JPH10199680A - 電界発光素子 - Google Patents
電界発光素子Info
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Abstract
子を提供する。 【解決手段】 ガラス基板12上に、1枚のITO膜で
なる透明電極13を形成し、その上にAlでなる網目状
の低抵抗導電層14が積層されている。透明電極13お
よび低抵抗導電層14の上に有機発光層15、AlLi
でなる不透明電極16が積層されている。このように、
比較的抵抗の高いITOの上に、低抵抗導電層14が積
層されているため、透明電極13の取り出し部から遠く
の部分での電位降下を抑制して、有機発光層15へ均一
に電流を供給することが可能となり、均一な面発光を行
う電界発光素子を実現することができる。
Description
関し、さらに詳しくは、平面発光パネルに用いることが
できる電界発光素子に関する。
よび図8(図7のB−B断面図)に示すような電界発光
素子を用いたものが知られている。この電界発光素子
は、透明なガラス基板1上に所定の面積を有する透明電
極2が略長方形状に形成され、この透明電極2の上に有
機エレクトロルミネッセンス(EL)材料でなる発光層
3が形成され、さらに発光層3の上に透明電極2と略同
程度の面積を有する長方形状の不透明電極4が形成され
てなる。透明電極2は、例えばITO(indium tinoxid
e)でなり、アノード電極として機能する。また、不透
明電極4は、例えばMgInでなり、カソード電極とし
て機能する。これら透明電極2と不透明電極4との間に
電界が印加されることにより、発光層3の略全面で所謂
面発光が起こるようになっている。なお、図7中、2
A、4Aはそれぞれ透明電極2、不透明電極4の取り出
し部を示している。
たような電界発光素子においては、アノード電極として
の透明電極がITOでなるため、シート抵抗値が大き
く、このため、電界発光素子の発光面積が大面積化する
と、発光層3に流れる電流による電位降下のため、透明
電極2は、取り出し部2Aから遠くになるほど電流が供
給されにくくなり、輝度むらが生じるという問題点があ
った。ここで、ITO膜の低抵抗化を図るため、ITO
膜厚を200nm以上に厚くすることは、ITO膜自身
による光の吸収を生じてしまい、このためITO膜面に
対する角度に応じて発光層3の発光色度が異なり、視認
性が悪いという問題があった。
有する合成樹脂基板にこの電界発光素子を形成しようと
すると、ITOの低抵抗化のための高温処理が行えない
ため、ITOのシート抵抗がガラス基板上に形成するも
のに比べて高くなり、輝度むらの影響が大きくなるとい
う問題点がある。また、合成樹脂基板上のITO膜は、
撓みに伴って割れやすく、このため電界発光素子の発光
不良(面内均一性の悪化など)が発生するという問題点
がある。
な面発光を行うことができる電界発光素子を得るにはど
のような手段を講じればよいかという点にある。
透明電極と対向電極との間に設けられた電界発光層と、
前記透明電極の材料より低い抵抗値の材料からなり、前
記透明電極と接続され、前記透明電極に接する部分に開
口部を有する低抵抗導電層と、を具備することを特徴と
している。
が比較的高抵抗であっても、この透明電極に均一な連続
パターンを有する低抵抗導電層が積層されているため、
透明電極の取り出し部から遠くの部分での電位降下を抑
制することができる。このため、電界発光層への電流供
給を均一に行うことができ、均一な面発光を行わせるこ
とができる。
び前記対向電極が、互いに電界発光層を介して対向する
面電極であることを特徴としている。
ノードであり、前記対向電極がカソードであることを特
徴としている。
TOでなることを特徴としている。
が、前記透明電極の材料より高い仕事関数値の材料でな
ることを特徴としている。
網目形状であることを特徴としている。
が、前記透明電極と電界発光層との間に介在されている
ことを特徴としている。
が、前記透明電極おける前記電界発光層と反対側の面に
積層されていることを特徴としている。
が、複数の層からなることを特徴としている。
たは前記対向電極が、基板上に形成されていることを特
徴としている。
成樹脂でなり且つ可撓性を有することを特徴としてい
