JPH11195492A

JPH11195492A - 有機ｅｌ素子とその製造方法

Info

Publication number: JPH11195492A
Application number: JP9369327A
Authority: JP
Inventors: Morimitsu Wakabayashi; 守光若林; Hiroyuki Okada; 裕之岡田; Hajime Yamamoto; 肇山本; Shigeru Fukumoto; 滋福本; Tetsuya Tanpo; 哲也丹保
Original assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Hokuriku Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で、表示むらがなく、明るい画面
を形成するすることができ、きめの細かい画面で、配線
の接続も容易にする。【解決手段】ガラスや石英、樹脂等の透明基板１０の
表面にＩＴＯ等の透明電極１２をストライプ状に形成
し、その上にホール輸送材料及び電子輸送材料その他発
光材料である有機ＥＬ材料からなる発光層１４を形成
し、その上にストライプ状の透明電極１２と直交するよ
うにストライプ状に背面電極１６を積層する。背面電極
１６が形成された側に絶縁層１８を全面に積層するとと
もに、この絶縁層１８に透明電極１２に開口した透孔２
０を形成する。透孔２０を介して透明電極１２に接続し
た導体パターン２２を、透明基板１２とは反対側の絶縁
層１８の外側に積層する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、平面光源やディ
スプレイ、その他所定のパターンの発光表示に用いられ
る有機ＥＬ素子とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばドットマトリクス発光させ
る有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子は、ガラ
ス基板に透光性のＩＴＯ膜を一面に形成し、このＩＴＯ
膜をストライプ状にエッチングして透明電極を形成し、
その表面にトリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）等のホ
ール輸送材料を設け、その上に発光材料であるアルミキ
レート錯体（Ａｌｑ₃）等の電子輸送材料を積層してい
る。そして、その表面に、Ａｌ，Ｌｉ，Ａｇ，Ｍｇ，Ｉ
ｎ等の背面電極を、上記透明電極のパターンと直交する
方向にストライプ状に蒸着等で付着してドットマトリク
スを形成している。この有機ＥＬ素子は、陽極となる透
明電極と陰極となる背面電極の交点に所定の電流を流
し、発光させるものである。そして、この有機ＥＬ素子
の製造は、ガラス基板上に順次上記電極材料及びＥＬ材
料を真空蒸着により形成するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このドットマトリクス
表示の場合、微細な表示を行うためのものや大画面化し
た場合、ドット数を多くする必要があるため各ストライ
プが細くなって抵抗値が高くなってしまうものであっ
た。そして、画面の位置による抵抗値の差から、各ドッ
トに流れる電流値の差が生じ、画面位置よる発光むらが
生じていた。

【０００４】さらに、各ドットを順次走査して発光させ
る単純マトリクス駆動の場合、順次一つの線を選択し
て、各ライン毎に発光するように走査しているため、各
ＩＴＯのライン毎の通電時間がそのストライプ数の逆数
となるので、各ドットの通電時間もそのライン数の逆数
となって、きわめて短い発光時間となってしまうという
問題があった。しかも、画面を高精細化するためには、
各ストライプの幅を狭くする必要があり、各ストライプ
への外部配線の電気的接続も難しいものであった。

【０００５】この発明は、上記従来の技術に鑑みてなさ
れたもので、簡単な構成で、表示むらがなく、明るい画
面を形成するすることができ、きめの細かい画面で、配
線の接続も容易な有機ＥＬ素子とその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、ガラスや石
英、樹脂等の透明基板表面にＩＴＯ等の透明電極をスト
ライプ状に形成し、その上にホール輸送材料及び電子輸
送材料その他発光材料である有機ＥＬ材料からなる発光
層を形成し、その上に上記ストライプ状の透明電極と直
交するようにストライプ状に背面電極を積層し、さらに
この背面電極が形成された側に絶縁層を全面に積層する
とともに、この絶縁層に上記透明電極に開口した透孔を
形成し、この透孔を介して上記透明電極に接続した導体
パターンを上記透明基板とは反対側の上記絶縁層の外側
に積層した有機ＥＬ素子である。

