀、プラチナ、パラジウム、クロム、アルミニウム・マグネシウム合金のいずれか1つ以上から形成される良導電体であることが望ましいが、光を基板と反対側からも取り出す場合には、前述した透明性導電体を用いることも可能である。
第1発明の自発光装置の製造方法は、基板にライン状の導電体を形成する工程と；前記ライン状の導電体をマスキングしその上から前記基板をブラスト処理して前記導電体を形成していない部分に乱反射面を形成する工程と；前記乱反射面の上に絶縁材料を塗布して光拡散部を形成する工程と；前記導電体のマスキングを除去し、前記導電体の上にエレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部を形成する工程と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部の上に電極を形成する工程と；を有することを特徴としている。
また、第1発明の自発光装置の製造方法は、基板の一面に導電体を積層形成する工程と；前記導電体にライン状にマスキングしてエッチング処理し、前記基板にライン状の陽極パターンを形成する工程と；ライン状の陽極パターンにマスキングしたまま前記基板の面をブラスト処理して陽極パターン以外の基板面に乱反射面を形成する工程と；前記乱反射面の上に白色系の絶縁材料を塗布して光拡散部を形成する工程と；前記ライン状の陽極パターンのマスキングを除去し、前記陽極パターンの上にエレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部を形成する工程と；前記陽極パターンと少なくとも一部が対向するように前記発光部の上に電極を形成する工程と；を有することを特徴としている。
第２発明の自発光装置の製造方法は、基板に導電体を形成する工程と;前記導電体上にライン状にマスキングを施す工程と;前記基板の導電体の露出部を除去する工程と;前記基板の導電体の露出部に乾燥剤を配合した絶縁材料を塗布して光拡散部を形成する工程と；前記導電体のマスキングを除去し、前記導電体の上にエレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部を形成する工程と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部の上に電極を形成する工程と；を有することを特徴としている。
第３発明の発光装置の製造方法は、基板に導電体を形成する工程と;前記導電体上にライン状にマスキングを施す工程と;前記基板の導電体の露出部を除去する工程と;前記基板の導電体の露出部に乾燥剤を配合した、又は配合しない絶縁材料を塗布して光拡散部を形成する工程と；前記導電体のマスキングを除去し、前記導電体の上に発光層と前記正孔輸送層の少なくとも一方に光拡散性を有する微粒子を含有した材料を用いてエレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部を形成する工程と；前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部の上に電極を形成する工程と；を有することを特徴としている。
以上説明したように、第１発明によれば、自発光装置において、発光部から発光された光を取り出す効率を向上でき、さらには広い面での発光を可能にできる。また、光拡散部に、光拡散性を有する微粒子を含有させた場合には、基板とこれに近接した光拡散部との境界である基板面、あるいは光拡散部の表裏両面に乱反射面を形成したことで、発光部から一番近い位置で光が乱反射するようになるので、有機ＥＬの発光層(光源)から発光された光がファイバー効果で基板内を通じて逃げるのを防ぐとともに、反射効果のある電極との多重反射により光が所望の方向(前面方向)へ照射される量が増加し、光の取り出し効率を向上でき、さらには広い面での発光が可能になる。
第２発明によれば、光拡散部に乾燥剤を含有させることにより、光拡散部と乾燥剤の設置が同時に行えるとともに、乾燥剤も光拡散に寄与するため、前面方向への光の照射が高効率になるという効果がある。また、封止の際、封止基板に凹部加工を施した特殊な基板を用いる必要がなく、発光された光を支持基板とは反対側から取り出す上面発光方式であっても、乾燥剤の配置による影響を受けないという利点がある。
第３発明によれば、発光部自体に光拡散性を有する微粒子を配合したので、有機ＥＬの発光層(光源)から発光された光がファイバー効果で基板内を通じて逃げるのを一層防ぐことができ、反射効果のある電極との多重反射により光が所望の方向(前面方向)へ照射される量が増加し、光の取り出し効率を向上できる。
