WO1999012397A1 - Electroluminescent device - Google Patents

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Hiroshi Kiguchi
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    • H10K59/8791—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light

Definitions

  • the present invention relates to a structure and a configuration of an electroluminescent device that can be used for, for example, a laptop computer, a television, a display for mobile communication, and the like.
  • Light-emitting elements utilizing electroluminescence of organic compounds have high visibility due to self-emission, and are excellent in impact resistance because they are completely solid-state elements. Is attracting attention as a light emitting element. It is clear that multi-color display is necessary to expand the applications of the above-mentioned organic EL devices as display devices, as seen in the case of cathode ray tubes (CRTs) and liquid crystal displays (LCDs).
  • CTRs cathode ray tubes
  • LCDs liquid crystal displays
  • the methods (2) and (3) have the same structure as the color filter used in the color liquid crystal display device, the same cost is required.
  • the method (1) three types of luminescent materials must be arranged in a matrix with high definition.
  • the method (1) is disclosed in JP-A-8-227276. As described above, it is disclosed that a light emitting layer of each color is formed through a physical mask in order to form a light emitting layer of each color. Also, in the US Pat. No. 5,294,869, a tall barrier and a short barrier are provided between pixels, and light-emitting layers of each color are formed separately according to the height of the barrier and the deposition angle of the light-emitting substance. In addition, the cathode is formed while passing through these barriers.
  • a tall barrier and a short barrier must be created, and if a plurality of light-emitting layers are deposited a plurality of times by changing the deposition angle in a vacuum system. No. Therefore, it has been difficult to manufacture it at low cost.
  • the present invention overcomes such disadvantages of the prior art.
  • the first problem is to provide an inexpensive electroluminescent device having a new configuration capable of performing color display by providing a bank capable of separating light emitting layers in a passively driven electroluminescent device.
  • a second object of the present invention is to provide a passively-driven electroluminescent device including a step of forming a bank and filling a luminescent material between the banks, thereby making it possible to reduce the cost of the electroluminescent device having a new configuration for color display. To provide a manufacturing method that can be manufactured. Summary of the Invention
  • An invention for solving the first problem is an electroluminescent element including an electric field material layer sandwiched between an anode and a cathode, wherein the anode group includes a plurality of anodes arranged in parallel, and the anode group And a bank group formed by arranging in parallel a plurality of banks having a height capable of preventing the outflow of the electric field material filled at the time of manufacturing, and the electric field material layer formed between the banks And a cathode on the electric field material layer along the longitudinal direction of the electric field material layer And a cathode group electrically separated by the bank for each of the electric field material layers.
  • the bank-partitioned structure has made it possible to easily manufacture the electric field material layer by filling the electric field material liquid and to form the cathode at once.
  • the cathode is formed continuously on the side face facing the fixed direction of the bank and the top face thereof and the electric field material layer.
  • the cathode can be patterned simultaneously with the cathode deposition by utilizing the shadow of the bank during the cathode deposition. For this reason, the cathode formed on the organic film which is vulnerable to the process can be scanned.
  • the angle between at least one side surface of the bank and the installation surface of the bank forms an acute angle.
  • the cathode can be separated and formed by attaching the cathode material from one direction, and the reliability of patterning can be improved.
  • the distance between banks can be kept constant. For example, when an electric field material liquid is ejected from an inkjet head, it becomes easier to hit a target pixel.
  • the angle between at least one side surface and the top surface of the bank may form an acute angle. According to such a structure, an area where the cathode material does not adhere to the eaves of the bank is generated, so that the cathode can be automatically and reliably separated, and the reliability of patterning can be increased.
  • the light emitting layers that emit light in the respective primary colors for color display may be arranged in order.
  • a color display device in passive driving can be configured.
  • the present invention includes means for simply driving the electroluminescent element in a simple matrix, each of which is individually connected to each anode constituting the anode group and each cathode constituting the cathode group. With this structure, the electroluminescent device can be driven in a time-division manner, and an inexpensive large-capacity power electroluminescent device can be realized.
  • the invention for solving the second problem is a method for manufacturing an electroluminescent element including an electric field material layer sandwiched between an anode and a cathode, wherein a plurality of anodes are arranged in parallel on a substrate.
  • Forming an anode group, and forming a bank group by arranging a plurality of banks in parallel at a height crossing the anode group and preventing leakage of the electric field material filled in the electric field material forming step Filling the electric field material liquid between the links to form an electric field material layer; and adhering a cathode material on the electric field material layer at a fixed angle to the longitudinal direction of the bank.
  • the cathode can be formed in a strip shape for simple matrix driving and with high definition.
  • the bank is formed so that the angle between the side surface thereof and the installation surface of the bank forms a right angle
  • the cathode material is formed by oblique deposition from a direction facing the side surface or a direction perpendicular to the height direction of the bank.
  • the cathode group is formed during cathode deposition, the shadowing of the bank is used to complete the cathode tuning at the same time as the cathode deposition. For this reason, it is possible to pattern the cathode formed on the organic film that is vulnerable to the process.
  • the bank is formed so that the angle between at least one side surface thereof and the installation surface of the bank forms an acute angle, and the cathode material is formed by oblique deposition from the direction facing the one side surface or the height direction of the bank.
