JP2000056732A - 有機el表示装置 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
色をバランスよく、しかも容易に調製することができ、
高品位、高精細の画面が得られ、各画素へ接続されてい
る配線構造と、各画素を駆動するための回路とを、シン
プルかつ効率よく接続でき、設計の自由度が高く、より
コンパクトにすることのできる有機EL表示装置を実現
する。 【解決手段】 外部に放出される光の主波長がそれぞれ
異なる2種類以上の有機EL素子の集合体であって、前
記各種類毎の有機EL素子を一群とし、それぞれの群毎
に有機EL素子を制御および/または駆動するための回
路が接続される有機EL表示装置とした。
Description
続された有機EL素子を複数有する有機EL表示装置に
関する。
実用化されつつある。これは、錫ドープ酸化インジウム
(ITO)などの透明電極(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(A
lq3 )などの蛍光物質を発光層として積層し、さらに
AgMg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、家電製品、自動車、二輪車、航
空機等の電装品、ディスプレイ等として注目されてい
る。
層等の有機層が、電子注入電極となる走査(コモンライ
ン)電極と、ホール注入電極(透明電極)となるデータ
(セグメントライン)電極とで挟まれ、かつ透明(ガラ
ス)基板に形成された構造を有する。また、ディスプレ
イとして形成されたものでは、マトリクス状に配置され
た走査電極とデータ電極とにより、ドット表示させ、こ
れらのドット(画素)の集合体として、イメージ、キャ
ラクタ等の情報を表示するマトリクスディスプレイと、
予め決められた形状、大きさの表示器として独立に存在
しているものを表示させるセグメントディスプレイとに
大別される。
各表示器をそれぞれ別個独立に表示させるスタティック
駆動方式も可能であるが、マトリクスディスプレイの場
合、通常、各走査ライン、およびデータラインを時分割
駆動するダイナミックドライブ方式が採用されている。
タイプのように、一定輝度の表示装置としては実用化さ
れており、発光階調を調整する試みもなされているが、
未だ満足しうる性能は得られていない。
駆動素子であること、および層構成や、使用する有機材
料(特に蛍光材料)により、発光効率や発光性能が異な
る点が挙げられる。すなわち、有機EL素子は、液晶等
とは異なり、電流駆動素子として電流密度に応じた発光
が行われるため、電流密度や発光効率の差が輝度のバラ
ツキとして表れてしまう。このため、素子の特性に応じ
て加える電流密度を調整する必要がある。
とした場合、パネル外部から観察して概ねR,G,Bと
認識される各色それぞれにの主波長を示す発光部を配列
し、これらを一つの表示単位として表示装置を構成する
必要がある。ところが、RGBそれぞれの発光に対応し
た各素子の光学的な特徴は通常異なり、所定の輝度を得
るための電流密度もそれぞれ異なったものとなってい
る。
駆動回路のように、RGB各画素を、そのまま一つの駆
動回路で駆動した場合、各画素で必要とする発光輝度が
異なり、所望の色彩が得られなかったり、階調制御が困
難になる等の問題を生じていた。また、各主波長に対応
した画素の動作条件が異なるため、それらの画素の有機
EL素子の寿命や、劣化特性も異なり、経時的に色バラ
ンスが崩れたり、色彩調整を行う必要が生じても、上記
回路では容易に調製することができないという問題を有
していた。
回したり、これを駆動回路に接続する場合、回路パター
ンが複雑でディスプレイの設計を行う上で大きな制約と
なっていた。
光色にディスプレイにおいても、各発光色をバランスよ
く、しかも容易に調製することができ、高品位、高精細
の画面が得られる有機EL表示装置を実現することであ
る。
と、各画素を駆動するための回路とを、シンプルかつ効
率よく接続でき、設計の自由度が高く、よりコンパクト
にすることのできる有機EL表示装置を実現することで
ある。
明により達成できる。 (1) 外部に放出される光の主波長がそれぞれ異なる
2種類以上の有機EL素子の集合体であって、前記各種
類毎の有機EL素子を一群とし、それぞれの群毎に有機
EL素子を制御および/または駆動するための回路が接
続される有機EL表示装置。 (2) 前記それぞれの群毎に有機EL素子を制御およ
び/または駆動するための回路は、1種または2種以上
の集積回路素子、およびこれに付随する回路ないし素子
である上記(1)の有機EL表示装置。 (3) 前記各群の有機EL素子に接続される配線構造
と、これを制御および/または駆動するための回路との
間には多層配線板を有する上記(1)または(2)の有
機EL表示装置。 (4) 前記多層配線板は、前記各群の有機EL素子対
応して配列されている各配線構造を、各群に対応した制
御および/または駆動回路へ接続するための再配置を行
う上記(1)〜(3)のいずれかの有機EL表示装置。 (5) 前記各群の有機EL素子対応して配列されてい
る基板上の各配線構造は、各群に対応した制御および/
または駆動回路へ接続するための再配置構造を有する上
記(1)〜(3)のいずれかの有機EL表示装置。 (6) 前記有機EL素子は、マトリクス状に配置され
ている上記(1)〜(5)のいずれかの有機EL表示装
置。 (7) 前記各群の有機EL素子から外部に放出される
光の主波長は、赤、緑および青の各色に対応している上
記(1)〜(6)のいずれかの有機EL表示装置。 (8) 前記各群の有機EL素子は、カラーフィルター
層を有する上記(1)〜(7)のいずれかの有機EL表
示装置。