なお、第１乃至第３発明を組み合わせて用いた場合には、相乗作用により一層顕著な上記効果を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１発明に係る一つの実施形態の有機ＥＬ装置の構成を示す図、図２は図１の有機ＥＬ装置のＡ−Ａ’断面図、図３は図１の有機ＥＬ装置の要部拡大図である。
図１，２に示すように、この有機ＥＬ装置は、例えば光をマトリクス状に発光させるために、基板としてのガラス基板２１と、このガラス基板２１上にライン状に形成した透明性導電体としての陽極２２と、ガラス基板２１の上に有機発光材料であるエレクトロルミネッセンス材料（以下ＥＬ材料と称す）を含有した層を含む複数の層を積層してライン状に形成された発光部２５と、この発光部２５に隣接してガラス基板２１上に形成された光拡散部２３と、この光拡散部２３が形成されたガラス基板２１の面に形成された第１の乱反射面としての乱反射面２１ａ（図３参照）と、陽極２２と対向して交差するようにライン状に形成された金属電極としての陰極２４と、ガラス基板２１の上に塗布した封止用接着剤２８を介して発光部２５を密閉する皿状の封止用ガラス基板２７と、この封止用ガラス基板２７の内面に取り付けられた乾燥剤２６とを備えている。
ガラス基板２１の厚みは、例えば1.5mm程度である。光拡散部２３は、乱反射面２１ａを全て埋める程度の厚い白色の光拡散性保護層とされている。光拡散性保護層は、白色の他、例えば半透明あるいは白色に近似する色（白色系の色）でもよい。光拡散部２３は、光拡散性の絶縁材料を主成分としている。光拡散部２３の厚みは例えば1.5μm程度である。陰極２４は、アルミニウム等の材料で形成された金属電極であり、厚みは例えば1.0μm程度である。
発光部２５は、ほぼ正方形に複数形成されている。発光部２５は、それぞれＲ色、Ｇ色、Ｂ色に発光する、または可視光の範囲内にスペクトルを放射する白色の有機ＬＥＤ（別称有機ＥＬ）光源である。上から見ると、発光部２５と発光部２５との間に光拡散部２３が形成されている。なお、発光部２５は、光拡散部２３側の一辺を長くすることで光を一定の方向に導く効率を良くすることができる。
封止用ガラス基板２７は、光を透過する必要がないので、ガラス以外に、例えば金属等の材料を用いてもよい。封止用ガラス基板２７の内面は、皿状にくぼんでおり空間が設けられている。この空間に酸素、水を除去する乾燥剤２６が取り付けられている。
図３に示すように、ガラス基板２１には、陽極２２（ＩＴＯ膜）がライン状に形成されている。陽極２２（ＩＴＯ膜）の厚みは例えば2.0μm程度である。また、陽極２２（ＩＴＯ膜）以外のガラス基板２１の面には乱反射面２１ａが形成されている。陽極２２（ＩＴＯ膜）の上には、発光部２５が形成されている。陽極２２（ＩＴＯ膜）は透明であることから発光部２５と一体的に呼んでもよい。発光部２５は、正孔輸送層３２、発光層３３、電子注入層３４を順に積層形成したものである。正孔輸送層３２には、例えばα-NPD、Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl］benzidine等が用いられている。正孔輸送層３２の厚みは、例えば0.04μm程度である。発光層３３には、アルミキノリウム錯体（ALq３：Tris(8-hydroxyquino linato)aluminum(III）が用いられている。発光層３３の厚みは、例えば0.07μm程度である。電子注入層３４には、フッ化リチウム（LiF）が用いられている。
電子注入層３４の厚みは、例えば0.0007μm程度である。
電子注入層３４の厚みは、例えば0.0007μm程度である。
ガラス基板２１の乱反射面２１ａには、発光部２５に近接させて白色透光性の絶縁材料で光拡散部２３が形成されている。光拡散部２３は光拡散性の保護膜（レジスト膜）である。白色透光性の絶縁材料としては、アクリル、エポキシ樹脂等が用いられている。これら光拡散部２３および発光部２５の上には、陽極２２と交差する方向に陰極２４がライン状に形成されている。陰極２４の上には空間を隔てて封止用ガラス基板２７が配設されている。この封止用ガラス基板２７と最下部のガラス基板２１とで発光部２５を密封し、空気、水分等の浸入を防ぐ封止構造を構成している。
以下、この実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。
この有機ＥＬ装置の場合、まず、ガラス基板２１の一方の面、例えば外部に露出しない内側の面(裏面)の、陽極形成用の部分にテープあるいは金属等でライン状にマスキングを行う。
