JP3501057B2

JP3501057B2 - 有機ｅｌ表示装置の製造方法

Info

Publication number: JP3501057B2
Application number: JP36138799A
Authority: JP
Inventors: 貴好栗山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1999-12-20
Filing date: 1999-12-20
Publication date: 2004-02-23
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2001176659A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機ＥＬ（エレクト
ロルミネセンス）表示装置の製造方法に関する。更に詳
しくは、本発明は表示に必要な輝度を最小限にすること
で、有機ＥＬ素子の寿命短縮を抑制することができ、ま
た、配設や配線等の手間が掛からない有機ＥＬ表示装置
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車載用の表示装置（例えば、バックライ
ト付液晶表示装置、発光ダイオード表示装置、有機ＥＬ
表示装置等）は、昼間は必要なコントラストが得られ、
夜間はまぶしくないように、２段階以上の輝度を備え
る。また、有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置は自
発光で且つ高輝度であるが、より高輝度で発光する程寿
命が短くなるという問題がある。以上より、有機ＥＬ表
示装置が二段階の輝度切替のみである場合、図５に示す
ように、必要な輝度以上の輝度で発光することが多く、
寿命が短くなりがちであった。また、利用者がまぶしく
感じ、負担が掛かることがあった。このため、有機ＥＬ
表示装置は環境に応じた必要最小限の輝度で発光するこ
とが、長寿命化の点において望ましい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するものであり、環境に応じた必要最小限
度の輝度で発光するための有機ＥＬ表示装置の製造方法
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本第１発明の有機ＥＬ表
示装置の製造方法は、入射光を受光可能に形成された光
導電膜を内部に具備する有機ＥＬ素子と、該光導電膜に
配線され、該光導電膜が受光した該入射光の輝度より該
有機ＥＬ素子の発光輝度を調整する有機ＥＬ素子駆動回
路とを備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、上
記光導電膜と上記有機ＥＬ素子を構成する正孔注入層と
を同時形成することを特徴とする。

【０００５】本第２発明の有機ＥＬ表示装置の製造方
法は、入射光を受光可能に形成された光導電膜を内部に
具備する有機ＥＬ素子と、該光導電膜に配線され、該光
導電膜が受光した該入射光の輝度より該有機ＥＬ素子の
発光輝度を調整する有機ＥＬ素子駆動回路とを備える有
機ＥＬ表示装置の製造方法であって、上記有機ＥＬ素子
を構成する正孔注入層の形成用マスクパターンに上記光
導電膜のパターンを設けることにより、上記光導電膜と
上記正孔注入層とを同時形成することを特徴とする。

【０００６】上記「有機ＥＬ表示装置」は透明基板上
に、透明電極と、有機ＥＬ膜と、背面電極とが、順次積
層され、光導電膜が形成されてなる有機ＥＬ素子を備え
る。上記「透明基板」としては、有機ＥＬ膜の発光によ
る文字、図形等の視認が損なわれない程度の透明性を有
する材質からなるものを使用することができる。そのよ
うな基板としては、無機ガラス、並びにポリオレフィ
ン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、及
びアクリル樹脂等からなるもの等を用いることができ
る。この透明基板は無色透明であってもよいし、適宜の
色調に着色された着色透明のものであってもよい。

【０００７】上記「有機ＥＬ膜」は、透明電極及び背面
電極から供給される正孔及び電子を再結合させることで
発光する部位である。この有機ＥＬ膜は、少なくとも有
機蛍光性物質を具備する発光層を備える。また、発光層
に加えて正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子
注入層のうち少なくとも一層を備えることもできる。更
に、各層を構成する材料としては、それぞれ種々の公知
材料を用いることができる。これらの各層を形成する方
法は、真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、スパ
ッタリング法、ＬＢ法等の方法を例示することができ
る。

【０００８】有機ＥＬ膜を構成する発光層は、ベンゾチ
アゾール系、ベンゾイミダゾール系等の蛍光増白剤、及
び金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼ
ン系化合物等の金属錯体等により形成することができ
る。また、正孔輸送層はトリフェニルアミン誘導体等に
より、電子輸送層はアルミキノリウム錯体等により形成
することができる。更に、正孔注入層は銅フタロシアニ
ン錯体等により、電子注入層はアルカリ金属のフッ化物
又は酸化物等により形成することができる。

