JPH11338422A

JPH11338422A - 有機ｅｌディスプレイ

Info

Publication number: JPH11338422A
Application number: JP10161463A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Saito; 義広斎藤; Mitsunari Suzuki; 満成鈴木; Yoshio Kaida; 佳生海田; Hirotada Furukawa; 広忠古川
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ケーブルの本数が少なく、太い線径のものを
使用しなくて済み、さらなる小型、薄型化が可能で、高
信頼性で、しかも低コスト化を図れ、製造が容易な有機
ＥＬディスプレイを提供する。【解決手段】基板１と、この基板１上に形成された有
機ＥＬ構造体４とを有し、前記基板１上に形成された有
機ＥＬ構造体４を駆動するための回路の少なくとも一部
に光通信手段５，６を有する有機ＥＬディスプレイとし
た。

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素子に関
し、詳しくは、有機ＥＬ素子を用いてマトリクス表示を
行う有機ＥＬディスプレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機ＥＬ素子が盛んに研究されて
いる。これは、ホール注入電極上にトリフェニルジアミ
ン（ＴＰＤ）などのホール輸送材料を蒸着により薄膜と
し、さらにアルミキノリノール錯体（Ａｌｑ³ ）などの
蛍光物質を発光層として積層し、さらにＭｇなどの仕事
関数の小さな金属電極（電子注入電極）を形成した基本
構成を有する素子で、１０V 前後の電圧で数１００から
数１００００cd/m² ときわめて高い輝度が得られること
で注目されている。

【０００３】ところで、従来よりＬＣＤ等のディスプレ
イを製造する場合、ディスプレイ本体部分と、これを駆
動する回路部分とを別々に組み立て、これを後からフレ
キシブルコネクター、エラスティックコネクター等によ
り接続し、一体としてディスプレイとしていた。

【０００４】しかし、ディスプレイ本体と、駆動回路と
を別個に設けることとすると、その分余分にスペースを
必要とし、小型薄型に適した有機ＥＬディスプレイの利
点を十分に発揮することができない。また、特にディス
プレイが大型化、高精細化した場合、駆動する走査線や
データ線等の電極本数が多くなり、それに応じて上記コ
ネクター類も大型化してしまう。このため、製造が困難
になると共に、接続するコネクタのライン数が増えるに
従い、接触不良や断線等の故障の発生率が多くなり信頼
性が低下してしまう。また、特に駆動回路からのケーブ
ル等のように比較的大きな電流容量を必要とするケーブ
ルは、太い線径であるため嵩張り、これを取り回すため
の余分なスペースがさらに必要になる。

【０００５】このような問題を解決する手段として、ド
ライブ回路をフレキシブル基板上に実装したＴＡＢ方式
を用いることが検討されている。しかしながら、ＴＡＢ
を形成するフレキシブル基板が高価であり、しかもこの
フレキシブル基板と回路基板間の接続時に、異方性導電
フィルム、ペースト等を用いて接続しなければならず、
その分余分なスペースを必要とし、コスト高を招くとい
った問題を有していた。また、依然としてＴＡＢを形成
するためのスペースも必要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、さ
らなる小型、薄型化が可能で、高信頼性で、しかも製造
が容易な有機ＥＬディスプレイを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的は、
以下の（１）〜（６）の構成により実現される。（１）基板１と、この基板１上に形成された有機ＥＬ
構造体４とを有し、前記基板１上に形成された有機ＥＬ
構造体４を駆動するための回路の少なくとも一部に光通
信手段５，６を有する有機ＥＬディスプレイ。（２）前記有機ＥＬ構造体４を封止するための封止板
２を有し、かつ前記光通信手段５，６は、少なくとも基
板１と封止板２間の通信を行う上記（１）の有機ＥＬデ
ィスプレイ。（３）前記有機ＥＬ構造体４を封止するための封止板
２を有し、かつ前記光通信手段５，６は、少なくとも封
止板２の表裏間の通信を行う上記（１）または（２）の
有機ＥＬディスプレイ。（４）前記光通信手段５，６は、基板１、または封止
板２外に配置された反射手段１２を介して基板１、また
は封止板２上の回路間を接続する上記（１）〜（３）の
いずれかの有機ＥＬディスプレイ。（５）前記基板１上には、少なくとも有機ＥＬ構造体
４の駆動回路を有する上記（１）〜（４）のいずれかの
有機ＥＬディスプレイ。（６）前記光通信手段５，６の発光素子６が有機ＥＬ
素子である上記（１）〜（５）のいずれかの有機ＥＬデ
ィスプレイ。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬディスプレイ
は、基板と、この基板上に形成された有機ＥＬ構造体と
を有し、前記基板上に形成された有機ＥＬ構造体を駆動
するための回路の少なくとも一部には光通信手段を有す
る。

【０００９】基板上に形成された有機ＥＬ構造体を駆動
するための回路の少なくとも一部に光通信手段を有する
ことにより、装置がコンパクトになる。例えば、光通信
手段により基板上の回路と外部回路とを接続すると、両
者を簡単な構造で、極めてコンパクトに、確実に接続す
ることができる。すなわち、有機ＥＬ構造体を駆動する
ための走査線や、データ線は画素数に対応しているため
比較的多数であったり、場合によっては膨大な数となる
が、これらの駆動ケーブルを光通信に置き換えること
で、ケーブルの本数を極端に少なくすることができ、ケ
ーブルの接続のためのコネクターや、引き回しのための
スペースが少なくて済み、装置がコンパクトになる。