る。
が、有機エレクトロルミネッセンス材料でなることを特
徴としている。
子の詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。 (実施形態1)図1は本発明に係る電界発光素子の実施
形態1を示す平面図、図2は図1のA−A断面図、図3
はガラス基板上に形成されたアノード電極の形状を示す
平面図である。なお、本実施形態の電界発光素子は、平
面発光パネルとして用いることができるものであり、例
えば液晶表示装置のバックライトとして用いることがで
きる。
示している。この電界発光素子11においては、ガラス
基板12の上に、所定面積を有する長方形状の、ITO
でなる透明電極13が形成されている。この透明電極1
3の1つのコーナ部には、駆動電源に接続される取り出
し部13Aが一体的に形成されている。なお、この透明
電極13の膜厚は、200nm程度に設定されている。
そして、透明電極13の上面には、アルミニウム(A
l)でなる格子状(網目状)の低抵抗導電層14が50
nm程度の膜厚で積層されている。この低抵抗導電層1
4は、図に示すように正方形状の多数の開口部14Bが
形成された枠状のものであり、各部分の線幅が10μm
程度に設定されている。なお、低抵抗導電層14におけ
る正方形状の窓の一辺の寸法は、100μm程度に設定
されている。このような形状の低抵抗導電層14の開口
率は、80%程度であるがAlによるちらつきはほとん
どない。低抵抗導電層14は、透明電極13全面にマト
リクス状に形成されているので仮に部分的に断線があっ
ても他の部分と導通しているので、ほぼ等電位である。
また、透明電極13の取り出し部13Aの上面にも低抵
抗導電層14の取り出し部14Aが形成されている。こ
のように、低抵抗導電層14Aを、連続性を有する均一
なパターンに形成したことにより、取り出し部14Aに
駆動電位を印加した場合に透明電極13の各部に電位降
下の影響の少ない状態で電位を印加することが可能とな
る。これら透明電極13と低抵抗導電層14とで、アノ
ード電極を構成している。低抵抗導電層14の材料は、
透明電極13の材料に比して、低抵抗で仕事関数が高く
設定されている。
3の上には、図2に示すように有機EL材料でなる有機
発光層15が積層されている。なお、この有機発光層1
5としては、一層のものや複数層のものなど各種の構造
を採用することができる。さらに、有機発光層15の上
には、透明電極13と略同形状で略同面積の、カソード
電極としての不透明電極16が積層されている。この不
透明電極16には、図1に示すように、上記した透明電
極13および低抵抗導電層14の取り出し部13A、1
4Aと重ならない位置(対角方向のコーナ部)に、取り
出し部16Aが形成されている。なお、取り出し部16
Aが形成された側辺部分では、図2に示すように、透明
電極13および低抵抗導電層14の側辺の側壁を覆うよ
うに有機発光層15が形成されており、透明電極13側
と不透明電極16側とが短絡しないようになっている。
なお、本実施形態では、不透明電極16がAlLiで形
成されている。
説明する。電界発光素子11に不透明電極16の取り出
し部16Aと、透明電極13の取り出し部13A及び低
抵抗導電層14の取り出し部14Aと、の間に直流或い
は交流電圧を印加する。ここで低抵抗導電層14の材料
は、透明電極13の材料に比して、低抵抗で仕事関数が
高く設定されているため、低抵抗導電層14の全面がほ
ぼ等電位になる。そして、有機発光層15への正孔の注
入は、低抵抗導電層14より低い仕事関数の透明電極1
3から行われ、対向する不透明電極16から電子が注入
され、有機発光層15内で再結合に基づく発光が生じ
る。すなわち、発光領域は、透明電極13の低抵抗導電
層14と重ならない領域、に対応する有機発光層15の
領域となり、透明電極13より透過率の低い低抵抗導電
層14が発光を遮光することは実質的にほとんどなく光
は効率よく出射される。本実施形態においては、透明電
極13が比較的高抵抗なITOであるが、この透明電極
13に均一な連続パターンを有する低抵抗導電層14が
積層されているため、透明電極13の取り出し部13A
から遠くの部分での電位降下を抑制することができる。
このため、有機発光層15への電流供給を均一に行うこ