【０００９】上記「透明電極」及び上記「背面電極」に
ついても、それぞれ種々の材質により形成することがで
きる。透明電極は、Ａｕ、Ｎｉ等の金属単体、及びＩＴ
Ｏ（Indium Tin Oxide）、ＣｕＩ、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ等
の金属化合物等を使用して形成することができる。この
うち、生産性、安定した導電性等の観点からＩＴＯを用
いて形成することが特に好ましい。また、背面電極は、
Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｃｕ等の金属の他、Ｍｇ−Ａ
ｇ等の合金や、Ｍｇ及びＡｇの混合物等によって形成す
ることができる。

【００１０】上記「光導電膜」は、受光した光の輝度
に応じて電気抵抗値が変化する光導電体の薄膜である。
この光導電膜についても、それぞれ種々の材質により形
成することができる。この例として銅フタロシアニン錯
体、セレン、硫化カドミウム等を挙げることができる。
これらのうち、銅フタロシアニン錯体が好ましい。銅フ
タロシアニン錯体は正孔注入層に用いることができ、正
孔注入層及び光導電膜を同時形成することができるため
である。上記光導電膜は、上記有機ＥＬ素子を構成する
正孔注入層と同時に形成する。例えば、上記光導電膜
は、上記正孔注入層の形成用マスクパターンに上記光導
電膜のパターンを設けることにより、上記正孔注入層と
同時に形成する。更に、光導電膜を配設する場所は、入
射光が受光可能な、有機ＥＬ素子内であれば任意に選択
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図７を用いて本発明
の有機ＥＬ表示装置の製造方法を実施例により説明す
る。（１）有機ＥＬ表示装置の構成本有機表示装置は図１に示すように、互いに接続された
有機ＥＬ素子１及び有機ＥＬ素子駆動回路２を備える。ａ）有機ＥＬ素子の構成有機ＥＬ素子１は図１及び２に示すように、ガラス製の
透明基板３、ＩＴＯ薄膜からなる陽極である透明電極４
１、有機ＥＬ薄膜４２、Ａｌ薄膜からなる陰極である背
面電極４３、光導電膜５、及び封止部材６を備えた７セ
グメント表示素子である。

【００１２】有機ＥＬ薄膜４２は透明電極４１側から順
に、銅フタロシアニン錯体からなる正孔注入層４２１、
ＴＰＴＥ（トリフェニルアミンの４量体）からなる正孔
輸送層４２２、アルミキノリウム錯体をホストとしキナ
クリドンをドーピングした発光層４２３、アルミキノリ
ウム錯体からなる電子輸送層４２４、及びＬｉＦからな
る電子注入層４２５等の各層を順次積層して構成される
薄膜である。

【００１３】光導電膜５は図１及び２に示すように、透
明基板３の表面に形成されており、透明電極４１と同材
料のＩＴＯ薄膜からなる配線５１によって配線されてい
る。更に、この光導電膜５は、正孔注入層４２１と同材
料である銅フタロシアニン錯体の薄膜であり、正孔注入
層４２１の蒸着形成と同時に形成されている。また、銅
フタロシアニン錯体は、図４に示すように、入射した光
が高輝度であるほど電気抵抗値が低くなる光導電体であ
る。

【００１４】封止部材６は、各電極４１、４３及び有機
ＥＬ薄膜４２を酸素や水等に接触させないように密閉す
るためのものであり、金属や樹脂等からなり、有機ＥＬ
薄膜４２、背面電極４３及び光導電膜５を封止するため
の凹部空間を有するキャップ状体である。また、封止部
材６は、接着層６１により透明基板３の表面に固定され
ている。

【００１５】このような光導電膜５を備える有機ＥＬ素
子１は、素子１内の光導電膜５を用いて駆動電流を変
え、発光輝度の調整を行うことができるため、素子１周
囲の輝度変化に応じて、発光輝度の調整を行うことがで
きる。