【００１０】また、デジタル系とアナログ系とを電気的
に完全に分離したり、パワー系と信号系とを分離するこ
とができ、ノイズや、外乱に強く、安定して故障しにく
い装置とすることができる。

【００１１】さらに、封止板上に有機ＥＬ構造体を駆動
ないし制御をするための回路を形成することで、これら
の回路の専用基板が不要となるか、ごく小さくて済み、
装置がコンパクトとなる。その際、封止板と基板との間
の接続を光通信手段により行うことで、容易に基板−封
止板を接続することができる。

【００１２】すなわち、基板−封止板間の接続をハンダ
付や金属ピン等を用いて行う場合、基板や、封止板上に
接続用の端子パターンを形成し、このパターン同士が同
じ位置となるように正確に位置決めし、さらに、ハンダ
付やピン装着といった接続作業が必要となる。しかし、
光通信手段を用いた場合、予め基板と封止板に別々に回
路を形成する際、発光素子と受光素子をそれぞれ所定の
位置に配置するだけでよい。そして、基板上に封止板を
配置することで、発光素子と受光素子とが対向する位置
に配置される。このとき、発光素子からの光がある程度
の幅を有するようにしておけば、封止板の位置決め精度
もさほど必要でなくなる。

【００１３】また、基板上に形成された回路内におい
て、交差するパターンの形成が困難な場合や、電源系と
信号系の分離等の回路間の電気的分離を行う場合に、ジ
ャンパーや、アイソレータとして光通信手段を用いても
よい。この場合、離れた所定の位置に発光素子と受光素
子とを配置し、発光素子からの光を、基板上の所定の位
置に配置した反射板により反射させて受光素子に到達さ
せるようにすればよい。反射板は、例えば封止板等に形
成することができるが、封止板以外でも受光素子に発光
素子からの光を到達させることができる位置であれば、
特に限定されるものではなく、他のディスプレイ構成部
材上に形成したもの等でもよい。

【００１４】さらに、封止板の表裏を光通信手段で接続
してもよい。封止板の表裏を光通信手段で接続すること
で、回路を形成するための封止板のスペースを有効に活
用することができる。この場合、封止板は、通常、ガラ
ス等の透明部材で形成されているため、封止板を挟んで
その表裏に発光素子と受光素子とを対向するように配置
すればよい。封止板は光透過性を有するものであればガ
ラスに限定されるものではなく、他の透明ないし半透明
材料を用いることもできる。ここで光透過性とは、発光
波長帯域、通常３５０〜８００nm、特に可視光領域での
光透過率が５０％以上、好ましくは７０％以上、特に８
０％以上であることをいう。

【００１５】従って、上記の基板−封止板間の光通信手
段による接続も、封止板の表側に一方の素子を配置して
もよいし、裏側であってもよい。

【００１６】光通信手段は、空気、ガラス等の光透過性
を有する媒体を挟んで発光素子と受光素子とを配置した
もので、発光素子の発光の変化を受光素子が検出しうる
構造であればよい。従って、発光素子と受光素子とは必
ずしも発光面と受光面とが対向している必要はなく、発
光素子の発光光を受光素子が検出しうる位置関係となっ
ていればよい。

【００１７】発光素子は、光変調が可能な自発光素子で
あれば特に限定されるものではないが、ＬＥＤ（発光ダ
イオード）、ＬＤ（レザーダイオード）、有機ＥＬ素子
等が好ましい。これらの素子は、駆動電流（駆動電圧）
に応じて発光輝度が変化し、光変調が容易であり、薄膜
プロセス等により、比較的容易に素子を基板や封止板上
に形成することができ、しかも比較的小型に集積して形
成することもできる。特に有機ＥＬ素子の場合、ディス
プレイ構成材料と同一材料であるため、基板に形成する
場合には、ディスプレイ構成素子と同一工程で形成する
ことができ、工程が簡単になる。

【００１８】受光素子は、光変調された発光素子の光
を、所定の電気信号に変換しうるものであれば特に限定
されるものではないが、フォトダイオード、フォトトラ
ンジスタ等が応答速度も比較的速く、コンパクトかつ安
価で好ましい。

【００１９】基板としては特に限定されるものではな
く、有機ＥＬ素子が積層可能なものであればよいが、通
常、発光した光を取り出す表示面としての機能も有する
ことから、ガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明材
料を用いることが好ましい。また、基板に色フィルター
膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜
を用いて発光色をコントロールしてもよい。また、発光
した光を取り出す側ではない場合には、基板は透明でも
不透明であってもよく、不透明である場合にはセラミッ
クス等を使用してもよい。

【００２０】基板の大きさも特に限定されるものではな
いが、好ましくは最大長、特に対角長が２０〜３５０m
m、特に３０〜３００mmの範囲が好ましい。最大長は２
０mm未満、３５０mmを超えるものであっても問題ない
が、収納スペースが制限されたり、製造が困難になって
くる。