【０００７】また、上記発光層は上記透明電極と直交す
るようにストライプ状に積層され、その上に上記背面電
極がストライプ状に形成され、上記導体パターンを上記
透明基板とは反対側の上記絶縁層の外側に、上記ストラ
イプ状の透明電極に各々沿って平行にストライプ状に積
層した有機ＥＬ素子である。上記透明電極と導体パター
ンは、上記背面電極の所定の本数毎に一単位として分割
され、各分割単位毎に駆動されるものである。

【０００８】上記導体パターンには絶縁層を介して外部
配線と接続される所定の大きさの導体の接続部を備え、
上記絶縁層には上記導体パターンに開口した透孔が形成
され、この透孔を経て上記接続部と上記導体パターンが
接続しているものである。この接続部は、各導体パター
ンのストライプ毎に交互に位置をずらして配置されてい
るものである。

【０００９】またこの発明の有機ＥＬ素子には、上記透
明基板とは反対側に、回路基板が設けられ、この回路基
板の回路パターンの電極に上記接続部が接続していると
ともに、上記回路基板の上記回路パターンとは反対側の
面に、上記各ストライプに電流を流すＩＣ等の駆動回路
が設けられているものである。上記回路基板と上記接続
部との接続は、厚み方向にのみ導通する異方性導電体を
用いるものである。

【００１０】またこの発明は、ガラスや石英、樹脂等の
透明基板表面にＩＴＯ等の透明電極材料を真空蒸着等の
真空薄膜形成技術により形成し、上記透明電極材料を所
定ピッチのストライプ状にし、その上にホール輸送材料
及び電子輸送材料その他発光材料である有機ＥＬ材料か
らなる発光層を真空薄膜形成技術により形成し、その上
に上記ストライプ状の透明電極と直交するようにストラ
イプ状に背面電極を真空薄膜形成技術により形成して積
層し、さらにこの背面電極が形成された側に絶縁層を全
面に真空薄膜形成技術により積層するとともに、この絶
縁層に上記透明電極に開口した透孔を形成し、この透孔
を介して上記透明電極に接続した導体パターンを上記透
明基板とは反対側の上記絶縁層の外側に真空薄膜形成技
術により積層した有機ＥＬ素子の製造方法である。さら
に、上記導体パターンに絶縁層を積層し、上記絶縁層に
は上記導体パターンに開口した透孔を形成して、この絶
縁層の表面に外部配線と接続される所定の大きさのＡｌ
等の導体の接続部を真空薄膜形成技術により形成するも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を基にして説明する。図１〜図７はこの発明の
有機ＥＬ素子の一実施形態を示すもので、この実施形態
の有機ＥＬ素子は、図６、図７に示すように、ガラスや
石英、樹脂等の透明基板１０の一方の側にＩＴＯ等の透
明な電極材料による透明電極１２が、ストライプ状に形
成されている。透明基板例えば１００ｍｍ角で厚さが１
ｍｍ程度のものである。このストライプ状の透明電極
は、例えば電極幅が０．４ｍｍ電極間が０１．ｍｍのス
ペースに形成される。

【００１２】なお、各透明電極１２は、背面電極の所定
の本数毎に一つの分割単位として形成されても良い。例
えば６４本の背面電極を一単位として、後述するよう
に、分割駆動されるように設けられる。

【００１３】透明電極１２上には、５００Å程度の厚さ
のホール輸送材料、及び５００Å程度の厚さの電子輸送
材料その他発光材料による有機ＥＬ材料からなる発光層
１４が積層されている。発光層１４は、透明電極１２と
直交するようにストライプ状に形成され、各ストライプ
の幅が０．４ｍｍでストライプ間のスペースが０．１ｍ
ｍとなるように形成されている。発光層１４は、ホール
輸送材料と電子輸送材料とを積層したが、さらに、各発
光色を各々積層したものや、これら発光材料を混合して
積層した層でも良い。