次に、ライン状にマスキングした上からガラス基板２１の全面、あるいは周縁部を除いた部分の面をサンド・ブラスト処理してライン状のマスキング部分を除いた基板面に乱反射面２１ａを形成する。サンド・ブラスト処理以外にも例えばエッチング等で微細な凹凸面を形成してもよい。
続いて、乱反射面２１ａを形成したガラス基板２１のマスキングを除去して乱反射面２１ａを除く平坦なライン状の部分に細いＩＴＯ膜でライン状の陽極２２をパターン形成する。つまり、ガラス基板２１の陽極形成部分に予めマスキングしてから、サンド・ブラスト処理して乱反射面２１ａを形成し、マスキングを除去した後の平坦なライン状の部分にライン状の陽極２２を積層形成する。
上記以外の乱反射面２１ａの形成方法としては、ガラス基板２１の上一面にＩＴＯ膜を被膜形成した後、陽極２２にすべきライン部分をテープあるいは金属でマスキングして隠し、酸性の液剤(エッチング液)に浸漬して不要部分を溶解および除去(エッチング処理)することで陽極２２をライン状にパターン形成し、その後、ガラス基板２１の面をサンド・ブラスト処理することで、ライン状にマスキングした陽極２２パターンの部分以外の基板面に乱反射面２１ａを形成するようにしてもよい。
つまり、ガラス基板２１の平坦な面で被膜したＩＴＯ膜にライン状にマスキングしてエッチング処理を行い、ライン状の陽極２２、すなわち陽極パターンを形成した後、マスキングしたままの陽極パターンの上からガラス基板２１をサンド・ブラスト処理して陽極パターン以外の基板部分に乱反射面２１ａを形成してもよい。
次に、ライン状にパターン形成した陽極２２の上にテープ等でマスキング後、そのマスキング部分を除いてアクリル、エポキシ樹脂等を主成分とした単純透明性の絶縁材料あるいは白色透光性の絶縁材料等を乱反射面２１ａの上に塗布することで、光拡散部２３を形成する。
その後、ライン状の陽極２２からテープを除去(剥が)し、少なくとも陽極２２の上に有機発光材料等の発光部２５の層を重ねて形成する。つまり、陽極２２の上に正孔輸送層３２、発光層３３、電子注入層３４等を積層形成する。その後、陰極２４を陽極２２の少なくとも一部と対向させるようにして交差方向にライン状に積層形成する。陰極２４は、アルミ配線等であり、ライン状のアルミニウム配線を直接積層形成してもよい。陰極２４は、アルミニウムの他、例えば銀、金、プラチナ等の可視光を反射する金属で形成してもよい。
最後に、ガラス基板２１に取り付ける封止用ガラス基板２７の内側の面に乾燥剤２６を接着して取り付け、その後、ガラス基板２１に封止用接着剤２８を塗布し、その部分に封止用ガラス基板２７を当てがい、互いのガラス基板内部を密封（封止）する。
このように、この実施形態の有機ＥＬ装置によれば、ガラス基板２１上にライン状に発光部２５を形成し、発光部に隣接させるようにガラス基板２１の上に光拡散部２３を形成し、この光拡散部２３とガラス基板２１との境界に乱反射面２１ａを形成したので、有機ＥＬの発光部２５(光源)から発光された光がファイバー効果でガラス基板２１内を通じて逃げるのを防ぐことができる。また、反射効果のある陰極２４と乱反射面２１ａとの多重反射により光が所望の方向(前面方向)へ照射される量が増加し、光の取り出し効率を向上することができる。
これにより、従来の前面照射照度を１としたときの百分率である比向上率に換算した場合、従来のもの（比向上率：１００％）に対して、例えばエポキシを主成分とした白色ペースト材（比較的厚い層）を光拡散部２３の上に塗布した場合、比向上率を１５０％〜１７０％程度に高めることができる。また、例えばアクリルを主成分としたレジスト材（比較的薄い層）を光拡散部２３の上に塗布した場合、比向上率を１４０％〜１５０％程度に高めることができる。
つまり、本実施例では、従来のものに対比して比向上率を１４０％〜１７０％程度までに高めることができ、４〜６Ｖ程度の低電圧駆動が可能になり、大型平面光源装置や携帯型の表示装置（ＰＤＡ、携帯電話機等）またはバックライト等の平面光源への適用が容易に可能になる。
なお、第１発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。
発光部２５のＥＬ材料は、有機物であっても無機物であってもよい。また、低分子材料だけでなく高分子材料であってもよい。
上記実施形態では、ガラス基板２１の裏面にサンド・ブラスト処理により乱反射面２１ａを形成したが、この他、光拡散部２３側の表面あるいは裏面を乱反射処理（加工）してもよい。つまり、光拡散部２３とガラス基板２１との境界に乱反射面２１ａを形成してもよい。