部に放出される光の主波長がそれぞれ異なる2種類以上
の有機EL素子の集合体であって、前記各種類毎の有機
EL素子を一群とし、それぞれの群毎に有機EL素子を
制御および/または駆動するための回路が接続されるも
のである。
がそれぞれ異なる異なる2種以上の有機EL素子を集合
体した表示装置において、前記各種類毎の有機EL素子
を一群として、それぞれの群毎に制御および/または駆
動するための回路を接続し、駆動することにより、それ
ぞれの種類毎の有機EL素子に適した条件での駆動を行
うことができ、適切な輝度での発光および調整が可能と
なる。
の主波長がそれぞれ異なる2種以上の有機EL素子を画
素として有する。外部に放出される光とは、有機EL素
子外部から観察される発光であり、素子自体の発光の
他、カラーフィルターや、蛍光フィルター等の色変換層
を介して観察される光も含まれる。主波長とは、観察さ
れた光の色度座標上のに示された座標点と、白色座標点
とを通る直線が、純色曲線と交差する辺の波長をいう。
この場合、2種以上の主波長とは、例えば、赤(R)、
緑(G)、青(B)の3原色に対応した主波長であって
もよいし、ある色と、これと補色関係にあるような発光
色同士、あるいは任意の発光色同士等いずれの態様であ
ってもよい。なお、好ましくは、取り出される光が実用
上RGB3原色に対応すると見なせる主波長を表示しう
る有機EL素子を有するものが好ましい。この場合、そ
れぞれの主波長は、必ずしもRGBを直接与えるもので
なくてもよく、例えば白色、あるいは混合色からカラー
フィルターで取り出したり、色変換材料(蛍光材料等)
によりRGBのいずれかの色彩に変換されるような場合
も含まれる。
となる有機EL素子は、その放出される主波長が同じ種
類同士がそれぞれ1つの群を構成する。そして、これら
各有機EL素子群毎に異なった駆動回路、または制御駆
動回路に接続され、駆動される。
でマトリクス状に配置されている。このマトリクス配置
された有機EL素子群は、例えば、フルカラーディスプ
レイを構成する場合、RGB各発光色に対応する有機E
L素子が1組となって1つの表示単位を構成し、さらに
各表示単位毎にマトリクス配置されることになる。マト
リクスとしては、TFT等を用いたアクティブマトリク
スと、単純マトリクスとがあり、どちらの形態であって
もよいが、好ましくは単純マトリクスである。この他、
セグメントタイプのディスプレイ、またはマトリクス・
セグメント混在型のディスプレイに応用することも可能
である。
るための回路は、例えば図1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111を有し、この主制御手段111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112を有する。さらにこのディスプレイ制御手段1
12と接続され、主制御手段111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113と、
ディスプレイ制御手段112からの走査電極駆動信号、
データ電極駆動信号により、各有機EL素子群(有機E
L表示装置本体)116R,G,Bの走査電極、データ
電極を駆動する走査電極駆動手段114R,G,Bと、
データ電極駆動手段115R,G,Bとを有する。
6R,G,B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113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111は、通常、汎用のマイク
ロプロセッサ(MPU)と、このMPUと接続されてい
る記憶媒体(ROM、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。
C、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111は
独立に設けているが、ディスプレイ制御手段112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。
段111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113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EL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、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。
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。
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(VR
AM)、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。
データ電極駆動手段115R,G,B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。
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、バイポーラトランジスタ、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。
駆動するための回路の他の構成例を示したブロック図で
ある。この例では、走査電極駆動手段114R,G,
B、データ電極駆動手段115R,G,B等の駆動回路
に加え、ディスプレイ制御手段112R,G,B、表示
データ記憶手段113R,G,Bを、それぞれ各有機E