  • the cathode group As a result, the reliability of the patterning of the cathode can be improved, and the distance between the banks can be kept the same as in the case of the rectangular shape, so that it was aimed at when the film material was ejected by an inkjet head or the like. It is easier to hit the pixel.
  • the bank may be formed such that the angle between at least one side surface and the top surface forms an acute angle, and a cathode material is deposited from the height direction of the bank to form the cathode group. As a result, the reliability of the cathode tuning can be increased.
  • a step of subjecting the surface of the electroluminescent element to a non-glare treatment and / or an anti-reflection treatment may be provided. Thereby, the contrast of the electroluminescent element in a bright place can be improved.
  • FIG. 1 is a plan view of an electroluminescent device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 AA cutaway view of the electroluminescent device in FIG.
  • FIG. 3 BB cutaway view of the electroluminescent device in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the extending direction of the banks of the electroluminescent device according to the first embodiment of the present invention (a cross-sectional view taken along the line CC of the electroluminescent device in FIG. 1).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the direction in which the banks extend, illustrating a manufacturing process of the electroluminescent device according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a plane perpendicular to the extending direction of the banks of the electroluminescent element according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a surface perpendicular to the direction in which the banks extend, illustrating a manufacturing process of the electroluminescent device according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a plane perpendicular to the extending direction of the banks of the electroluminescent element according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the direction in which the banks extend, illustrating a manufacturing process of the electroluminescent device according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 Simple connection diagram of the electroluminescent device and the driving means in Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 11 is a simple driving waveform diagram of the electroluminescent device according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the present embodiment is directed to a passively driven electroluminescent element including an electric field material layer sandwiched between an anode and a cathode, wherein an anode group formed by arranging a plurality of anodes in parallel with each other intersects the anode group.
  • a bank group formed by arranging a plurality of banks in parallel with a height capable of preventing the outflow of the electric field material filled at the time of manufacture; and the electric field material layer formed between the banks;
  • a cathode along the longitudinal direction of the electric field material layer is provided on the electric field material layer.
  • a cathode group electrically separated by the bank for each of the electric field material layers.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating the structure of the electroluminescent device of the present embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1
  • FIG. Fig. 3 shows a cross-sectional view of C-C in Fig.
  • the electroluminescent device of the present example has an anode group formed by arranging a plurality of anodes 6 in parallel on a transparent substrate 7, intersects with the anode group, and is filled at the time of manufacturing.
  • the cathode 1 is characterized in that it is formed continuously on the side surface of the bank 4 facing in a certain direction and on the top surface and the electric field material layer.
  • the longitudinal direction of the anode 6 and the longitudinal directions of the bank 4, the hole injection / transport layer 5, the light emitting layer 2, the cathode 1, etc. do not have to form a right angle, but may intersect.
  • the electric field material layer may include a hole injecting and transporting layer for improving hole transporting ability, a light emitting layer that emits fluorescence by applying an electric field, and an electron injecting and transporting layer for improving electron transporting ability.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • transparent substrate 7 a clean glass substrate
  • anode is formed by stripping the electrode into a strip shape.
  • a photosensitive resist and a contrast enhancement layer were applied and subjected to pattern exposure to form a rectangular bank 4.
  • the height of the bank was formed higher than the entire thickness of the electric field material layer to be formed later as shown in FIG. Adjust the height so that the material liquid does not overflow beyond the bank even when the electric field material liquid is filled.
  • the height of the bank was set to 2 m. As shown in FIG.
  • the direction of bank formation was such that the longitudinal direction of bank 4 was perpendicular to the longitudinal direction of anode 6.
  • a 1: 1 mixed ethoxyethanol dispersion solution of copper phthalocyanine and epoxypropyltriethoxysilane was discharged as a hole injecting material between banks using an inkjet head, and the mixture was heated at 200 ° C. for 5 minutes. By firing during this time, a hole injecting and transporting layer 5 having a thickness of 1 Onm was formed.
  • an aqueous solution of a water-soluble precursor of PPV-G (Chemical Formula 1) was ejected from the inkjet head onto the green pixel group, baked at 150 ° C for 4 hours, and 2 g of a 10-nm thick green light-emitting layer was formed. Formed.
  • An aqueous solution of a water-soluble precursor of PPV-B (Chemical Formula 2) was ejected to the blue pixel group by an inkjet head and baked at 150 ° C for 4 hours to form a blue light-emitting layer 2b having a thickness of 10 Onm.
  • a solution of PPV-R (chemical formula 3) was ejected from the ink jet head to the red pixel group and baked at 150 ° C for 4 hours to form a red light emitting layer 2r having a thickness of 10 Onm.
  • a cathode material was formed by EB vapor deposition of a Mg: Ag (10: 1) alloy as a cathode material from the surface where the metal was placed, that is, a direction inclined at 45 degrees to the panel normal. . Because it was deposited from the direction facing the bank side. Since the shadowed area of the bank occurs, the cathode is formed electrically separated for each pixel without special patterning.
  • the protective layer 3 was formed by molding with an epoxy resin.
  • Any resin that can block air and moisture and does not attack the organic film such as a thermosetting resin, an ultraviolet curable resin, or a silicon resin containing polysilazane, can be used in the same manner.