【００１４】そして、発光層１４の電子輸送材料の表面
には、例えばＬｉを０．０１〜０．０５％程度含む純度
９９％程度のＡｌ−Ｌｉ合金の背面電極１６が、発光層
１４と等しい幅で、透明電極１２と直交するように、発
光層１４に積層されている。背面電極１６は、適宜の３
００Å〜２０００Å程度の厚さに形成されている。

【００１５】背面電極１６は、ＳｉＯ₂等の絶縁層１８
により被覆されている。絶縁層１８には、透明電極１２
に対面して積層された部分に、１または所定の間隔で複
数の透孔２０が形成されている。そして、絶縁層１８に
は、透明電極１２に沿って平行に形成され、透明電極１
２よりわずかに幅の狭いＡｌ等の導体パターン２２が形
成されている。この導体パターン２２は上述したよう
に、分割駆動される場合は、各分割単位毎に別々に形成
される。

【００１６】導体パターン２２には、さらにＳｉＯ₂等
の絶縁層２４を介して外部配線と接続される所定の大き
さの導体の接続部２６が積層されている。絶縁層２４
は、１０００Å程度の厚さに形成され、１本の導体パタ
ーン２２に対して開口した透孔２８が形成され、この透
孔２８を介して接続部２６が導体パターン２２に接続さ
れている。この接続部２６は、図７に示すように、その
面積を広く取るために、各導体パターン２２のストライ
プに対して交互に位置をずらして配置されている。

【００１７】またこの実施形態の有機ＥＬ素子には、透
明基板１０とは反対側の接続部２６が形成された側に、
図示しない回路基板が設けられ、この回路基板の回路パ
ターンの電極に、接続部２６が接続している。さらに、
この回路基板の上記回路パターンとは反対側の面には、
各導体パターン２２に電流を流す駆動回路が設けられて
いる。そして、上記回路基板の電極と接続部２６との接
続は、例えば厚み方向にのみ導通する異方性導電体を用
いることにより、容易に接続可能なものである。

【００１８】この実施形態の発光層１４は、ホール輸送
材料としては、トリフェニルアミン誘導体（ＴＰＤ）、
ヒドラゾン誘導体、アリールアミン誘導体等がある。ま
た、電子輸送材料としては、アルミキレート錯体（Ａｌ
ｑ₃）、ジスチリルビフェニル誘導体（ＤＰＶＢｉ）、
オキサジアゾール誘導体、ビスチリルアントラセン誘導
体、ベンゾオキサゾールチオフェン誘導体、ペリレン
類、チアゾール類等を用いる。さらに、適宜の発光材料
を混合しても良く、ホール輸送材料と電子輸送材料を混
合して発光層を形成しても良く、その場合、ホール輸送
材料と電子輸送材料の比は、１０：９０乃至９０：１０
の範囲で適宜変更可能である。

【００１９】この実施形態のＥＬ素子の製造方法は、図
１〜図７に示すように、先ず、ガラスや石英、透明樹脂
等の透明基板１０の表面に、図１に示すように、蒸着や
スパッタリング等の真空薄膜形成技術によりＩＴＯ等の
透明な導体を全面に形成し、エッチングにより、ストラ
イプ状に透明電極１２を形成する。次に、図２に示すよ
うに、ストライプ状の透明電極１２と直交するように、
ホール輸送材料及び電子輸送材料その他発光材料である
有機ＥＬ材料からなる発光層１４を蒸着等の真空薄膜形
成技術により積層する。このとき、上記所定のパターン
を形成するように、マスクを用いて、透明電極１２の上
に重なるように蒸着する。さらに、背面電極１６を形成
するＡｌ−Ｌｉ合金を、マスクを用いて発光層１４と重
なるように真空薄膜形成技術により蒸着する。

【００２０】さらにこの背面電極１４が形成された側
に、絶縁層１８を全面に真空蒸着やスパッタリング等の
薄膜形成技術により積層する。そして、この絶縁層１８
の透明電極１２に接した位置に、透孔２０をエッチング
等により形成する。エッチング方法は、ＲＩＥ法やウエ
ットエッチング法等を用いる。