また、図５に示すように、ガラス基板２１と光拡散部２３との境界に形成した乱反射面２１ａに加えて、発光部２５および光拡散部２３の上にライン状に形成した陰極２４の下面、つまり陰極２４と光拡散部２３との境界に第２の乱反射面としての乱反射面２１ｂを形成してもよい。この場合、比向上率を１４０％程度に高めることができる。光拡散部２３は、アクリル、エポキシ樹脂等の単純透明材料あるいは白色透光材料で保護層(レジスト膜)を形成する以外に、アルミナ、セリア、チタニア、ジルコニア等の無機材料あるいはポリエチレン、ポリスチレン等の有機材料からなる透明な微粒子を透明材料あるいは透光材料に含有させたものを用いてもよい。これにより、発光部２５からサイド方向への光の拡散を減少させてガラス基板２１の面に対して直交する方向、つまり前方への光の取り出し効率を向上することができ、比向上率を１６０％程度に高めることができる。
上記図１の実施形態では、発光部２５をほぼ正方形としたが、この他、図６に示すように、長方形の発光部２５ａを複数形成して発光面積を広くしてもよい。この場合、アクリルを主成分としたレジスト材（比較的薄い層）を光拡散部２３の上に塗布した場合でも比向上率を１５０％程度に高めることができる。
また、図７に示すように、一方向の間隔をなくすようにライン状に発光部２５ｂを形成してもよい。この場合、エポキシを主成分とした白色ペースト材（比較的厚い層）を光拡散部２３の上に塗布した場合に比向上率を１７０％程度まで高めることができる。なお、この例では、光拡散部２３の下側の部分に図示していない乱反射面２１ａが形成されている。
以上は、陽極２２として透明性電極を用いた実施形態であるが、この陽極２２は光不透過性の金属導電体とすることもできる。
図８は、陽極２２ａとして、アルミニウム、銀、プラチナ、パラジウム、クロム、アルミニウム・マグネシウム合金などの光不透過性の金属導電体を用いた実施形態である。
この実施形態では、陽極２２ａと光拡散部２３を除いて、その基本構造は、図２に示した実施形態と同一構成であるので、図２と共通する部分に同一符号を付して重複する説明を省略する。
この実施形態では、陽極２２ａを形成した後、発光部２５が形成され、その後、光拡散部２３が発光部２５とほぼ同じ高さに形成される。そして、陰極２４は、陽極２２ａと同様に光不透過性の金属導電体を用いて、発光部２５と光拡散部２３上にほぼ同一の高さに形成される。
この実施形態では、発光部２５で生成した光は、矢印で示すように、光拡散部２３中に出射され、光拡散部２３中を乱反射しながら、最終的にガラス基板２１から外部に放射される。
図９は、光拡散部２３ａを乾燥剤Ｄを含有する重合体組成物で構成して封止用ガラス基板２７ａ内への乾燥剤の配置を省略し光を封止用ガラス基板２７ａ側に放射するようにした第２発明に係る実施形態の構成を示す断面図である。
この実施形態は、陽極２２ａが、アルミニウム、銀、プラチナ、パラジウム、クロム、アルミニウム・マグネシウム合金などの光不透過性の良導電性の金属導電体を用いて形成された後、発光部２５が形成され、その後、光拡散部２３ａが、乾燥剤Ｄを含有する光透過性高分子材料を用いて発光部２５とほぼ同じ高さに形成される。乾燥剤Ｄとしては、活性炭、モレキュラーシーブ、ゼオライトのような比表面積が大きく物理吸着により水分を吸収する多孔質材料や、酸化バリウム、酸化マグネシウムのような化学的に水を吸着する金属酸化物等が用いられる。光透過性高分子材料としては、ＵＶ（紫外線）硬化性や熱硬化性のアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、熱可塑性のフッ素樹脂等の光透過性高分子材料が主として用いられる。この実施形態では、陰極２４ａとして、ＩＴＯのような透明性の導電体が用いられる。
陰極２４ａを形成したのち封止用ガラス基板２７ａで、陰極２４ａの上部が気密に封止されるが、この実施形態では、乾燥剤を収容する必要がないので、陰極２４ａ側の空間は不要となり全体の厚さを薄くすることができる。また、乾燥剤Ｄとして光拡散性を有するものを使用して前面照射照度を改善することもできる。
この実施形態では、発光部２５からの光は、封止用ガラス基板２７ａ側に放射される。
なお、この実施形態において、第１発明におけるようにガラス基板２１側に乱反射面を形成し、さらに陽極２２ａとして反射率の高い金属を用いて照度をさらに高めることもできる。なお、この実施形態では、封止用ガラス基板２７ａ側から光を照射するように構成したが、ガラス基板２１側から光を放射するように構成することもできる。
以下、この実施形態の製造方法を説明する。