  • the cathode 1 can be patterned even by vapor deposition in the panel normal direction.
  • copper phthalocyanine was used as a hole injecting substance as an electric field material of the hole injecting and transporting layer 5, but a porphine compound, TPD (chemical formula 4), m-MTDAT A (chemical formula 5), and NPD ( Any material having a hole injecting ability, such as chemical formula 6), polyvinyl carbazole, TAD (chemical formula 7), polyaline, and carbon can be used. These compounds may be mixed or have a laminated structure.
  • PPV and its derivatives a metal quinolinol derivative or a complex with an azomethine derivative, DPVB i (chemical formula 8), tetraphenylbutadiene, oxaziazol derivative, polyvinyl carbazole derivative And perylene, coumarin derivatives, DCM 1 (chemical formula 9), quinacridone, rubrene, DCJT (chemical formula 10), Nile Red, and the like may be added to these compounds. Further, a fluorescence conversion substance may be mixed or laminated.
  • the bank is formed such that the angle between at least one side surface and the installation surface of the bank forms an acute angle.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the bank of the electroluminescent device of this example.
  • the electroluminescent device of this embodiment includes a transparent substrate 7, an anode 6, a hole injection / transport layer 5, a bank 4, a go layer 3, a light emitting layer 2, and a cathode 1. Except for the shape of the bank 4, it is the same as the above-described first embodiment, so that the description thereof will be omitted.
  • the present embodiment is characterized in that the angle between the side surface of the bank 4 and the installation surface of the bank 4 is formed to be an acute angle.
  • a method for manufacturing the electroluminescent device of this embodiment will be described.
  • the steps before forming the bank are the same as those in the first embodiment.
  • a resist layer made of bank material is first It was formed to a thickness of 2 m and exposed through a photomask from a direction of 45 degrees to the panel normal.
  • etching was performed to form a bank 4 having a parallelogram cross section.
  • the next ink jet process is the same as in Example 1.
  • a cathode material was formed by vapor-depositing a Mg: Ag (10: 1) alloy as a cathode material on the EB 5 in the panel normal direction.
  • the subsequent process is the same as in the first embodiment.
  • the cathode can be separated and formed by attaching the cathode material from one direction, and the reliability of patterning can be improved.
  • the distance between banks can be kept constant. For example, when an electric field material liquid is ejected with an ink jet head, it is easy to hit a target pixel.
  • the cross-sectional shape of the bank is an inverted trapezoid
  • the cathode material is vapor-deposited from a direction perpendicular to the front direction of the panel.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional view is cut along a plane perpendicular to the longitudinal direction of the bank of the electroluminescent device of this example.
  • the electroluminescent device of this embodiment includes a transparent substrate 7, an anode 6, a hole injection / transport layer 5, a bank 4, a go layer 3, a light emitting layer 2, and a cathode 1. Except for the shape of the bank 4, it is the same as the above-described first embodiment, so that the description thereof will be omitted.
  • the present embodiment is characterized in that the bank 4 is formed so that the angle between at least one side surface and the top surface forms an acute angle.
  • a method for manufacturing the electroluminescent device of this example will be described.
  • the steps before forming the bank are the same as those in the first embodiment.
  • a resist layer made of a bank material was formed to a thickness of 2 ⁇ m, and then a contrast enhancement layer was formed. Exposure was performed through the photomask from the panel normal direction.
  • bank 4 having an inverted trapezoidal cross section was formed by over-etching.
  • the subsequent ink jet process is the same as in Example 1. Up to light-emitting layer 2
  • a cathode 1 was formed by subjecting a Mg: Ag (10: 1) alloy as a cathode material to EB evaporation from the normal direction of the panel.
  • the subsequent process is the same as in the first embodiment. According to this embodiment, a region where the cathode material does not adhere to the eaves of the bank is formed, so that the cathode can be automatically and reliably separated, and the reliability of the tuning can be increased.
  • the non-glare film is not limited to the one shown here, and if it has the same effect, it can be used in the same way as long as it is 10.
  • As the anti-reflection treatment Cytop made by Asahi Glass Co., Ltd. was used here, but in addition, a multi-layer coating or a coating of a low refractive index material can be used.
  • FIG. 10 shows the configuration of the present electroluminescent device.
  • the display system includes the electroluminescent device 12, a scan electrode driver 13, a signal electrode dryno, 14 and a controller 15.
  • Each output of the signal electrode dryno 14 is connected to each anode 4 constituting the anode group, and each output of the scan electrode driver 13 is individually connected to each cathode 1 constituting the cathode group. ing.
  • the controller 20 15 is a means for driving the electroluminescent element 12 in a simple matrix drive, and scan electrode signals to be time-divisionally driven are sent to the scan electrode driver 13, and signal electrode signals are sent to the signal electrode driver 14. It is configured to be able to be supplied.
  • the electroluminescent element 12 is composed of 100 anodes and 320 cathodes, and is connected as shown in FIG. Fig. 11 shows examples of driving waveforms applied to the anode and cathode.
  • T f indicates one scanning time 25. Here, it was driven at 1/1000 duty.