【００２１】封止板の材料としては、好ましくは平板
状、または断面コ字状で内部に有機ＥＬ構造体を収容し
うる空間を有するガラスやアルミナ、石英等の硬質部材
や、樹脂等の材料が挙げられる。ガラス材として、例え
ば、ソーダ石灰ガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸
ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス等のガラ
ス組成のものが好ましい。また、樹脂材としてはエポキ
シ材、テフロン、シリコン等が好ましい。これらの封止
板材料の線膨張係数は、基板の線膨張係数の０．０１〜
１００倍、特に０．１〜１０倍程度が好ましい。また、
ガラス等の平板を用いる場合には、封止用接着剤と、必
要によりスペーサとを使用するとよい。また、封止材料
としては金属であってもかまわないが、表面に絶縁コー
ティング、絶縁塗装、表面処理等を施して、絶縁処理を
行う必要がある。封止板３に断面コ字状となる凹部を形
成する手段としては、エッチングやサンドブラスト等に
より、封止板３の表面を削ればよい。

【００２２】封止板は、スペーサーを用いて高さを調整
し、所望の高さに保持してもよい。スペーサーの材料と
しては、樹脂ビーズ、シリカビーズ、ガラスビーズ、ガ
ラスファイバー等が挙げられ、特にガラスビーズ等が好
ましい。スペーサーは、通常、粒径の揃った粒状物であ
るが、その形状は特に限定されるものではなく、スペー
サーとしての機能に支障のないものであれば種々の形状
であってもよい。その大きさとしては、円換算の直径が
１〜２０μm 、より好ましくは１〜１０μm 、特に２〜
８μm が好ましい。このような直径のものは、粒長１０
０μm 以下程度であることが好ましく、その下限は特に
規制されるものではないが、通常１μm程度である。

【００２３】なお、封止板に凹部を形成した場合には、
スペーサーは使用しても、使用しなくてもよい。使用す
る場合の好ましい大きさとしては、前記範囲でよいが、
特に２〜８μm の範囲が好ましい。

【００２４】スペーサーは、予め封止用接着剤中に混入
されていても、接着時に混入してもよい。封止用接着剤
中におけるスペーサーの含有量は、好ましくは０．０１
〜３０wt％、より好ましくは０．１〜５wt％である。

【００２５】接着剤としては、安定した接着強度が保
て、気密性が良好なものであれば特に限定されるもので
はないが、カチオン硬化タイプの紫外線硬化型エポキシ
樹脂接着剤を用いることが好ましい。

【００２６】封止板上に回路を構成する方法としては、
蒸着法等により回路パターンをマスク蒸着したり、Ｃｕ
等の導体層形成後にこれをエッチングして所望のパター
ンを得る方法などの薄膜プロセスによるものや、所定の
パターンの導体層を厚膜プロセスにて得る方法などがあ
る。そして、形成された回路パターン上に必要な回路素
子をハンダ付したり、導電性ペーストを用いた接着等に
より装着すればよい。

【００２７】回路パターンは、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕのうち
の少なくとも１種を有することが好ましい。これらの金
属は低抵抗であり、薄膜、厚膜プロセスのいずれによっ
ても容易に所望のパターンに形成することができる。こ
れらの中でもＡｌが、コストや、安定性の点で好まし
い。

【００２８】回路パターンがＡｕを有する場合、厚膜プ
ロセスにより、Ａｕ含有層を単独で形成するか、気相堆
積法により、Ａｕ層を有する多層構造とすることが好ま
しい。多層構造とする場合、それぞれ含有する金属がＴ
ｉ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ａｕであるか、Ｃｒ／Ｎｉ／Ｃｕ／Ａ
ｕの順に基板上に形成された多層膜であることが好まし
い。Ｔｉ，Ｃｒは基板との密着性を改善し、Ｎｉは金属
層間の拡散を防止し、Ｃｕはパターンの抵抗を低く維持
する効果がある。

【００２９】回路パターンがＡｌを有する場合、気相堆
積法によりＡｌ含有層を単独に形成することが好まし
い。

【００３０】回路パターンがＣｕを有する場合、メッキ
によりＣｕ含有層を単独で形成するか、気相堆積法によ
り、Ｃｕ層を有する多層構造とすることが好ましい。多
層構造とする場合、それぞれ含有する金属がＴｉ／Ｎｉ
／Ｃｕであるか、Ｃｒ／Ｎｉ／Ｃｕの順に基板上に形成
された多層膜であることが好ましい。

【００３１】封止板は、湿気の侵入を防ぐために、接着
性樹脂等を用いて接着し密封する。封止ガスは、Ａｒ、
Ｈｅ、Ｎ₂等の不活性ガス等が好ましい。また、この封
止ガスの水分含有量は、１００ppm 以下、より好ましく
は１０ppm 以下、特には１ppm 以下であることが好まし
い。この水分含有量に下限値は特にないが、通常０．１
ppm 程度である。

【００３２】次に、図を参照しつつ本発明のディスプレ
イのより具体的な構成例について説明する。

【００３３】図１は、本発明のディスプレイの一構成例
を示す分解斜視図である。図示例では、基板１と封止板
２とを分離したかたちで示している。図示例のディスプ
レイは、基板１上に配置された受光素子５と、この受光
素子により駆動されるマトリクスディスプレイの有機Ｅ
Ｌ構造体４と有する。また、封止板２上に配置された発
光素子６と、この発光素子を駆動するディスプレイドラ
イバーおよびバッファー７と、外部回路と接続するため
の外部接続手段８とを有する。そして、基板１と封止板
２とが所定の位置で貼り合わせられると、それぞれの発
光素子６と、受光素子５とが丁度対向するような位置関
係となり、封止板２上のディスプレイドライバー７から
の信号を、基板上１の受光素子５に伝達し、有機ＥＬ構
造体が駆動される。