【００２１】この後、絶縁層１８の表面にＡｌを蒸着
し、導体パターン２２を形成する。ストライプの形成
は、マスク蒸着またはエッチングにより行う。導体パタ
ーン２２は、分割駆動される表示装置の場合、所定の分
割単位毎に形成する。また、導体パターン２２は、絶縁
層１８の透孔２０を介して、透明電極１２に接続する。
さらに、導体パターン２２にＳｉＯ₂等の絶縁層２４を
上記と同様に真空薄膜形成技術により積層する。この絶
縁層２４には、各導体パターン２２に開口した透孔２８
をエッチングにより形成する。この後、絶縁層２４の表
面に、所定の大きさのＡｌ等の導体の接続部２６を真空
薄膜形成技術により各導体パターン２２に対応させて形
成する。この形成はマスク蒸着により各導体パターン２
２毎に、市松模様に対応するように形成する。

【００２２】この後、図示しない回路基板の回路パター
ンの電極を接続部２６に接続する。回路基板は例えばポ
リイミドの基板を用い、一方の面にこのＥＬ素子の駆動
用のＩＣを取り付ける回路を形成し、他方の面に、接続
部２６が接続する回路パターンを形成する。接続部２６
と回路基板の電極との接続は例えば、異方性導電体によ
り接続する。異方性導電体は、加圧及び加熱して接続さ
せるが、発光層１４への影響を考慮して、１００℃以下
の加熱とする。

【００２３】ここで蒸着条件は、例えば、真空度が６×
１０^-6Ｔｏｒｒで、ＥＬ材料の場合５０Å／ｓｅｃの蒸
着速度で成膜させる。また、発光層等をフラッシュ蒸着
により形成しても良い。フラッシュ蒸着法は、予め所定
の比率で混合した有機ＥＬ材料を、３００〜６００℃好
ましくは、４００〜５００℃に加熱した蒸着源に落下さ
せ、有機ＥＬ材料を一気に蒸発させるものである。ま
た、その有機ＥＬ材料を容器中に収容し、急速にその容
器を加熱し、一気に蒸着させるものでも良い。

【００２４】この実施形態のＥＬ素子の駆動方法は、先
ず、単純マトリクス駆動の場合、各透明電極１２に各々
導体パターン２２が接続され、透明電極１２の抵抗値を
無視することができるので、例えば透明電極１２側を走
査用の電極とし、背面電極１６を、パラレル入力とする
ことができる。これにより、透明電極１２の方が本数が
少ない場合、透明電極１２を走査することにより１ライ
ン当たりの発光時間を長くすることができ、より明るい
画面を形成することができる。

【００２５】また、一画面を分割して駆動する分割駆動
の場合、各背面電極１６を所定の本数のグループに分割
し、各グループを一単位として透明電極１２側を分割
し、背面電極１６の各グループ毎に各々並列に駆動する
ことにより、より各ラインの発光時間を長く取ることが
できる。例えば背面電極１６の本数が５１２本の場合、
１２８本づつのブロック単位に分割し、各ブロック単位
を各々並列に駆動することにより、５１２本を単純に走
査する場合と比較して、各ライン当たりの発光時間を４
倍にすることができる。さらに、全画面では、同時に４
点で発光するので、発光時間と発光点が各々４倍となり
全体として１６倍の明るさとなる。

【００２６】この実施形態の有機ＥＬ素子によれば、透
明電極１２の抵抗値を背面電極１６と同等に低いものと
して扱うことができ、透明電極１２の抵抗値による発光
むらがなくなり、均一な明るさの画面を得ることができ
る。また、発光時間を長くするためのブロック化や入力
方法の変更が容易に可能であり、より明るい画面を形成
することができる。また、発光層１４は、絶縁層１８，
２４で覆われ、確実に気密状態に密閉されているので、
より長寿命化を図ることができる。さらに、接続部２６
に直接回路基板を接合し、電気的接続を図ることがで
き、発光装置の小型化を容易にし、信頼性も高いものと
することができる。また、強度も高いものとなる。