  • a waveform having a voltage V s sufficient to emit light and a pulse width matching the gray scale to be displayed is applied to the selected pixel.
  • a voltage Vn lower than the light emission threshold voltage is applied to unselected pixels. Applied.
  • the electroluminescent device can be driven in a time-division manner, and an inexpensive large-capacity electroluminescent device can be realized.

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Description

明細書
電界発光素子 技術分野
本発明は、 例えばラップトップコンビュ一夕、 テレビジョン、 移動通信用のディ スプレイ等に利用できる電界発光素子の構造および構成に関する。 背景技術
有機化合物の電界発光を利用した発光素子は、 自己発光のため視認性が高く、 か つ完全固体素子であるため耐衝撃性に優れる、 また低駆動電圧などの特徴を有する ことから、 各種表示装置における発光素子としての利用が注目されている。 デイス プレイ素子として、 上記有機 EL素子の用途を広げるためには、 ブラウン管 （CR T) や液晶表示装置 （LCD) の例でみられるように、 多色化が必要なことは明白 である。
従来、 EL素子を用いて多色表示装置を作製する方法としては、 例えば （ 1) 赤 (R), 緑 （G), 青 （B) の三原色で発光する EL材料をマトリックス状に配置す る方法 （特開昭 57 - 157487号公報， 特開昭 58 - 147989号公報， 特 開平 3 _ 2 14593号公報など)、 （2) 白色で発光する E L素子とカラーフィル 夕一を組み合わせ RGBの三原色を取り出す方法（特開平 1一 315988号公報， 特開平 2— 273496号公報， 特開平 3— 194895号公報など)、 （ 3 ) 青色 で発光する E L素子と蛍光変換膜とを組み合わせ RGBの三原色に変換する方法 (特開平 3— 152897号公報） などが知られている。
しかしながら、 上記 （2)、 および （3) の方法は、 いずれもカラ一液晶表示装 置に用いるカラ一フィル夕一と同様の構造であるために同程度のコス卜が必要とな る。 また、 （ 1) の方法では、 三種類の発光材料を高精細にマトリックス状に配置 しなければならない。
このため （ 1) の方法においては特開平 8— 227276公報に開示されている ように、 各色の発光層を形成するためにそれそれの色の発光層をフィジカルマスク 越しに形成することが開示されている。 またァメリカ特許 5 2 9 4 8 6 9公報では、 画素間に背の高い障壁と背の低い障壁を設けて、 障壁の高さと発光物質の蒸着角度 により各色の発光層を分けて形成して、 かつ陰極をこれらの障壁を用いてパ夕一二 ングしつつ形成している。
しかしフィジカルマスクを用いる方法では、 フィジカルマスクの位置合わせが大 変であるばかりでなく、 高精細のパネルを製造する場合にはフィジカルマスクを作 成することが技術的に困難で、 また、 例え製造できたとしても発光層のパターニン グを正確に行うことは難しい。 そのためフィジカルマスクで高精細なカラ一パネル を作製することは現実的ではない。
また画素間に障壁を作成する方法では、 背の高い障壁と背の低い障壁を作り込ま なければならず、 また、 真空系で蒸着角度を変えて複数の発光層を複数回蒸着しな ければならない。 そのため安価に製造することが困難であった。
本発明はこのような従来技術がもつ欠点を克服するものである。 その第 1の課題 は、 パッシブ駆動の電界発光素子において、 発光層を分離可能なバンクを備えるこ とにより、 カラ一表示が可能な新たな構成の電界発光素子を安価に提供することで ある。
本発明の第 2の課題は、 パッシブ駆動の電界発光素子において、 バンクを形成し その間に発光材料を充填していく工程を備えることにより、 カラ一表示用の新規構 成の電界発光素子を安価に製造可能な製造方法を提供することである。 発明の概要
第 1の課題を解決する発明は、 陽極と陰極との間に挟持される電界材料層を備え る電界発光素子において、 複数の陽極を平行に配置して形成された陽極群と、 前記 陽極群に交差し、 製造時に充填される前記電界材料の流出を防止可能な高さを備え た複数のバンクを平行に配置して形成されたバンク群と、 前記バンク間に形成され た前記電界材料層と、 前記電界材料層上に当該電界材料層の長手方向に沿った陰極 が当該電界材料層ごとに前記バンクにより電気的に分離されて設けられた陰極群と、 を備えることを特徴とする電界発光素子である。 バンクで仕切った構造により、 電 界材料液の充填で電界材料層を容易に製造可能かつ陰極形成も一気に行えるように なった。