L素子群116R,G,Bに対応してそれぞれ別個に設
け、制御・駆動している。このように制御系も別個のも
のとすることにより、例えば、時分割駆動時間等の制御
を別個に行え、輝度の調整をより容易に行うことができ
る。その他の構成は図1と同様であり、同一構成要素に
は同一符号を付して説明を省略する。
L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(LSI)およびその周辺回路ないし回
路素子として構成されている。
機EL素子は、例えば図3に示すように、RGB各色の
発光を担当する有機EL素子4が、所定順序で繰り返し
配列した状態となる。このため、取り出し電極5を、R
GBの順に配列したとすると、図示例のようにRGBに
対応した取り出し電極5が順次、交互に配列することに
なる。そして、これらRGBに対応する有機EL素子群
それぞれを、別個の駆動(制御)回路7R,7G,7B
により駆動しようとすると、図示例のように配線が交錯
し、複雑な回路パターンを形成する必要がある。このこ
とは、画素数が少ない場合にはある程度対応することも
可能であるが、画素数が増えるに従い、錯綜する配線数
が増加し、取り出し電極5を有する表示画面3が形成さ
れている基板2や、駆動回路7R,7G,7Bの基板で
対応することが困難になってくる。
し電極5と駆動回路7R,7G,7Bとの間に、再配置
手段6を設け、この再配置手段6により各RGBに対応
した取り出し電極からの配線を、それぞれの有機EL素
子群(この例ではR群、G群、B群)毎に分離、集約し
それぞれ対応する駆動回路7R,7G,7Bに接続する
とよい。
電極5および表示画面3が形成されている基板2上の配
線パターンや、駆動回路7R,7G,7Bの回路パター
ンを、シンプルにすることができ、また、従来の表示装
置をそのまま活用することもできる。さらに、駆動回路
を変更したり、異なったサイズの表示装置に対応させる
場合にも容易に対応することができる。
いる配線構造自体の多層(立体)配線化や、PC板等の
種々の配線媒体を用いることが可能であるが、特に好ま
しいものとして、縦方向(基板面と水平な方向以外の方
向)と横方向との回路要素を有し、立体的な回路を形成
することができる多層配線板を用いたり、基板上に形成
されている配線構造自体の多層(立体)配線化するもの
を好ましく挙げることができる。また、多層配線板のな
かでも剛性を有する樹脂多層基板が特に好ましい。多層
配線板を活用することで、取り出し電極と駆動回路との
再配置接続のための配線パターンをコンパクトに集約し
て形成することができる。
で用いられているような立体的な多層構造とし、これに
より再配置を行うこともできる。この場合、有機EL素
子の駆動回路ないし制御回路素子は、好ましくは基板上
にCOG実装され、この回路素子同士の接続、あるいは
外部回路との接続のための配線構造を、前記多層配線板
で行ってもよい。すなわち、これらの回路素子は、通
常、バスラインなどのような多数の並列配線により接続
されるため、多層配線板を用いることにより、よりシン
プルかつ効率的な配線を行うことができる。基板上に再
配置を行うための多層構造を形成するには、公知の半導
体プロセス工程で用いられている手法を応用することに
より容易に実現することができる。
位置に多層配線板を配置することにより、デッドスペー
スを有効に活用することができ、ディスプレイをよりコ
ンパクトで薄く形成することができる。
は、50μm 〜1mm程度、特に100μm 〜500μm
程度が好ましい。この範囲内であれば、基板と多層配線
板との端子同士を良好に接続することができる。
が配置されている部分以外の領域に配置される。従っ
て、基板上の封止板が配置されている部分以外の領域と
ほぼ同形状であるか、その一部を構成することが好まし
い。なお、実際には、これから多少大きくても小さくて
もよい。また、多層配線板の高さは、封止板の高さと同
程度であることが好ましい。同程度の高さとすることに
より、封止板との接続が容易となる。なお、接続手段に
よっては、接続が容易なように高さを変えてもよい。
領域のデッドスペースを埋めるように多層配線板を配置
することで、空間を有効に活用することができ、ディス
プレイをよりコンパクトにすることができる。このよう
な領域は、ディスプレイの種類や大きさ等により異なる
が、通常、幅1〜20mm、特に1〜10mm程度、高さ
0.5〜5mm、特に1〜2mm程度である。
通常、垂直な方向に導通する回路要素が形成されている
ものであれば特に限定されるものではないが、特に剛性
を有する樹脂多層基板が好ましい。また、特にファイン
ピッチを有給される場合にはビルドアップ基板が好まし
い。基板面と垂直方向に形成された回路要素を有するこ
とにより、駆動回路と基板上の端子との接続が容易にな
る。多層配線板は、通常のプリント基板材料であるエポ
キシや、ガラスエポキシ等を用いたものの他、種々の樹
脂材料を用いたものが検討されており、その他セラミッ
クスを用いたものについても実用化されている。これら
のなかでも樹脂製の基板が好ましい。樹脂製の基板を用
いることでディスプレイの機械強度が向上し、保護部材
としても機能し、製造時の取り扱いが容易になる。
取り囲むように配置・形成することが好ましい。基板の
周りを多層配線板で囲むことにより、基板を衝撃などか
ら保護し、製造時や、搬送時の取り扱いが容易となり、
故障が減少する。
ものの一つとして樹脂多層ビルドアップ基板が挙げられ
る。樹脂多層基板は、例えば、アラミド不繊布等のよう
な樹脂基材中に、多層に形成されたAg,Cu等のよう
な導電層を有し、各層の導電層間をビアホールと称する
導電体の柱により接続したものである。このビアホール
は、通常、スルーホールよりも小さく、しかも内部まで