とができ、均一な面発光を行わせることができる。ま
た、本実施形態においては、上記したように低抵抗導電
層14の各部分の線幅が10μm程度に設定されると共
に、この低抵抗導電層14における正方形状の窓の一辺
の寸法が100μm程度に設定されている。このため、
低抵抗導電層14の開口率は、80%程度を達成してい
る。このように低抵抗導電層14が高開口率であるた
め、目で見てパターンの認識されない平面発光パネルと
することができる。さらに、本実施形態では、低抵抗導
電層14を曲げに強いAlで形成しているため、透明電
極13の割れによる面内アノードの電圧分布に不均一が
発生するのを防止できるとともに、歩留まりを向上させ
ることができる。なお、曲げに強い金属(Al)で低抵
抗導電層14を形成したことにより、特に可撓性を有す
る合成樹脂でなる基板を用いた場合に、高温処理するこ
となく低抵抗で発光性能の良い、フレキシブルな平面発
光パネルを実現することができる。また、本実施形態に
おいては、低抵抗導電層14がアノード電極全面での低
抵抗化を図っているため、ITOの膜厚をより薄くでき
るのでアノード電圧分布の均一化を達成でき、ITO膜
部分の光透過性をより向上させることができるとともに
ITOの膜厚に応じた光色度の視角依存性を低減でき広
い角度で均一な色の光を照射することができる。さら
に、ITOが割れて断線しても比較的柔軟な低抵抗導電
層14がITOに全面に接続されているので、均一に発
光することができる。
発光素子の実施形態2を示す断面図である。本実施形態
においては、低抵抗導電層14と透明電極13との間に
クロム(Cr)でなるバッファ層17を介在させた構成
となっている。このバッファ層17は、低抵抗導電層1
4の直下のみに形成されている。このため、開口率は上
記実施形態1と同様に高開口率となっている。なお、本
実施形態における他の構成は、上記した実施形態1と同
様である。
導電層14と透明電極13との間にバッファ層17が介
在されているため、透明電極13に積層したバッファ層
の材料膜(Cr膜)と低抵抗導電層14の材料膜(Al
膜)とをフォトリソグラフィー技術およびエッチング技
術を用いてパターニングする場合に、低抵抗のAlとA
lより抵抗の高いITOとが、レジスト剥離液中で電池
反応を起こすのをバッファ層17を介在させたことで防
止することができる。なお、本実施形態では、バッファ
層17としてCrを用いたがAlより抵抗が高くITO
より抵抗が低い材料であれば、バッファ層17として用
いることができる。また、本実施形態においては、低抵
抗導電層14としてAlを用いたが、バッファ層17と
ともに低抵抗化を達成できるものであれば、これらの組
み合わせ以外の積層構造を用いることも可能である。
発光素子の実施形態3を示す断面図である。本実施形態
においては、ガラス基板12のすぐ上に低抵抗導電層1
4がパターン形成され、この低抵抗導電層14を覆うよ
うに透明電極13が形成されている。そして、この透明
電極13の上に、順次有機発光層15、不透明電極16
が形成されている。本実施形態における他の構成は、上
記した実施形態1と同様である。
発光素子の実施形態4を示す断面図である。本実施形態
の構成は、ガラス基板12上に、カソード電極としての
不透明電極16が形成され、不透明電極16の上に有機
発光層15が積層されている。また、有機発光層15の
上には、透明電極13が200nm程度の膜厚で形成さ
れている。そして、透明電極13の上面には、Alでな
る格子状(網目状)の低抵抗導電層14が50nm程度
の膜厚で積層されている。この低抵抗導電層14は、上
記した実施形態1と同様に、正方形状の窓が形成された
枠状のものであり、各部分の線幅が10μm程度に設定
されている。なお、低抵抗導電層14における正方形状
の窓の一辺の寸法は、100μm程度に設定されてい
る。このような形状の低抵抗導電層14の開口率は、8
0%程度である。また、透明電極13と不透明電極16
との取り出し部は、互いに短絡しないように異なる位置
にそれぞれ形成されている。本実施形態においても、上
記した実施形態1と同様の作用を奏することができる。
が、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の