ここで陰極は、 前記バンクの一定方向に面した側面およびその頂面と前記電界材 料層とに連続して形成されている。 このような構造であれば、 陰極蒸着時において、 バンクの影を利用して、 陰極蒸着時に同時に陰極のパターニングを行える。 このた めプロセスに弱い有機膜上に形成された陰極をパ夕一ニング可能である。
またバンクは、 その少なくとも一方の側面と当該バンクの設置面とのなす角度が 鋭角を形成している。 このような構造によれば、 一方向からの陰極材料の付着によ り陰極が分離形成可能であり、 パターニングの確実性を向上させることができる。 また、 バンク間の距離を一定に保つことができる。 例えば、 インクジェットヘッ ド で電界材料液を吐出した場合に狙った画素に命中しやすくなる。
またバンクは、 その少なくとも一方の側面と頂面とのなす角度が鋭角を形成して いてもよい。 このような構造によれば、 バンクのひさしで陰極材料が付着しない領 域が生じるので、 陰極の分離が自動的に確実に行え、 パターニングの確実性を増す ことができる。
また電界材料層は、 発光層および/または電荷輸送層で構成される。 電荷輸送層 としては正孔注入輸送層でも電子注入輸送層でもよい。
ここでカラー表示させるための各原色で発光する前記発光層が順番に配置されて いてもよい。 この構造により、 パッシブ駆動におけるカラ一表示装置を構成できる。 また本発明は、 陽極群を構成する各陽極および前記陰極群を構成する各陰極にそ れそれ個別に接続され、 当該電界発光素子を単純マトリックス駆動するための手段 を備える。 この構造により、 電界発光素子を時分割駆動できるようになり、 安価な 大容量力ラ一電界発光素子が可能となる。
上記第 2の課題を解決する発明は、 陽極と陰極との間に挟持される電界材料層を 備える電界発光素子の製造方法において、 基板上に、 複数の陽極を平行に配置して 陽極群を形成する工程と、 前記陽極群に交差して、 電界材料形成工程で充填される 電界材料の流出を防止可能な高さに複数のバンクを平行に配置してバンク群を形成 する工程と、 前記ノ ^ンク間に前記電界材料液を充填して電界材料層を形成する工程 と、 前記電界材料層上に前記バンクの長手方向と一定の角度をなす方向から陰極材 料を付着させて前記バンクにより電気的に分離された陰極群を形成する工程と、 を 備えることを特徴とする電界発光素子の製造方法である。 この工程により、 蒸着の ような真空バッチ処理によることなく、 常圧にて電界材料層をバンクで分離しなが ら形成可能である。 また陰極を単純マトリックス駆動向けに短冊状にしかも高精細 にパ夕一ニング形成できる。
ここで、 前記バンクをその側面と当該バンクの設置面とのなす角度が直角をなす ように形成し、 当該側面に対向する方向またはバンクの高さ方向に垂直な方向から 斜方蒸着により陰極材料を付着させて前記陰極群を形成してもよい。 これにより、 陰極蒸着時において、 バンクの影を利用して、 陰極蒸着時に同時に陰極のパ夕一二 ングが終了する。 このためプロセスに弱い有機膜上に形成された陰極をパターニン グできるのである。
またバンクをその少なくとも一方の側面と当該バンクの設置面とのなす角度が鋭 角をなすように形成し、 当該一方の側面に対向する方向またはバンクの高さ方向か ら斜方蒸着により陰極材料を付着させて前記陰極群を形成してもよい。 これにより、 陰極のパターニングの確実性を向上させることができ、 かつバンク間の距離を長方 形形状の場合と同じに保つことができるため、 インクジェッ トヘッド等で膜材料を 吐出した場合に狙った画素に命中させやすくなる。
さらにバンクをその少なくとも一方の側面と頂面とのなす角度が鋭角をなすよう に形成し、 当該バンクの高さ方向から陰極材料を蒸着させて前記陰極群を形成して もよい。 これにより陰極のパ夕一ニングの確実性を増すことができる。
また電界発光素子の表面にノングレァ処理および/または減反射処理を施しすェ 程を備えていてもよい。 これにより、 明るい場所における前記電界発光素子のコン トラストを向上することができる。 図面の簡単な説明
第 1図： 本発明の実施例 1における電界発光素子の平面図。
第 2図： 第 1図における電界発光素子の A— A切断面図。
第 3図： 第 1図における電界発光素子の B— B切断面図。
第 4図： 本発明の実施例 1における電界発光素子のバンクの延在方向に垂直な面 の断面図 （第 1図における電界発光素子の C一 C切断面図）。
第 5図： 本発明の実施例 1における電界発光素子の製造プロセスを示すバンクの 延在方向に垂直な面の断面図。
第 6図： 本発明の実施例 2における電界発光素子のバンクの延在方向に垂直な面 の断面図。
第 7図： 本発明の実施例 2における電界発光素子の製造プロセスを示すバンクの 延在方向に垂直な面の断面図。
第 8図： 本発明の実施例 3における電界発光素子のバンクの延在方向に垂直な面 の断面図。
第 9図： 本発明の実施例 3における電界発光素子の製造プロセスを示すバンクの 延在方向に垂直な面の断面図。
第 1 0図： 本発明の実施例 5における電界発光素子と駆動手段の簡単な接続図。 第 1 1図： 本発明の実施例 5における電界発光素子の簡単な駆動波形図。 発明を実施するための最良の形態
(実施例 1 )