【００３４】ここで、受光素子５には有機ＥＬ構造体の
データ線あるいは走査線を駆動するための駆動回路が内
蔵されていて、受光素子５が受けた光信号に応じて駆動
回路が動作するようになっている。また、受光素子５に
は、電源供給端子９より動作用の電源が供給されてい
る。

【００３５】このように、封止板２からの信号を光通信
手段により伝達することとしているので、基板１には電
源ラインを接続するだけでよく、信号線を接続するため
のコネクタやケーブルを省略することができ、省スペー
ス化を図ることができる。また、封止板２上にディスプ
レイドライバーを配置しているので、ディスプレイには
外部接続手段８による外部の制御装置との通信に必要な
配線のみ接続すればよく、ここでも信号線の数を少なく
することができる。

【００３６】さらに、基板１と封止板２との位置関係が
多少ずれていても、光通信手段により信号を伝達できる
ので、貼り合わせ作業が簡単になる。

【００３７】図２は、本発明のディスプレイの他の例を
示したもので、この例では、封止板２上に配置された受
光素子５に、ディスプレイ以外の他の回路に配置されて
いる発光素子６から光信号を送り、通信を行っている。
すなわち、図１における外部接続手段８を光通信手段と
したものともいえる。

【００３８】このように、外部の回路（基板）と光通信
手段により接続することにより、さらに配線を少なくす
ることができる。

【００３９】光通信手段は、例えば図３に示すように、
封止用接着剤１０により封止される領域の外側に配置し
てもよいし、その内側に配置してもよい。また、基板１
側が発光側でも受光側でもよく、それらが混在した形で
あってもよい。さらに、図４に示すように、封止板２を
挟んで発光素子６と受光素子５とを配置し、封止板２の
表と裏との間で通信を行うようにしてもよい。このよう
に、封止板の表裏でデータの伝達を行うことで、封止板
を有効に利用することができ、スルーホールを形成する
手間も省略できる。また、外部に開放された領域と、封
止された領域内とで、配置する電子部品を変え、ディス
プレイの駆動に最適な配置を取ることができる。さら
に、図示例のように、封止板２上の配線パターン１１ａ
と、基板上の配線パターン１１ｂとが容易に接続できる
ので、この部分を光通信手段によらず直接接続すること
もできる。

【００４０】また、図５に示すように、基板１上に発光
素子６と受光素子５とを配置し、封止板２に反射板１２
を配置して、基板１上の発光素子６と受光素子５とで通
信を行うこととしてもよい。この場合、発光素子６と受
光素子５との間に配線パターンや部品を配置してこれら
のジャンパーとして使用してもよいし、電源ないし電力
制御回路と、信号回路との分離に使用してもよい。

【００４１】なお、封止板２上に発光素子６と受光素子
５とを配置し、基板１に反射板１２を配置してもよい
し、これらを全て基板側あるいは封止板側に配置するこ
とも可能である。また、反射板を基板や封止板以外の部
位に配置してもよい。

【００４２】さらに、図６に示すように、封止板２の発
光素子６、あるいは受光素子５が配置されている部位以
外の部分を光遮蔽材料で覆うようにしてもよい。このよ
うに、光遮蔽材料で封止板を覆うことにより、封止板外
からの光が遮断または減衰され、光通信手段の動作が安
定し、信頼性が向上する。ここで光遮蔽材料とは通信に
使用する光波長帯域、通常３５０〜８００nm、特に可視
光領域での光透過率が５０％以下、好ましくは７０％以
下、特に８０％以下である材料をいう。

【００４３】このような光遮蔽材料としては、絶縁性を
有することが好ましく、例えば、バインダー中に黒鉛や
酸化鉄等の黒色材料を分散した樹脂を塗布したり、炭
素、酸化鉄、シリコン等のような黒色ないし暗色の絶縁
性材料をスパッタまたは蒸着等して形成した薄膜等を挙
げることができる。

【００４４】なお、光遮蔽材料は、封止板２上に形成し
ても基板１上に形成してもよく、外部から浸入する光の
方向や、光通信手段を配置する位置により適宜最適な部
位に形成すればよい。

【００４５】以上の例において、基板上の発光素子を有
機ＥＬ素子としてもよい。基板上の発光素子を有機ＥＬ
素子とすることにより、ディスプレイ本体を構成する有
機ＥＬ構造体と同一プロセスにより形成することができ
る。この場合にも、受光素子は上記のようなものでよ
い。

【００４６】有機ＥＬディスプレイ本体を駆動するため
の回路は、例えば図７に示すように、ディスプレイに表
示するデータや、表示に関するデータを与える主制御手
段２１を有し、この主制御手段２１から与えられる表示
データに応じて有機ＥＬディスプレイの走査電極、デー
タ電極を駆動する信号である走査電極駆動信号、データ
電極駆動信号を送出するディスプレイ制御手段２２を有
する。さらにこのディスプレイ制御手段２２と接続さ
れ、主制御手段２１等から与えられる表示データをマト
リクスデータ、ビットマップデータ等に展開するための
データや、あらかじめ決められた表示内容のデータ等を
格納する表示データ記憶手段２３と、ディスプレイ制御
手段２２からの走査電極駆動信号、データ電極駆動信号
により、有機ＥＬ構造体（有機ＥＬディスプレイ本体）
２６の走査電極、データ電極を駆動する走査電極駆動手
段２４と、データ電極駆動手段２５とを有する。