この実施形態は、まず、ガラス基板２１の一方の面、例えば外部に露出しない内側の面(裏面)に陽極２２ａをライン状に加工する。この加工法としては、例えば真空蒸着、スパッタリング法等の物理的気相成長法、金属アルコキシドを用いたディブ法、スピンコート法、メッキ法などを用いることができる。これらの方法によってあらかじめ陽極部がライン状パターンに形成してある基板を用いるか、あるいは、基板上に形成した陽極用の膜の陽極部とするラインをテープもしくは金属で隠した上で、酸性の液剤に浸漬し、エッチング処理を行う。陽極としては、たとえば、アルミニウム、銀、プラチナ、パラジウム、クロム、アルミニウム・マグネシウム合金などの電気抵抗の低い金属材料を用いる。陽極に電気抵抗の低い金属材料を用いることで、透明電極として一般的に用いられているＩＴＯ膜と比べ電気ロスが少なく、低消費電力とすることができる。例えば、面内平均輝度を従来と同一としたときの消費電力を従来の８５％にすることができる。（このとき、全面照射照度は従来例に対して１４０％に向上した。）
次にライン状にパターン形成してある陽極部２２aをテープで隠し、乾燥剤Ｄを含有した光透過性高分子材料をライン状の陽極とその陽極のラインとラインの間のガラス基板に塗布する。
その後、基板周囲部を除き、前面に有機発光材料、陰極としてＭｇ−Ａｇ等を少なくとも可視光が透過できる膜厚に、真空蒸着法などで成膜し封止する。
その後、ライン状の陽極２２ａからテープを除去(剥が)し、少なくとも陽極２２ａの上に有機発光材料、電極等の発光部２５の層を重ねて形成する。つまり、陽極２２ａの上に正孔輸送層、発光層、電子注入層等を積層形成する。その後、陰極２４ａを陽極２２ａの少なくとも一部と対向させるようにして交差方向にライン状に積層形成する。
ガラス基板２１側から光を放射するように構成する場合には、陰極２４ａは、アルミニウムの他、例えば銀、金、プラチナ等の可視光を反射する金属で形成してもよい。
最後に、封止用ガラス基板２７ａによって全体を密封（封止）する。
このようにこの実施形態の有機ＥＬ装置によれば、ガラス基板２１上にライン状に発光部２５を形成し、発光部に隣接させるようにガラス基板２１の上に乾燥剤Ｄを含有する光拡散部２３ａを形成しているので、乾燥剤Ｄを別途配置するよりも薄くすることができる。
図１０は、発光部に光拡散性の微粒子を含有させた第３発明に係る実施形態の構成を示す断面図である。
この実施形態は、発光部に光拡散性の微粒子Ｐを含有させた点を除いて実施例２と同一構成であるので、実施例２と共通部分に同一符号を付して重複する説明は省略する。
この実施形態では、図３に関して前述した方法により、陽極２２ａの上に有機発光材料等の発光部２５の層を重ねて形成する。つまり、陽極２２ａの上に正孔輸送層３２、発光層３３、電子注入層３４を積層形成する。このとき、正孔輸送層３２と発光層３３の少なくとも一方を形成する塗料として、数十ｎｍサイズのシリカ（ＢＥＴ法で平均粒径が２６ｎｍ）、セリア（ＢＥＴ法で平均粒径が１１ｎｍ）、アルミナ等の微粒子またはアクリル系樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド、ポリスチレン等の球状微粒子を、固形分の重量比で０．０５〜５．０重量％の範囲で配合したものを使用し、スピンコート法、スプレイ法、ディップ法等で正孔輸送層３２（１５０ｎｍ）、発光層３３（１００ｎｍ）の順に形成する。
その後、カルシウム電子注入層３４（１０ｎｍ）、アルミニウム陰極２４ａを、それぞれ真空蒸着法、スパッタ法等で形成する。陰極２４ａを陽極２２ａの少なくとも一部と対向させるようにして交差方向にライン状に積層形成する。
このようにこの実施形態の有機ＥＬ装置によれば、ガラス基板２１上にライン状に発光部２５を形成し、発光部に隣接させるようにガラス基板２１の上に乾燥剤含有光拡散部２３ａを形成しているので、乾燥剤を別途設けるよりも薄くすることができる。
なお、この実施例は、第２発明も併用する場合についての説明であるが、第３発明は、かかる実施例に限定されるものではなく、乾燥剤を光拡散部に配合せずに従来法と同様に、封止用ガラス基板の内側に配設したり、ガラス基板側に光を放射するようにもできる。
２１…ガラス基板、２１ａ…乱反射面、２２，２２ａ…陽極、２３，２３ａ…光拡散部、２４…陰極、２５，２５ａ…発光部、２６…乾燥剤、２７，２７ａ…封止用ガラス基板、２８…封止用接着剤、３２…正孔輸送層、３３…発光層、３４…電子注入層。
Claims (9)
- 片面に所定のパターンで導電体が形成され、前記導電体の形成面で前記導電体を形成していない部分に乱反射面を形成した基板と；
前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；
光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板の前記乱反射面上に前記導電体と隣接させて形成した光拡散部と；
前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；