本実施例は、 陽極と陰極との間に挟持される電界材料層を備えるパッシブ駆動の 電界発光素子において、 複数の陽極を平行に配置して形成された陽極群と、 前記陽 極群に交差し、 製造時に充填される前記電界材料の流出を防止可能な高さを備えた 複数のバンクを平行に配置して形成されたバンク群と、 前記バンク間に形成された 前記電界材料層と、 前記電界材料層上に当該電界材料層の長手方向に沿つた陰極が 当該電界材料層ごとに前記バンクにより電気的に分離されて設けられた陰極群と、 を備えることを特徴とする電界発光素子である。
図 1に本実施例の電界発光素子の構造を説明する平面図、 図 2に図 1における A 一 A切断面図、 図 3に図 1における B— B切断面図、 および図 4に図 1における C —C切断面図を示す。 これらの図に示すように、 本実施例の電界発光素子は、 透明 基板 7上に、 複数の陽極 6を平行に配置して形成された陽極群、 陽極群に交差し、 製造時に充填される電界材料の流出を防止可能な高さを備えた複数のバンク 4を平 行に配置して形成されたバンク群、 バンク 4間に形成された電界材料層としての正 孔注入輸送層 5および発光層 2、 電界材料層上に当該電界材料層の長手方向に沿つ た陰極 1が当該電界材料層ごとにバンク 4により電気的に分離されて設けられた陰 極群、 および保護層 3を備える。 形成方法により、 陰極 1は、 バンク 4の一定方向 に面した側面およびその頂面と電界材料層とに連続して形成されている点に特徴が ある。 陽極 6の長手方向と、 バンク 4、 正孔注入輸送層 5、 発光層 2、 陰極 1等の 長手方向とが直角をなす必要はなく交差していればよい。 電界材料層には、 正孔の 輸送能を向上させる正孔注入輸送層、 電界印加により蛍光を発する発光層および電 子の輸送能を向上させる電子注入輸送層がありうる。
次に上記構造の電界発光素子の製造方法を説明する。 まず清浄なガラス基板 （透 明基板 7 ) に透明電極として I T O ( I n d i um T i n O x i d e ) を E B 蒸着し、 次にこの電極を短冊状にパ夕一ニングして陽極 6を形成する。 さらに図 4 に示すように感光性レジストおよびコントラスト増強層を塗布してパターン露光し て長方形バンク 4を形成した。 この時、 バンクの高さは図 4にしたように後で形成 する電界材料層の全体の厚みより高く形成した。 電界材料液の充填によっても材料 液がバンクを越えてあふれない程度の高さに調整する。 ここではバンクの高さを 2 〃mとした。 またバンク形成の向きは図 5に示した通り、 バンク 4の長手方向が、 前記陽極 6の長手方向に直交する向きとした。 次にインクジェットヘッドを用いて バンク間に正孔注入物質として銅フタロシアニンおよびエポキシプロピルトリエト キシシランの 1 ： 1混合エトキシエタノール分散溶液を吐出して、 2 0 0 °Cで 5分 間焼成して膜厚 1 Onmの正孔注入輸送層 5を形成した。 この上に、 緑の画素群に は PPV— G (化学式 1) の水溶性前駆体の水溶液をインクジェットヘッドにて吐 出して、 150°C4時間焼成し膜厚 10 Onmの緑発光層 2 gを形成した。 青色の 画素群には PPV— B (化学式 2) の水溶性前駆体の水溶液をインクジェットへッ ドにて吐出し、 150°C4時間焼成し膜厚 10 Onmの青発光層 2 bを形成した。 赤色の画素群には PPV— R (化学式 3) の溶液をインクジヱヅトヘッドにて吐出 し、 150°C4時間焼成し膜厚 10 Onmの赤発光層 2 rを形成した。
(化学式 1) PPV— G
Figure imgf000009_0001
(化学式 2) PPV-B
Figure imgf000009_0002
(化学式 3) PPV-R
Figure imgf000009_0003
次に図 5に示したように、 陰極材料として Mg ： Ag ( 10 ： 1) 合金を、 クの設置面、 すなわちパネル法線に対して 45度傾いた方向から EB蒸着し陰極 1 を形成した。 バンク側面に対向する方向から蒸着したので。 バンクの影になる領域 が生じるので、 特別にパターニングしなくても陰極が画素ごとに電気的に分離して 形成される。 さらにエポキシ樹脂でモールドし保護層 3を形成した。 保護層として は、 この他の熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂、 ポリシラザンを含むシリコン樹脂な ど、 空気や湿気を遮断でき、 かつ有機膜を侵さない樹脂であれば同様に用いること ができる。 パネル法線方向蒸着しても陰極 1はパターニング可能である。
ここで、 正孔注入輸送層 5の電界材料である正孔注入物質としては銅フタロシア ニンを用いたが、 ポルフィン化合物、 TPD (化学式 4)、 m-MTDAT A (化 学式 5)、 NPD (化学式 6)、 ポリビニルカルバゾ一ル、 TAD (化学式 7)、 ポ リア二リン、 力一ボンなど、 正孔注入能を有するものであれば同様に用いることが できる。 これらの化合物の混合または積層構造としてもよい。
(化学式 4) TPD
Figure imgf000010_0001
(化学式 5) m-MTDAT A