【００２７】

【発明の効果】この発明の有機ＥＬ素子とその製造方法
は、マトリクス駆動するＥＬ素子の透明電極側の電気抵
抗を低くすることができ、各発光部分の発光むらをなく
すことができ、透明電極側を走査電極とすることもでき
る。また、発光層は確実に密閉され、発光層の劣化を抑
え、寿命を延ばすこともできる。さらに、発光装置の小
型化を容易にし、ユニット化も容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の製造工
程を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の次の製
造工程を示す断面図である。

【図３】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の次の製
造工程を示す断面図である。

【図４】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の次の製
造工程を示す断面図である。

【図５】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の次の製
造工程を示す断面図である。

【図６】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の次の製
造工程を示す断面図である。

【図７】この発明の一実施形態の有機ＥＬ素子の部分破
断平面図である。

【符号の説明】

１０透明基板１２透明電極１４発光層１６背面電極１８，２４絶縁層２０，２８透孔２２導体パターン２６接続部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者福本滋富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地北陸電気工業株式会社内 (72)発明者丹保哲也富山県上新川郡大沢野町下大久保3158番地北陸電気工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明基板表面に透明電極をストライプ状
に形成し、その上にホール輸送材料及び電子輸送材料そ
の他発光材料である有機ＥＬ材料からなる発光層を形成
し、その上に上記ストライプ状の透明電極と直交するよ
うにストライプ状に背面電極を積層し、さらにこの背面
電極が形成された側に絶縁層を全面に積層するととも
に、この絶縁層に上記透明電極に開口した透孔を形成
し、この透孔を介して上記透明電極に接続した導体パタ
ーンを上記透明基板とは反対側の上記絶縁層の外側に積
層したことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】上記発光層は上記透明電極と直交するよ
うにストライプ状に積層され、その発光層の上に上記背
面電極がストライプ状に形成され、上記導体パターンを
上記透明基板とは反対側の上記絶縁層の外側に、上記ス
トライプ状の透明電極に各々沿って平行にストライプ状
に積層したことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素
子。
【請求項３】上記透明電極と導体パターンは、上記背
面電極の所定の本数毎に一単位として分割され、各分割
単位毎に駆動されることを特徴とする請求項１記載の有
機ＥＬ素子。
【請求項４】上記導体パターンは絶縁層で覆われ、こ
の絶縁層には上記導体パターンに開口した透孔が形成さ
れ、この透孔及びその周囲に、外部配線と接続される所
定の大きさの導体からなる接続部が積層されたことを特
徴とする請求項１，２または３記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】上記接続部は、各導体パターンのストラ
イプ毎に交互に位置をずらして配置されていることを特
徴とする請求項４記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】上記透明基板とは反対側に、このＥＬ素
子の駆動回路を備えた回路基板が設けられ、この回路基
板の回路パターンに上記接続部が接続しているととも
に、上記回路基板の上記回路パターンとは反対側の面
に、上記駆動回路が設けられている請求項４記載の有機
ＥＬ素子。
【請求項７】上記回路基板と上記接続部との接続は、
厚み方向にのみ導通する異方性導電体を用いるものであ
ることを特徴とする請求項６記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】透明基板表面に透明電極材料を真空薄膜
形成技術により形成し、上記透明電極材料を所定ピッチ
のストライプ状に設け、その上にホール輸送材料及び電
子輸送材料その他発光材料である有機ＥＬ材料からなる
発光層を真空薄膜形成技術により形成し、その上に上記
ストライプ状の透明電極と直交するようにストライプ状
に背面電極を真空薄膜形成技術により形成して積層し、
さらにこの背面電極が形成された側に絶縁層を全面に真
空薄膜形成技術により積層するとともに、この絶縁層に
上記透明電極に開口した透孔を形成し、この透孔を介し
て上記透明電極に接続した導体パターンを上記透明基板
とは反対側の上記絶縁層の外側に真空薄膜形成技術によ
り積層することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項９】上記導体パターンに絶縁層を積層し、そ
の絶縁層には上記導体パターンに開口した透孔を形成
し、この絶縁層の表面に外部配線と接続される所定の大
きさの導体の接続部を真空薄膜形成技術により形成する
ことを特徴とする請求項８記載の有機ＥＬ素子の製造方
法。