導電物質とすることができ、ビアホール上にも部品(チ
ップ部品)を搭載することができる。なお、配線構造体
上に実装される電子部品は、通常、サーフェスマウント
となる。
しては、例えば、エポキシ樹脂等の樹脂材料中に、導電
性フィラーを分散させた異方性導電フィルムを用いて熱
圧着する方法や、バンプ構造により接続する方法、カシ
メによる方法等が挙げられるが、基板にガラス透明基板
を用いている場合には、基板の裏側から光ビームを照射
してハンダ付けする方法等でもよい。
再配置を行うための具体的な手法について説明する。図
5(a)〜(e)は、多層配線板における再配置のため
のパターン構成例を示した分解図である。この例では、
(a)〜(e)に示す各配線板31〜35が、下層から
順次積層されて多層配線板として構成されている例を示
している。
3,4に示したような取り出し電極5と接続されるビア
ホール41〜49が形成され、その裏面側で取り出し電
極5と接続されるようになっている。また、この各ビア
ホール41〜49には、上部に積層される配線板(ビア
ホール)と接続するための接続パターン51a〜59a
が接続されている。
下層側の配線板31上に形成されている接続パターン5
1a〜59aと接続されるビアホール51b〜59bが
同様な位置に形成されていて、上下方向の回路を形成し
ている。また、R画素に対応したビアホール51b,5
4b,57bは、さらにR群再配置ビアホールと接続さ
れる接続パターン61a,62a,63aにそれぞれ接
続されていて、最上層のR画素駆動IC71と接続され
るようになっている。
下層側の配線板32に形成されているビアホール51b
〜59bと接続されるビアホール51c〜59cが同様
な位置に形成されていて、上下方向の回路を形成してい
る。また、G画素に対応した配線となるビアホール52
c,55c,58cは、さらにG群再配置ビアホールと
接続される接続パターン64b,65b,66bにそれ
ぞれ接続されていて、最上層のG画素駆動IC72と接
続されるようになっている。また、前記ビアホール61
a,62a,63aと接続されるビアホール61b,6
2b,63bが同様な位置に形成されていて、上下方向
の回路を形成している。
下層側の配線板33に形成されているビアホール51c
〜59cと接続されるビアホール51d〜59dが同様
な位置に形成されていて、上下方向の回路を形成してい
る。また、B画素に対応した配線となるビアホール53
d,56d,59dは、さらにB群再配置ビアホールと
接続される接続パターン67c,68c,69cにそれ
ぞれ接続されていて、最上層のB画素駆動IC73と接
続されるようになっている。また、前記ビアホール61
b,62b,63b,64b,65b,66bと接続さ
れるビアホール61c,62c,63c,64c,65
c,66cが同様な位置に形成されていて、上下方向の
回路を形成している。
下層側の配線板34に形成されているビアホール61c
〜69cと接続されるビアホール61d〜69dが同様
な位置に形成されていて、上下方向の回路を形成してい
る。また、既にRGB各画素に対応した配置となってい
る前記ビアホール61d〜69dは、それぞれ各群毎の
駆動IC71,72,73と接続されている。このよう
に、多層配線板を用い、立体的な回路を形成することに
より、取り出し電極からの配線を、RGB等の各画素
(有機EL素子)群毎に対応した配線に、コンパクトか
つ集約的で、しかも容易に再配置することができる。
造を再配置する場合について説明したが、これより更に
多くの配線構造を再配置する場合であっても、公知の多
層配線技術を応用することにより同様に行うことができ
る。
めの回路の全部、または一部を封止板上に形成してもよ
い。有機EL素子を制御・駆動するための回路の全部、
または一部を封止板上に形成することで多層配線板上に
形成できない回路を形成したり、さらに封止板上に形成
された回路を、この封止板ごと交換することで歩留まり
を向上させたり、異なった仕様の表示装置とするための
回路構成の変更にも容易に対応することができる。
は、ハンダ付、ワイヤーボンド、アップルボンド、ヒー
トシルコネクター、導電性インクの印刷、ブリッジ等の
通常用いられている接続手段により接続することができ
る。
グ(ボールボンディング法)で用いられているボール部
分のみを用いて配線構造体−封止板のパターン間を接続
するものである。配線構造体−封止板間のパターンが接
近しているため、ボールのみでも接続することができ
る。この場合、配線構造体−封止板間の空隙は、300
μm 以下、特に0〜10μm 程度が好ましい。ボールの
大きさとしては、通常、10〜300μm 程度、好まし
くは50〜100μm 程度である。ボールの材質として
は、通常のワイヤーボンディングに用いられているもの
であればよく、例えばAu,Al等を挙げることができ
る。従って、接続部分のパターン幅は、5〜300μm
程度が好ましい。アップルボンドについては、例えば、
日経エレクトロニクス 1998.4.6(no.713) P170に記載さ
れている。
ィング、例えばボールボンディング法、ウエッジボンデ
ィング法、スティッチボンディング法、バードビークボ
ンディング法等により接続したものである。ワイヤーボ
ンドに用いられるワイヤーとしては、通常、線径:10
〜50μm 程度である。材質は上記ボールと同様であ
る。ボンド領域としては、通常、30〜100μm 角
(□)程度である。
グ装置により容易に行うことができる。また、アップル
ボンドについても、これに僅かな改造を施すことにより
行うことができる。
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。