Figure imgf000010_0002
(化学式 6) NPD
Figure imgf000011_0001
(化学式 7) TAD
Figure imgf000011_0002
発光層 2としては上記したものの他、 PPVおよびその誘導体、 金属のキノリノ —ル誘導体またはァゾメチン誘導体による錯体、 DPVB i (化学式 8)、 テトラ フエニルブタジエン、 ォキサジァゾ一ル誘導体、 ポリビニルカルバゾ一ル誘導体等 を用いることができるし、 これらの化合物に、 ペリレン、 クマリン誘導体、 DCM 1 (化学式 9)、 キナクリ ドン、 ルブレン、 DCJT (化学式 10)、 ナイルレッ ド などを添加してもよい。 また蛍光変換物質を混合または積層してもよい。
(化学式 8) DPVBi
Figure imgf000011_0003
(化学式 9 ) D C M 1
Figure imgf000012_0001
(化学式 1 0 ) D C J T
Figure imgf000012_0002
(実施例 2 )
本実施例では、 バンクを、 その少なくとも一方の側面と当該バンクの設置面との なす角度が鋭角をなすように形成した例を示す。
図 6に本実施例の電界発光素子のバンクの長手方向に垂直な面で切断した断面図 を示す。 本実施例の電界発光素子は、 透明基板 7、 陽極 6、 正孔注入輸送層 5、 バ ンク 4、 保碁層 3、 発光層 2および陰極 1を備えている。 バンク 4の形状を除き上 記実施例 1と同様なのでこれらの説明を省略する。 本実施例では、 バンク 4がその 側面と当該バンクの設置面とのなす角度が鋭角をなすように形成されている点に特 徴がある。
次に本実施例の電界発光素子の製造方法を説明する。 バンク形成前の工程は実施 例 1に同じである。 バンク形成時において、 まずバンク材料から成るレジスト層を 2〃mの厚さに形成して、 フォトマスク越しにパネル法線に対して 4 5度方向から 露光した。 次にエッチングして平行四辺形断面のバンク 4を形成した。 次のインク ジエトプロセスは実施例 1に同じである。 発光層 2まで形成した後、 図 7に示した ように、 陰極材料として M g ： A g ( 1 0 ： 1 ) 合金を、 パネル法線方向から E B 5 蒸着し陰極 1を形成した。 これ以降のプロセスは実施例 1と同じである。
この実施例によれば、 バンクの側面が設置面と鈍角をなしているので、 一方向か らの陰極材料の付着により陰極が分離形成可能であり、 パターニングの確実性を向 上させることができる。 また、 バンク間の距離を一定に保つことができる。 例えば、 インクジエツトへッドで電界材料液を吐出した場合に狙った画素に命中しやすくな
10 る o
(実施例 3 )
本実施例では、 前記バンクの断面形状が逆台形型であり、 パネル正面方向に対し て垂直方向から前記陰極材料を蒸着した例を示す。
図 8に本実施例の電界発光素子のバンクの長手方向に垂直な面で切断した断面図 i s を示す。 本実施例の電界発光素子は、 透明基板 7、 陽極 6、 正孔注入輸送層 5、 バ ンク 4、 保碁層 3、 発光層 2および陰極 1を備えている。 バンク 4の形状を除き上 記実施例 1と同様なのでこれらの説明を省略する。 本実施例では、 バンク 4がその 少なくとも一方の側面と頂面とのなす角度が鋭角をなすように形成されている点に 特徴がある。
20 次に本実施例の電界発光素子の製造方法を説明する。 バンク形成前の工程は実施 例 1に同じである。 バンク形成時において、 まずバンク材料から成るレジスト層を 2〃mの厚さに形成しさらにコントラスト増強層を形成した。 フォトマスク越しに パネル法線方向から露光した。 次にオーバ一エッチングして逆台形断面のバンク 4 を形成した。 次のインクジエトプロセスは実施例 1に同じである。 発光層 2まで形
25 成した後、 図 9に示したように、 陰極材料として M g ： A g ( 1 0 ： 1 ) 合金を、 パネル法線方向から E B蒸着し陰極 1を形成した。 これ以降のプロセスは実施例 1 と同じである。 本実施例によれば、 バンクのひさしで陰極材料が付着しない領域が生じるので、 陰極の分離が自動的に確実に行え、 パ夕一ニングの確実性を増すことができる。
(実施例 4 )
本実施例では実施例 1から 3までの電界発光素子の表面において、 ノングレア処 5 理および/または減反射処理を施した例を示す。 ノングレアフィルムとして日東電 ェ社製の A G— 2 0をパネル表面に張り付けたところ、 周囲からの映り込みが減少 してコントラス卜が向上した。 また A G— 2 0の表面に減反射処理を施したところ、 ほとんど周囲の映り込みがなくなり、 きわめてコントラストが向上した。
ノングレアフィルムとしてはここに示したものに限らず、 同様の効果を有するも 10 のであれば同様に用いることができる。 また減反射処理としては、 ここでは旭ガラ ス社製サイ トップを用いたが、 このほか多層コーティングや低屈折率材料のコーテ ィング等を用いることができる。
(実施例 5 )