【００４７】主制御手段２１は、有機ＥＬ構造体２６に
表示させる表示データを与えたり、表示データ記憶手段
２３に記憶されている表示データを指定したり、表示に
必要なタイミングや制御データを与えたりする。この制
御手段２１は、通常、汎用のマイクロプロセッサ（ＭＰ
Ｕ）と、このＭＰＵと接続されている記憶媒体（ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等）上の制御アルゴリズム等により構成する
ことができる。制御手段１１は、ＣＩＳＣ、ＲＩＳＣ、
ＤＳＰ等プロセッサの態様を問わず使用可能であり、そ
の他ＡＳＩＣ等論理回路の組み合わせなどにより構成し
てもよい。また、この例では主制御手段２１は独立に設
けているが、ディスプレイ制御手段２２や、ディスプレ
イが備え付けられる装置の制御手段等と一体としてもよ
い。

【００４８】ディスプレイ制御手段２２は、主制御手段
２１等から与えられる表示データ等を解析し、必要によ
り表示データ記憶手段２３に格納されているデータを検
索して、その表示データを有機ＥＬディスプレイ上の所
定の位置に表示させるためのマトリクスデータに変換す
る。すなわち、表示する画像（イメージまたはキャラク
タ）データが、各マトリクスの交点で与えられる有機Ｅ
Ｌ素子の画素単位のドットデータとした場合、そのドッ
ト座標を与える走査電極とデータ電極を駆動するような
信号を発生する。また、上記のような各フレーム単位で
の駆動や、走査電極とデータ電極の駆動比（デューテ
ィ）制御等も行う。

【００４９】ディスプレイ制御手段２２は、例えば、所
定の演算機能を有するプロセッサや複合論理回路、前記
プロセッサ等が外部の主制御手段等とのデータの授受を
行うためのバッファ、制御回路へのタイミング信号、表
示タイミング信号や外部記憶手段等への読み出し、書き
込みタイミング信号等を与えるタイミング信号発生回路
（発振回路）、外部の記憶手段から表示データ等の授受
を行う記憶素子制御回路、外部の記憶素子から読み出し
たり、外部から与えられ、あるいはこれを加工すること
により得られた表示データを駆動信号として送出する駆
動信号送出回路、外部から与えられる表示機能や表示さ
せるディスプレイ等に関するデータ、制御コマンド等を
格納する各種レジスタ等により構成することができる。

【００５０】表示データ記憶手段２３は、外部から与え
られた画像データを、ディスプレイ上にマトリクスデー
タとして展開するためのデータ（変換テーブル）や、所
定のキャラクタデータやイメージデータをそのままマト
リクスデータに展開したデータ等が格納され、それぞれ
必要に応じて格納位置（アドレス）を指定することによ
り読み出し（書き込み）が可能なようになっている。こ
のような、表示データ記憶手段としてはＲＡＭ（ＶＲＡ
Ｍ）、ＲＯＭ等の半導体記憶素子を好ましく挙げること
ができるが、これに限定されるものではなく、光や磁気
を応用した記憶媒体を用いてもよい。

【００５１】走査電極駆動手段２４およびデータ電極駆
動手段２５はディスプレイ制御手段２から与えられた走
査電極駆動信号、データ電極駆動信号に応じて走査電
極、データ電極を駆動する。有機ＥＬディスプレイを構
成する有機ＥＬ素子は電流駆動により発光する発光素子
である。このため、通常電圧信号として与えられる走査
電極駆動信号、データ電極駆動信号を所定の電流値の信
号に変換し、これを所定の走査電極、データ電極に与え
ることにより駆動する。

【００５２】より具体的には、必要な電流容量を有する
電圧−電流変換素子、あるいは増幅素子（電力増幅）等
を用いて、所定位置の走査電極、データ電極を駆動す
る。このような駆動回路として、オープンドレイン、オ
ープンコレクタ回路、トーテムポール接続、プッシュプ
ル接続等が挙げられる。電圧−電流変換素子、あるいは
増幅素子としては、リレー等の有接点デバイスを用いる
ことも考えられるが、動作の高速性、信頼性等を考慮す
ると、トランジスタ、ＦＥＴおよびこれらと同等の機能
を有する半導体素子が好ましい。これら半導体素子は、
電源側または接地側のいずれかに走査電極、データ電極
を接続する。ここで、電源側、接地側とは直接電源や接
地ラインに接続する場合の他、電流制限抵抗、保護用デ
バイス、レギュレータ等の素子を介して接続する場合も
含まれる。

【００５３】本発明では上記回路構成要素のうち、特に
ディスプレイ制御手段２２（ディスプレイドライバ
ー）、表示データ記憶手段２３等を封止板上に形成し、
走査電極駆動手段２４およびデータ電極駆動手段２５等
を基板上に形成することが好ましい。そして、ディスプ
レイ制御手段２２と走査電極駆動手段２４およびデータ
電極駆動手段２５等との接続を光通信手段にて行うこと
が好ましい。また、その他の回路との接続には、図１に
示したような外部接続手段を用いて接続される。この場
合、信号線としては、通常、プロセッサ等の制御手段の
処理に必要なデータが転送可能な本数でよく、コネクタ
やケーブルが小型で済み、線径が太いケーブルを使用す
る必要もなく、信頼性も良好なものとなる。また、この
場合にも光通信手段としてもよい。なお、他の回路は通
常基板上等に形成される。