を具備したことを特徴とする自発光装置。 - 片面に所定のパターンで導電体が形成され、前記導電体の形成面で前記導電体を形成していない部分に乱反射面を形成した基板と；
前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；
光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板の前記乱反射面上に前記導電体と隣接させて形成した光拡散部と；
前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部および光拡散部の上に形成され、前記光拡散部との境界に第２の乱反射面を形成した電極と；
を具備したことを特徴とする自発光装置。 - 前記光拡散部が白色系の光拡散性保護層であることを特徴とする請求項１，２いずれか１項記載の自発光装置。
- 前記光拡散部が光拡散性を有する微粒子を含有していることを特徴とする請求項３記載の自発光装置。
- 基板にライン状の導電体を形成する工程と；
前記ライン状の導電体をマスキングしその上から前記基板をブラスト処理して前記導電体を形成していない部分に乱反射面を形成する工程と；
前記乱反射面の上に絶縁材料を塗布して光拡散部を形成する工程と；
前記導電体のマスキングを除去し、前記導電体の上にエレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部を形成する工程と；
前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部の上に電極を形成する工程と；
を有することを特徴とする自発光装置の製造方法。 - 基板の一面に導電体を積層形成する工程と；
前記導電体にライン状にマスキングしてエッチング処理し、前記基板にライン状の陽極パターンを形成する工程と；
ライン状の陽極パターンにマスキングしたまま前記基板の面をブラスト処理して陽極パターン以外の基板面に乱反射面を形成する工程と；
前記乱反射面の上に白色系の絶縁材料を塗布して光拡散部を形成する工程と；
前記ライン状の陽極パターンのマスキングを除去し、前記陽極パターンの上にエレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部を形成する工程と；
前記陽極パターンと少なくとも一部が対向するように前記発光部の上に電極を形成する工程と；
を有することを特徴とする自発光装置の製造方法。 - 片面に所定のパターンで導電体が形成された基板と；
前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；
光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板面上に前記導電体と隣接させて形成した乾燥剤を含有する光拡散部と；
前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；
を具備したことを特徴とする自発光装置。 - 片面に所定のパターンで導電体が形成された基板と；
前記導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した層を含む発光部と；
光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板上に前記導電体と隣接させて形成した光拡散性を有する乾燥剤を含有する光拡散部と；
前記導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；
を具備したことを特徴とする自発光装置。 - 片面に所定のパターンで透明性導電体が形成された透光性基板と；
前記透明性導電体の上に形成され、エレクトロルミネッセンス材料を含有した発光層と該発光層の上に形成された正孔輸送層とを含み、前記発光層と前記正孔輸送層の少なくとも一方に光拡散性を有する微粒子を含有した発光部と；
光拡散性の絶縁材料を主成分とし、前記基板面上に前記透明性導電体と隣接させて形成した光拡散部と；
前記透明性導電体と少なくとも一部が対向するように前記発光部上に形成された電極と；
を具備したことを特徴とする自発光装置。
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- 2004-02-27 JP JP2004055530A patent/JP2004349244A/ja not_active Withdrawn
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