本実施例では前記電界発光素子に単純マトリックス駆動用手段を接続して、 大容 i s 量表示を行った例を示す。 図 1 0に、 本電界発光素子の構成を示す。 図 1 0に示す ように、 この表示システムは、 前記電界発光素子 1 2、 走査電極ドライバ 1 3、 信 号電極ドライノ、 1 4およびコントロ一ラ 1 5を備えている。 信号電極ドライノ^; 1 4 の各出力は、 陽極群を構成する各陽極 4に接続され、 走査電極ドライバ 1 3の各出 力は、 陰極群を構成する各陰極 1にそれそれ個別に接続されている。 コントローラ 20 1 5は、 当該電界発光素子 1 2を単純マトリックス駆動するための手段であり、 時 分割駆動させる走査電極信号を走査電極ドライバ 1 3に、 信号電極信号を信号電極 ドライバ 1 4にそれそれ供給可能に構成されている。 電界発光素子 1 2は、 陽極群 を 1 0 0本、 陰極群を 3 2 0本で構成し、 図 1 0に示したように接続される。 陽極 及び陰極に印加する駆動波形例を図 1 1に示す。 図 1 1において、 T f は 1走査時 25 間を示す。 ここでは 1 / 1 0 0デュ一ティで駆動した。 この駆動波形において、 選 択される画素には発光するに十分な電圧 V sで、 かつ表示する階調に合わせたパル ス幅の波形が印加される。 選択されない画素には発光しきい電圧以下の電圧 V nが 印加される。
実施例 1から実施例 4で作成した電界発光素子を用いて当該表示システムで画像 表示を行ったところ、 鮮やかなカラ一表示を行うことができた。
本実施例によれば、 電界発光素子を時分割駆動できるようになり、 安価な大容量 力ラ一電界発光素子が可能となる。 産業上の利用分野
以上本発明によれば、 電界発光素子において、 簡単なプロセスにより安価に単純 マトリックス駆動できるフルカラ一電界発光素子を提供できるようになった。 この ため低価格の携帯型端末、 車載用等のカラーディスプレイに応用できる。

Claims

請求の範囲
1 . 陽極と陰極との間に挟持される電界材料層を備える電界発光素子において、 複数の陽極を平行に配置して形成された陽極群と、
前記陽極群に交差し、 製造時に充填される前記電界材料の流出を防止可能な高さ を備えた複数のバンクを平行に配置して形成されたバンク群と、
前記バンク間に形成された前記電界材料層と、
前記電界材料層上に当該電界材料層の長手方向に沿った陰極が当該電界材料層ご とに前記バンクにより電気的に分離されて設けられた陰極群と、 を備えることを特 徴とする電界発光素子。
2 . 前記陰極は、 前記バンクの一定方向に面した側面およびその頂面と前記電界 材料層とに連続して形成されている第 1項に記載の電界発光素子。
3 . 前記バンクは、 その少なくとも一方の側面と当該バンクの設置面とのなす角 度が鋭角を形成している第 1項に記載の電界発光素子。
4 . 前記バンクは、 その少なくとも一方の側面と頂面とのなす角度が鋭角を形成 している第 1項に記載の電界発光素子。
5 . 前記電界材料層は、 発光層および/または電荷輸送層で構成される第 1項に 記載の電界発光素子。
6 . カラ一表示させるための各原色で発光する前記発光層が順番に配置されてい る第 5項に記載の電界発光素子。
7 . 前記陽極群を構成する各陽極および前記陰極群を構成する各陰極にそれそれ 個別に接続され、 当該電界発光素子を単純マトリックス駆動するための手段を備え た第 1項に記載の電界発光素子。
8 . 陽極と陰極との間に挟持される電界材料層を備える電界発光素子の製造方法 において、
基板上に、 複数の陽極を平行に配置して陽極群を形成する工程と、
前記陽極群に交差して、 電界材料形成工程で充填される電界材料の流出を防止可 能な高さに複数のバンクを平行に配置してバンク群を形成する工程と、
前記ノ ^ンク間に前記電界材料液を充填して電界材料層を形成する工程と、 前記電界材料層上に前記バンクの長手方向と一定の角度をなす方向から陰極材料 を付着させて前記バンクにより電気的に分離された陰極群を形成する工程と、 を備えることを特徴とする電界発光素子の製造方法。
9 . 前記バンクをその側面と当該バンクの設置面とのなす角度が直角をなすよう に形成し、 当該側面に対向する方向またはバンクの高さ方向に垂直な方向から斜方 蒸着により陰極材料を付着させて前記陰極群を形成する第 8項に記載の電界発光素 子の製造方法。
1 0 . 前記バンクをその少なくとも一方の側面と当該バンクの設置面とのなす角 度が鋭角をなすように形成し、 当該一方の側面に対向する方向またはバンクの高さ 方向から斜方蒸着により陰極材料を付着させて前記陰極群を形成する第 8項に記載 の電界発光素子の製造方法。
1 1 . 前記バンクをその少なくとも一方の側面と頂面とのなす角度が鋭角をなす ように形成し、 当該バンクの高さ方向から陰極材料を蒸着させて前記陰極群を形成 する第 8項に記載の電界発光素子の製造方法。
1 2 . 前記電界発光素子の表面にノングレア処理および/または減反射処理を施 しす工程を備えた第 8項乃至第 1 1項に記載の電界発光素子の製造方法。
1 3 . 前記電界材料層の形成は、 インクジェット方式により電界材料液を前記バ ンク間に吐出し充填して行う第 8項に記載の電界発光素子の製造方法。
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