【００５４】上記回路は有機ＥＬ構造体（有機ＥＬディ
スプレイ本体）を駆動するための回路構成の一例にすぎ
ず、同等な機能を有するものであれば他の回路構成をと
ることも可能である。また、ディスプレイ制御手段、走
査電極駆動手段およびデータ電極駆動手段等と明確に分
割せずにこれらが渾然一体となった構成であってもよ
い。なお、これらの回路装置は、通常、１種または２種
以上のＩＣおよびその周辺部品として構成されている。

【００５５】本発明の有機ＥＬ構造体は、例えば、基板
上に１組以上のマトリクス配置された走査電極（電子注
入電極）およびデータ電極（ホール注入電極）を有し、
これらの電極の間に有機層であるホール注入・輸送層、
発光および電子注入輸送層、必要により保護層が積層さ
れ、さらにこの上にガラス等の封止板を配置した構成を
有する。

【００５６】有機ＥＬ構造体は、次のようなものであ
る。発光層は、ホール（正孔）および電子の注入機能、
それらの輸送機能、ホールと電子の再結合により励起子
を生成させる機能を有する。発光層には、比較的電子的
にニュートラルな化合物を用いることが好ましい。

【００５７】ホール注入輸送層は、ホール注入電極から
のホールの注入を容易にする機能、ホールを安定に輸送
する機能および電子を妨げる機能を有するものであり、
電子注入輸送層は、電子注入電極からの電子の注入を容
易にする機能、電子を安定に輸送する機能およびホール
を妨げる機能を有するものである。これらの層は、発光
層に注入されるホールや電子を増大・閉じこめさせ、再
結合領域を最適化させ、発光効率を改善する。

【００５８】発光層の厚さ、ホール注入輸送層の厚さお
よび電子注入輸送層の厚さは、特に制限されるものでは
なく、形成方法によっても異なるが、通常５〜５００nm
程度、特に１０〜３００nmとすることが好ましい。

【００５９】ホール注入輸送層の厚さおよび電子注入輸
送層の厚さは、再結合・発光領域の設計によるが、発光
層の厚さと同程度または１／１０〜１０倍程度とすれば
よい。ホールまたは電子の各々の注入層と輸送層とを分
ける場合は、注入層は１nm以上、輸送層は１nm以上とす
るのが好ましい。このときの注入層、輸送層の厚さの上
限は、通常、注入層で５００nm程度、輸送層で５００nm
程度である。このような膜厚については、注入輸送層を
２層設けるときも同じである。

【００６０】有機ＥＬ素子の発光層には、発光機能を有
する化合物である蛍光性物質を含有させる。このような
蛍光性物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９
２号公報に開示されているような化合物、例えばキナク
リドン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択
される少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８
−キノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールま
たはその誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノ
リン誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセ
ン、ペリレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体
等が挙げられる。さらには、特願平６−１１０５６９号
のフェニルアントラセン誘導体、特願平６−１１４４５
６号のテトラアリールエテン誘導体等を用いることがで
きる。

【００６１】また、それ自体で発光が可能なホスト物質
と組み合わせて使用することが好ましく、ドーパントと
しての使用が好ましい。このような場合の発光層におけ
る化合物の含有量は０．０１〜２０wt% 、さらには０．
１〜１５wt% であることが好ましい。ホスト物質と組み
合わせて使用することによって、ホスト物質の発光波長
特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が
可能になるとともに、素子の発光効率や安定性が向上す
る。

【００６２】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールまたはその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【００６３】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］等がある。

【００６４】このほかのホスト物質としては、特願平６
−１１０５６９号に記載のフェニルアントラセン誘導体
や特願平６−１１４４５６号に記載のテトラアリールエ
テン誘導体なども好ましい。

【００６５】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等を使用することが好ましい。これら
の蛍光性物質を蒸着すればよい。

【００６６】また、発光層は、必要に応じて、少なくと
も１種のホール注入輸送性化合物と少なくとも１種の電
子注入輸送性化合物との混合層とすることも好ましく、
さらにはこの混合層中にドーパントを含有させることが
好ましい。このような混合層における化合物の含有量
は、０．０１〜２０wt% 、さらには０．１〜１５wt% と
することが好ましい。

【００６７】混合層では、キャリアのホッピング伝導パ
スができるため、各キャリアは極性的に有利な物質中を
移動し、逆の極性のキャリア注入は起こりにくくなるた
め、有機化合物がダメージを受けにくくなり、素子寿命
がのびるという利点がある。また、前述のドーパントを
このような混合層に含有させることにより、混合層自体
のもつ発光波長特性を変化させることができ、発光波長
を長波長に移行させることができるとともに、発光強度
を高め、素子の安定性を向上させることもできる。

【００６８】混合層に用いられるホール注入輸送性化合
物および電子注入輸送性化合物は、各々、後述のホール
注入輸送層用の化合物および電子注入輸送層用の化合物
の中から選択すればよい。なかでも、ホール注入輸送層
用の化合物としては、強い蛍光を持ったアミン誘導体、
例えばホール輸送材料であるトリフェニルジアミン誘導
体、さらにはスチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００６９】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ³ ）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【００７０】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えば上記のホール輸送
材料であるトリフェニルジアミン誘導体、さらにはスチ
リルアミン誘導体、芳香族縮合環を持つアミン誘導体を
用いるのが好ましい。