【００１６】b)有機ＥＬ素子の作製方法このような有機ＥＬ素子１は以下のようにして作製され
る。まず、透明基板３の表面に透明電極４１としてＩＴ
Ｏ薄膜をスパッタリング等の方法により形成した。この
際に、光導電膜５のための配線５１等も同時に形成し
た。次いで、透明基板３の表面に有機ＥＬ薄膜４２の各
層（正孔注入層４２１、正孔輸送層４２２、発光層４２
３、電子輸送層４２４、及び電子注入層４２５）を真空
蒸着により形成した。また、正孔注入層４２１の形成用
マスクパターンに光導電膜５のパターンを設けること
で、正孔注入層４２１及び光導電膜５は、同時に形成し
た。その後、有機ＥＬ薄膜４２の表面に背面電極４３と
してＡｌ薄膜を蒸着形成した。次いで、封止部材６を接
着剤によって透明基板３に接合し、透明電極４１、有機
ＥＬ薄膜４２、背面電極４３及び光導電膜５を封止し、
有機ＥＬ素子１を作製した。

【００１７】c)有機ＥＬ素子駆動回路の構成輝度測定工程及び輝度調整工程である有機ＥＬ素子駆動
回路２の回路例を図３に示す。この回路は図３に示すよ
うに、光導電膜５の電気抵抗値に比例して有機ＥＬ素子
１の駆動電流が変化する定電流回路である。

【００１８】（３）有機ＥＬ素子及び有機ＥＬ表示装置
の効果このような有機ＥＬ素子の輝度調整方法及びそれを用い
た表示装置は、光導電膜５によって調整された有機ＥＬ
素子１の定電流駆動を行うことで、有機ＥＬ素子１に入
射する入射光の輝度変化に応じて、発光輝度を調整し、
必要な輝度を維持することができる。

【００１９】つまり、図４に示すように、光導電膜の電
気抵抗値は入射光が高輝度になるにつれて低くなる。こ
のような光導電膜を図３に示すような有機ＥＬ素子駆動
回路２に接続することで、入射光が高輝度になるほど有
機ＥＬ素子の駆動電流を増やすことができる。このた
め、図５に示すように、入射光が高輝度になるほど有機
ＥＬ素子の発光輝度を高輝度にすることができ（同図、
(a)参照）、必要輝度を保つことができる。これによっ
て、有機ＥＬ表示装置周辺の明るさが変わっても、利用
者の目の負担を掛けずに表示内容を視認することがで
き、更に、従来例（同図、(b)、(c)参照）に示すように
過分な輝度で発光しないので寿命の短縮を防ぐことがで
きる。

【００２０】また、有機ＥＬ素子１内に光導電膜５を備
えるため、新たに輝度計測用の素子を設ける必要がな
く、有機ＥＬ素子１の大きさのみの容積を確保するだけ
でよい。更に、光導電膜５は正孔注入層４２１と同材質
である銅フタロシアニン錯体を用いたので、正孔注入層
４２１と同時に形成することができる。また、透明電極
４１及び正孔注入層４２１を蒸着形成するためのマスク
パターンの変更のみで形成することができるため、光導
電膜５を備えない有機ＥＬ素子１と同様の工程で作製す
ることができ、コスト増となることがない。

【００２１】尚、本発明においては、上記実施例に限ら
ず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した
実施例とすることができる。即ち、有機ＥＬ素子は実施
例に示したセグメント式だけではなく、ドットマトリク
ス式としてもよいし、単一素子とすることもできる。更
に、光導電膜５は、実施例に示した蒸着による形成ばか
りではなく、スパッタリング、印刷又はエッチング等に
よって形成することができる。

【００２２】また、有機ＥＬ素子駆動回路２は、図３に
示す回路に限らず、任意に選択することができる。例え
ば、光導電膜５の電気抵抗をデジタル値として求め、コ
ンピュータを含む論理回路を用いて、図６(a)に示すよ
うな多段で階段状の輝度変化をさせるような有機ＥＬ素
子駆動回路とすることができる。更に、パルス幅変調に
よって有機ＥＬ素子の駆動電流を調整することで、発光
輝度を調整することができる。また、有機ＥＬ素子の駆
動電流を自由に決定するために、光導電膜５の電気抵抗
値と、駆動電流の換算表等を用意し、この換算表によっ
て駆動電流を決定することができる。

