(57)【特許請求の範囲】
【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、前記透明電極より抵抗が低い材料からなり、前記透明電極と前記低抵抗導電層との間に介在し、前記透明電極と前記低抵抗導電層との間で電池反応を起こすことを防止するバッファ層と、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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電界発光素子に関し、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、平面発光パネルとしては、図７および図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 tin oxide）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、２Ａ、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記し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。
【０００４】
ところで、ガラス基板１に代えて可撓性を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。
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、均一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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、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、前記透明電極より抵抗が低い材料からなり、前記透明電極と前記低抵抗導電層との間に介在し、前記透明電極と前記低抵抗導電層との間で電池反応を起こすことを防止するバッファ層と、を具備することを特徴としている。
【０００７】
請求項１記載の発明においては、透明電極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。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記透明電極および前記対向電極が、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。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記透明電極がアノードであり、前記対向電極がカソードであることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の発明は、前記透明電極がＩＴＯでなることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の発明は、前記低抵抗導電層が、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。
【００１２】
請求項６記載の発明は、前記パターンが、網目形状であることを特徴としている。
【００１３】
請求項７記載の発明は、前記低抵抗導電層が、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。
【００１４】
請求項８記載の発明は、前記低抵抗導電層が、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。
【００１５】
請求項９記載の発明は、前記低抵抗導電層が、複数の層からなることを特徴としている。
【００１６】
請求項１０記載の発明は、前記透明電極ま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。
【００１７】
請求項１１記載の発明は、前記基板が、合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。
【００１８】
請求項１２記載の発明は、前記電界発光層が、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。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に係る電界発光素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。
【００２０】
図中１１は、本実施形態の電界発光素子を示している。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１３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（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、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。
【００２１】
低抵抗導電層１４が積層された透明電極１３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１５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、１４Ａ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１６Ａ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。
【００２２】
つぎに、本実施形態の作用・効果について説明する。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１３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。
【００２３】
（実施形態２）
図４は、本発明に係る電界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１４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。
【００２４】
本実施形態においては、Ａｌでなる低抵抗導電層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Ａｌ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。
【００２５】
（実施形態３）
図５は、本発明に係る電界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１４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。
【００２６】
（実施形態４）
図６は、本発明に係る電界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、８０％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。
【００２７】
以上、実施形態１〜４について説明したが、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ＩＴＯ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。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、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。
【図面の簡単な説明】
【図１】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】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】実施形態１におけるガラス基板１２上のアノード電極部分の平面図。
【図４】本発明に係る電界発光素子の実施形態２を示す断面図。
【図５】本発明に係る電界発光素子の実施形態３を示す断面図。
【図６】本発明に係る電界発光素子の実施形態４を示す断面図。
【図７】従来の電界発光素子の平面図。
【図８】図７のＢ−Ｂ断面図。
【符号の説明】
１１  電界発光素子
１２  ガラス基板
１３  透明電極
１４  低抵抗導電層
１５  有機発光層
１６  不透明電極
１７  バッファ層
【図１】
0003767057.tif 000002
【図２】
0003767057.tif 000003
【図３】
0003767057.tif 000004
【図４】
0003767057.tif 000005
【図５】
0003767057.tif 000006
【図６】
0003767057.tif 000007
【図７】
0003767057.tif 000008
【図８】
0003767057.tif 000009