【００７１】この場合の混合比は、それぞれのキャリア
移動度とキャリア濃度によるが、一般的には、ホール注
入輸送性化合物の化合物／電子注入輸送機能を有する化
合物の重量比が、１／９９〜９９／１、さらに好ましく
は１０／９０〜９０／１０、特に好ましくは２０／８０
〜８０／２０程度となるようにすることが好ましい。

【００７２】また、混合層の厚さは、分子層一層に相当
する厚み以上で、有機化合物層の膜厚未満とすることが
好ましい。具体的には１〜８５nmとすることが好まし
く、さらには５〜６０nm、特には５〜５０nmとすること
が好ましい。

【００７３】また、混合層の形成方法としては、異なる
蒸着源より蒸発させる共蒸着が好ましいが、蒸気圧（蒸
発温度）が同程度あるいは非常に近い場合には、予め同
じ蒸着ボード内で混合させておき、蒸着することもでき
る。混合層は化合物同士が均一に混合している方が好ま
しいが、場合によっては、化合物が島状に存在するもの
であってもよい。発光層は、一般的には、有機蛍光物質
を蒸着するか、あるいは、樹脂バインダー中に分散させ
てコーティングすることにより、発光層を所定の厚さに
形成する。

【００７４】ホール注入輸送層には、例えば、特開昭６
３−２９５６９５号公報、特開平２−１９１６９４号公
報、特開平３−７９２号公報、特開平５−２３４６８１
号公報、特開平５−２３９４５５号公報、特開平５−２
９９１７４号公報、特開平７−１２６２２５号公報、特
開平７−１２６２２６号公報、特開平８−１００１７２
号公報、ＥＰ０６５０９５５Ａ１等に記載されている各
種有機化合物を用いることができる。例えば、テトラア
リールベンジシン化合物（トリアリールジアミンないし
トリフェニルジアミン：ＴＰＤ）、芳香族三級アミン、
ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサ
ジアゾール誘導体、ポリチオフェン等である。これらの
化合物は、１種のみを用いても、２種以上を併用しても
よい。２種以上を併用するときは、別層にして積層した
り、混合したりすればよい。

【００７５】ホール注入輸送層をホール注入層とホール
輸送層とに分けて積層する場合は、ホール注入輸送層用
の化合物のなかから好ましい組合せを選択して用いるこ
とができる。このとき、ホール注入電極（ＩＴＯ等）側
からイオン化ポテンシャルの小さい化合物の順に積層す
ることが好ましい。また、ホール注入電極表面には薄膜
性の良好な化合物を用いることが好ましい。このような
積層順については、ホール注入輸送層を２層以上設ける
ときも同様である。このような積層順とすることによっ
て、駆動電圧が低下し、電流リークの発生やダークスポ
ットの発生・成長を防ぐことができる。また、素子化す
る場合、蒸着を用いているので１〜１０nm程度の薄い膜
も均一かつピンホールフリーとすることができるため、
ホール注入層にイオン化ポテンシャルが小さく、可視部
に吸収をもつような化合物を用いても、発光色の色調変
化や再吸収による効率の低下を防ぐことができる。ホー
ル注入輸送層は、発光層等と同様に上記の化合物を蒸着
することにより形成することができる。

【００７６】電子注入輸送層には、トリス（８−キノリ
ノラト）アルミニウム（Ａｌｑ³ ）等の８−キノリノー
ルまたはその誘導体を配位子とする有機金属錯体などの
キノリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ペリレン誘
導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオ
レン誘導体等を用いることができる。電子注入輸送層は
発光層を兼ねたものであってもよく、このような場合は
トリス（８−キノリノラト）アルミニウム等を使用する
ことが好ましい。電子注入輸送層の形成は、発光層と同
様に、蒸着等によればよい。

【００７７】電子注入輸送層を電子注入層と電子輸送層
とに分けて積層する場合には、電子注入輸送層用の化合
物の中から好ましい組み合わせを選択して用いることが
できる。このとき、電子注入電極側から電子親和力の値
の大きい化合物の順に積層することが好ましい。このよ
うな積層順については、電子注入輸送層を２層以上設け
るときも同様である。

【００７８】ホール注入輸送層、発光層および電子注入
輸送層の形成には、均質な薄膜が形成できることから、
真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法を用い
た場合、アモルファス状態または結晶粒径が０．１μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が０．１μm を
超えていると、不均一な発光となり、素子の駆動電圧を
高くしなければならなくなり、ホールの注入効率も著し
く低下する。

【００７９】真空蒸着の条件は特に限定されないが、１
０^-4Pa以下の真空度とし、蒸着速度は０．０１〜１nm／
sec 程度とすることが好ましい。また、真空中で連続し
て各層を形成することが好ましい。真空中で連続して形
成すれば、各層の界面に不純物が吸着することを防げる
ため、高特性が得られる。また、素子の駆動電圧を低く
したり、ダークスポットの発生・成長を抑制したりする
ことができる。

【００８０】これら各層の形成に真空蒸着法を用いる場
合において、１層に複数の化合物を含有させる場合、化
合物を入れた各ボートを個別に温度制御して共蒸着する
ことが好ましい。

【００８１】また、有機ＥＬ構造体は上記有機層の他
に、基板および基板上に有機層を挟み込むように形成さ
れた、ホール注入電極、電子注入電極等の機能性薄膜を
有する。