【００２３】更に、実施例では、有機ＥＬ素子駆動回路
２で輝度測定工程及び輝度調整工程を構成していたが、
分離してもよい。また、輝度測定工程及び輝度調整工程
は、いずれか又は両方を有機ＥＬ素子外に設けることが
できるし、有機ＥＬ素子内に設けることもできる。

【００２４】更に、光導電膜５は、実施例に示す銅フタ
ロシアニン錯体ばかりではなく、図４と同様に、入射光
が高輝度であるほど低抵抗となる任意の材質（例えば、
セレンや硫化カドミウム等）を用いることができる。ま
た、入射光が高輝度であるほど高抵抗となる任意の材質
を使用することができる。尚、後者の場合は、有機ＥＬ
素子駆動装置に用いる回路として図６に例示される回路
を挙げることができる。更に、光導電膜５は、光の入射
によって起電力を生ずる任意の光電池素子を用いること
ができる。また、光導電膜５は、複数の材質の混合物と
してもよいし、輝度の特性が異なる複数の膜を接続して
用いることもできる。

【００２５】

【発明の効果】本各発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法
によれば、有機ＥＬ表示装置への入射光の輝度に応じ
て、必要な発光輝度を変えることができるので、利用者
の目に負担を掛けることなく、有機ＥＬ素子の長寿命化
を図ることができる。また、光導電膜を有機ＥＬ素子内
に設けることで、配設や配線等の手間が掛からず、工程
を増やすことなく有機ＥＬ素子を作製することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の有機ＥＬ表示装置を説明するための
模式図である。

【図２】本実施例の有機ＥＬ素子において、素子内の構
造を説明するための断面図である。

【図３】本実施例の有機ＥＬ素子駆動回路の回路例を示
す回路図である。

【図４】銅フタロシアニン錯体の入射光の輝度と電気抵
抗値の変化の関係を示すグラフである。

【図５】入射光の輝度の変化に対する、本実施例の有機
ＥＬ表示装置の発光輝度、必要輝度、及び従来の表示装
置の発光輝度の関係を示すグラフである。

【図６】入射光の輝度の変化に対する、参考例の有機Ｅ
Ｌ表示装置の発光輝度、及び必要輝度の関係を示すグラ
フである。

【図７】高輝度になる程高抵抗となる光導電膜を備える
有機ＥＬ素子を駆動するための有機ＥＬ素子駆動回路の
回路例を示す回路図である。

【符号の説明】

１；有機ＥＬ素子、２；有機ＥＬ素子駆動回路、３；透
明基板、４１；透明電極、４２；有機ＥＬ薄膜、４２
１；正孔注入層、４２２；正孔輸送層、４２３；発光
層、４２４；電子輸送層、４２５；電子注入層、４３；
背面電極、５；光導電膜、６；封止部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＨ０５Ｂ 33/08 Ｈ０５Ｂ 33/08 33/14 33/14 Ａ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を受光可能に形成された光導電膜
を内部に具備する有機ＥＬ素子と、該光導電膜に配線さ
れ、該光導電膜が受光した該入射光の輝度より該有機Ｅ
Ｌ素子の発光輝度を調整する有機ＥＬ素子駆動回路とを
備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、上記光導
電膜と上記有機ＥＬ素子を構成する正孔注入層とを同時
形成することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方
法。
【請求項２】入射光を受光可能に形成された光導電膜
を内部に具備する有機ＥＬ素子と、該光導電膜に配線さ
れ、該光導電膜が受光した該入射光の輝度より該有機Ｅ
Ｌ素子の発光輝度を調整する有機ＥＬ素子駆動回路とを
備える有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、上記有機
ＥＬ素子を構成する正孔注入層の形成用マスクパターン
に上記光導電膜のパターンを設けることにより、上記光
導電膜と上記正孔注入層とを同時形成することを特徴と
する有機ＥＬ表示装置の製造方法。