いが、好ましくは最大長、特に対角長が10〜350m
m、特に30〜300mmの範囲が好ましい。最大長は1
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、特開平8−12600号公
報(特願平6−110569号)に記載のフェニルアン
トラセン誘導体、特開平8−12969号公報(特願平
6−114456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。
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。
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。
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。
−12600号公報(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開平8−1296
9号公報(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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0.2μm
以下の均質な薄膜が得られる。結晶粒径が0.2μm 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。
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。
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。
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。
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
〜14at%)、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。
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。
×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。
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In2 O3 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。
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。
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。
OX 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。
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。
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。
にディスプレイにおいても、各発光色をバランスよく、
しかも容易に調製することができ、高品位、高精細の画
面が得られる有機EL表示装置を実現できる。
と、各画素を駆動するための回路とを、シンプルかつ効
率よく接続でき、設計の自由度が高く、よりコンパクト
にすることのできる有機EL表示装置を実現できる。
の回路の基本構成例を示したブロック図である。
の回路の他の基本構成例を示したブロック図である。
ある。
構成例を示した概念図である。
板の構成例を示した組立図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 外部に放出される光の主波長がそれぞれ
異なる2種類以上の有機EL素子の集合体であって、 前記各種類毎の有機EL素子を一群とし、それぞれの群
毎に有機EL素子を制御および/または駆動するための
回路が接続される有機EL表示装置。 - 【請求項2】 前記それぞれの群毎に有機EL素子を制
御および/または駆動するための回路は、 1種または2種以上の集積回路素子、およびこれに付随
する回路ないし素子である請求項1の有機EL表示装
置。 - 【請求項3】 前記各群の有機EL素子に接続される配
線構造と、これを制御および/または駆動するための回
路との間には多層配線板を有する請求項1または2の有
機EL表示装置。 - 【請求項4】 前記多層配線板は、前記各群の有機EL
素子対応して配列されている各配線構造を、各群に対応
した制御および/または駆動回路へ接続するための再配
置を行う請求項1〜3のいずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項5】 前記各群の有機EL素子対応して配列さ
れている基板上の各配線構造は、 各群に対応した制御および/または駆動回路へ接続する
ための再配置構造を有する請求項1〜3のいずれかの有
機EL表示装置。 - 【請求項6】 前記有機EL素子は、マトリクス状に配
置されている請求項1〜5のいずれかの有機EL表示装
置。 - 【請求項7】 前記各群の有機EL素子から外部に放出
される光の主波長は、赤、緑および青の各色に対応して
いる請求項1〜6のいずれかの有機EL表示装置。 - 【請求項8】 前記各群の有機EL素子は、カラーフィ
ルター層を有する請求項1〜7のいずれかの有機EL表
示装置。
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