要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば、上記
した各実施形態においては、低抵抗導電層14が、Al
でなる構成としたが、他の低抵抗金属または合金を用い
ても勿論よい。また、有機発光層15は、単層構造や複
数層構造など各種の構造のものを用いることができる。
さらに、上記した各実施形態では、不透明電極16とし
てAlLiを用いたが、MgIn、MgIn/Alなど
のカソード電極材料を用いることができる。また、低抵
抗導電層14の形状は、上記した各実施形態のように格
子状のものの他、各種形状の網目状のものを用いること
ができる。上記各実施形態では、透明電極13としてI
TOを用いたが、In2O3−ZnOを用いてもよい。さ
らに、上記した各実施形態では、電界発光層として有機
EL材料を用いたが、無機EL材料を用いても勿論よ
い。
明によれば、均一な面発光を行うことができる電界発光
素子を実現する効果を有する。
平面図。
ド電極部分の平面図。
断面図。
断面図。
断面図。
Claims (12)
- 【請求項1】 透明電極と対向電極との間に設けられた
電界発光層と、前記透明電極の材料より低い抵抗値の材
料からなり、前記透明電極と接続され、前記透明電極に
接する部分に開口部を有する低抵抗導電層と、を具備す
ることを特徴とする電界発光素子。 - 【請求項2】 前記透明電極および前記対向電極は、互
いに電界発光層を介して対向する面電極であることを特
徴とする請求項1記載の電界発光素子。 - 【請求項3】 前記透明電極はアノードであり、前記対
向電極はカソードであることを特徴とする請求項1また
は請求項2に記載の電界発光素子。 - 【請求項4】 前記透明電極は、ITOでなることを特
徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電界発
光素子。 - 【請求項5】 前記低抵抗導電層は、前記透明電極の材
料より高い仕事関数値の材料でなることを特徴とする請
求項1〜請求項4のいずれかに記載の電界発光素子。 - 【請求項6】 前記低抵抗導電層は網目形状であること
を特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の電
界発光素子。 - 【請求項7】 前記低抵抗導電層は、前記透明電極と電
界発光層との間に介在されていることを特徴とする請求
項1〜請求項6のいずれかに記載の電界発光素子。 - 【請求項8】 前記低抵抗導電層は、前記透明電極おけ
る前記電界発光層と反対側の面に積層されていることを
特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の電界
発光素子。 - 【請求項9】 前記低抵抗導電層は、複数の層からなる
ことを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれかに記載
の電界発光素子。 - 【請求項10】 前記透明電極または前記対向電極は、
基板上に形成されていることを特徴とする請求項1〜請
求項9のいずれかに記載の電界発光素子。 - 【請求項11】 前記基板は、合成樹脂でなり且つ可撓
性を有することを特徴とする請求項10記載の電界発光
素子。 - 【請求項12】 前記電界発光層は、有機エレクトロル
ミネッセンス材料でなることを特徴とする請求項1〜請
求項11のいずれかに記載の電界発光素子。
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JP3767057B2 JP3767057B2 (ja) | 2006-04-19 |
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ID=18459292
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP35843596A Expired - Lifetime JP3767057B2 (ja) | 1996-12-28 | 1996-12-28 | 電界発光素子 |
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