【００８２】電子注入電極としては、低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａ
ｇ：０．１〜５０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．０１
〜１２at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、
Ａｌ・Ｃａ（Ｃａ：０．０１〜２０at％）等が挙げられ
る。なお、電子注入電極は蒸着法やスパッタ法でも形成
することが可能である。

【００８３】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、０．５nm以上、
好ましくは１nm以上、より好ましくは３nm以上とすれば
よい。また、その上限値には特に制限はないが、通常膜
厚は３〜５００nm程度とすればよい。電子注入電極の上
には、さらに補助電極ないし保護電極を設けてもよい。

【００８４】蒸着時の圧力は好ましくは１×１０^-8〜１
×１０^-5Torrで、蒸発源の加熱温度は、金属材料であれ
ば１００〜１４００℃、有機材料であれば１００〜５０
０℃程度が好ましい。

【００８５】ホール注入電極は、発光した光を取り出す
ため、透明ないし半透明な電極が好ましい。透明電極と
しては、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、ＩＺＯ
（亜鉛ドープ酸化インジウム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ 等が挙げられるが、好ましくはＩＴＯ（錫ドー
プ酸化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウ
ム）が好ましい。ＩＴＯは、通常Ｉｎ₂Ｏ₃とＳｎＯと
を化学量論組成で含有するが、Ｏ量は多少これから偏倚
していてもよい。ホール注入電極は、透明性が必要でな
いときは、不透明の公知の金属材質であってもよい。

【００８６】ホール注入電極は、発光波長帯域、通常３
５０〜８００nm、特に各発光光に対する光透過率が８０
％以上、特に９０％以上であることが好ましい。発光光
はホール注入電極を通って取り出されるため、その透過
率が低くなると、発光層からの発光自体が減衰され、発
光素子として必要な輝度が得られなくなる傾向がある。
ただし、発光光を取り出す側が発光光に対し８０％以上
であればよい。

【００８７】ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５
０〜５００nm、さらには５０〜３００nmの範囲が好まし
い。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと
剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の
膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。

【００８８】このホール注入電極層は蒸着法等によって
も形成できるが、好ましくはスパッタ法、特にパルスＤ
Ｃスパッタ法により形成することが好ましい。

【００８９】有機ＥＬ構造体各層を成膜した後に、Ｓｉ
Ｏ_X 等の無機材料、テフロン、塩素を含むフッ化炭素重
合体等の有機材料等を用いた保護膜を形成してもよい。
保護膜は透明でも不透明であってもよく、保護膜の厚さ
は５０〜１２００nm程度とする。保護膜は、前記の反応
性スパッタ法の他に、一般的なスパッタ法、蒸着法、Ｐ
ＥＣＶＤ法等により形成すればよい。

【００９０】基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む
色変換膜、あるいは誘電体反射膜を用いて発光色をコン
トロールしてもよい。

【００９１】有機ＥＬ構造体は、直流駆動やパルス駆動
等され、交流駆動することもできる。印加電圧は、通
常、２〜３０V 程度である。

【００９２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ケーブル
の本数が少なく、太い線径のものを使用しなくて済み、
さらなる小型、薄型化が可能で、高信頼性で、しかも低
コスト化を図れ、製造が容易な有機ＥＬディスプレイを
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有機ＥＬディスプレイの一構成例を示
す分解斜視図である。

【図２】本発明の有機ＥＬディスプレイの他の構成例を
示す部分断面図である。

【図３】光通信手段を封止板の外側に配置した構成例を
示す部分断面図である。

【図４】光通信手段を封止板を挟んで表と裏とに配置し
た構成例を示す部分断面図である。

【図５】基板上に光通信手段に発光素子と受光素子を配
置し、封止板上に反射板を配置して通信を行う構成例を
示す部分断面図である。

【図６】光通信手段の発光素子または受光素子の周囲に
光遮蔽材料を配置した例を示す部分断面図である。

【図７】ディスプレイ駆動回路の構成例を示したブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１基板２封止板４有機ＥＬ構造体５受光素子６発光素子７ディスプレイドライバー８外部接続手段９電源供給端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古川広忠東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板（１）と、この基板（１）上に形成
された有機ＥＬ構造体（４）とを有し、前記基板（１）上に形成された有機ＥＬ構造体（４）を
駆動するための回路の少なくとも一部に光通信手段
（５，６）を有する有機ＥＬディスプレイ。
【請求項２】前記有機ＥＬ構造体（４）を封止するた
めの封止板（２）を有し、かつ前記光通信手段（５，６）は、少なくとも基板
（１）と封止板（２）間の通信を行う請求項１の有機Ｅ
Ｌディスプレイ。
【請求項３】前記有機ＥＬ構造体（４）を封止するた
めの封止板（２）を有し、かつ前記光通信手段（５，６）は、少なくとも封止板
（２）の表裏間の通信を行う請求項１または２の有機Ｅ
Ｌディスプレイ。
【請求項４】前記光通信手段（５，６）は、基板
（１）、または封止板（２）外に配置された反射手段
（１２）を介して基板（１）、または封止板（２）上の
回路間を接続する請求項１〜３のいずれかの有機ＥＬデ
ィスプレイ。
【請求項５】前記基板（１）上には、少なくとも有機
ＥＬ構造体（４）の駆動回路を有する請求項１〜４のい
ずれかの有機ＥＬディスプレイ。
【請求項６】前記光通信手段（５，６）の発光素子
（６）が有機ＥＬ素子である請求項１〜５のいずれかの
有機ＥＬディスプレイ。