トップエミッション型有機発光ディスプレイ
【課題】 トップエミッション型有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）を構成する有機化合物及びＴＦＴ駆動回路から発生する熱を放熱し、かつ、有機化合物等への耐湿効果も十分に行う。
【解決手段】 基板の上に少なくともＴＦＴ駆動回路、反射陽極、有機発光層、透明陰極を積層してなり、金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を使用することで、ＴＦＴ駆動回路及び有機発光層からの熱を周囲空気中に十分に放熱することができ、かつ、耐湿効果も十分行うことができるトップエミッション型有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）を提供する。
【解決手段】 基板の上に少なくともＴＦＴ駆動回路、反射陽極、有機発光層、透明陰極を積層してなり、金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を使用することで、ＴＦＴ駆動回路及び有機発光層からの熱を周囲空気中に十分に放熱することができ、かつ、耐湿効果も十分行うことができるトップエミッション型有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トップエミッション型有機発光ディスプレイの基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ディスプレイ（以下、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）という。）としては、従来、ガラス基板あるいは透明なプラスチック基板および有機フィルム上に順次形成した陽極、発光層等および陰極に直流電流を流して発光させ、マルチカラー表示またはフルカラー表示を可能にする素子が知られている。
また、光を取り出す構造により、（１）基板側から光を取り出すボトムエミッション型、（２）基板と反対側から光を取り出すトップエミッション型、がある。
【０００３】
従来のボトムエミッション型ＯＬＥＤの構造としては、図１１に示すように、ガラス基板２０上に、透明電極である陽極２１、有機化合物からなる正孔輸送層７、有機化合物からなる発光層８、有機化合物からなる電子輸送層９、電子注入層１０及び金属電極である陰極２２とが順次積層された構造がある。
【０００４】
その他にも、陽極２１と陰極２２の間に、有機化合物からなる発光層８及び有機化合物からなる正孔輸送層７が配された２層構造のもの、あるいは、陰極２１と陽極２２との間に、有機化合物からなる電子輸送層９、有機化合物からなる発光層８及び有機化合物からなる正孔輸送層７が積層された３層構造のものが知られている。
【０００５】
更には、図１１を参照すると、陽極２１と正孔輸送層７との間に正孔注入層を設け、発光効率を向上させたものも知られている。
正孔輸送層７は陽極２１から正孔を輸送する機能と陰極２２から輸送されてきた電子をブロックする機能とを有し、電子輸送層９は陰極２２から電子を輸送する機能と陽極２１から輸送されてきた正孔をブロックする機能とを有する、いわゆる、ダブルヘテロ構造となっている。
【０００６】
これらＯＬＥＤにおいては、陽極２１の外側にはガラス基板２０が配されており、陰極２２から注入された電子と陽極２１から注入された正孔が発光層８にて再結合して励起子を形成し、この励起子が放射失活する過程で光を発生し、この光が陽極２１とガラス基板２０を透過し外部に放射される。ガラス基板上には、発光領域とは別にＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ駆動回路３が形成されている。
【０００７】
従来の基板の材料としては、ソーダガラス、石英、サファイアの無機材料の他に、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンー２、６―ナフタレート、ポリカーボネイト、ポリサリフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、が知られている。
【０００８】
陽極２１には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＳｎＯ２等の透明導電性材料が用いられるが、電気抵抗値は素子の消費電力や発熱を低減するため低抵抗にする必要がある。
陰極２２には、仕事関数の小さいＭｇ，Ａｌ，Ｉｎ，Ａｇの単層金属またはＡｌ−Ｍｇ，Ａｇ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｍｇ−Ａｇ等の合金が用いられる。
正孔輸送層７は、陽極２１の上に形成され、芳香族三級アミン誘導体、フタロシアニン誘導体等がある。また、上記材料の単層構造でもよいし、複層構造であってもよい。
【０００９】
発光層８は、正孔輸送層７の上に形成され、発光材料及び必要により添加するドーピング材料からなる。ドーピング材料は、発光層８からの発光効率を向上させ、発光色を変化させる場合に発光層中に添加する材料である。発光材料およびドーピング材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ルブレン、キナクリドン、希土類錯体、イリジウム錯体、アントラセン類、各種蛍光色素等である。
【００１０】
電子輸送層９は、発光層８の上に形成され、陰極２２から効率よく電子が注入された電子を輸送する能力をもち、発光層に対して優れた電子注入効果を有する。材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、トリアゾール錯体等がある。
電子注入層１０は、陰極２２から効率よく電子を注入しやすくする能力をもち、また電子輸送層９への電子の注入を効率的に行う。材料としては、リチウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体等がある。
【００１１】
また、プラスチック基板を使用し、フレキシブルディスプレイ化を図るに際し、ＯＬＥＤの有機化合物はプラスチック基板を透過した水分により劣化するため、基板としての防湿性を高める必要があった。
【００１２】
従来、ＯＬＥＤの放熱性を改善するいくつかの技術が提案されている。
例えば、特許文献１には光透過性を有する基板の熱伝導率を０．７５（Ｗ／ｍ・ｄｅｇ）を超えるものとし、石英基板またはサファイア基板の使用を提案している。
【００１３】
また、特許文献２にはガラス基板に熱伝導のよい金属酸化物を添加してガラス基板の熱伝導性を向上させる技術が提案されている。特許文献３には透明性を有する基板の表面または内部の少なくとも一方に基板よりも高い熱伝導率をもつ熱伝導層を設ける構造が提案されている。特許文献３にはプラスチック基板を基板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料よりなる放熱層で被覆する技術が提案されている。また、特許文献５や特許文献６には有機ＥＬ素子の陰極上に放熱層を設ける技術が提案されている。また非特許文献１には、プラスチック基板に窒化酸化シリコン膜を形成し防湿性と透明性を図る技術が記載されている。
【００１４】
一方、特許文献７には、良好な可撓性と耐久性を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置として、画面部と当該画面部を駆動する回路部とを備え、画面部はフィルム状金属基板上に直接形成された有機エレクトロルミネッセンス素子と当該有機エレクトロルミネッセンス素子と回路部とを接続する配線とを有する、巻回収納可能な表示装置が提案されている。駆動回路等の回路部は画面部に形成せずに、画面部の所定の一測端部、具体的には、第１電極が形作るストライプと平行な一辺の測端部に例えば輝度信号回路、走査回路、電源回路等の回路を上述した一辺に沿って配置している。
【特許文献１】特開平１０−１４４４６８号公報
【特許文献２】特開平５−１２９０８２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３７０６３号公報
【特許文献４】特開２００２−６３９８５号公報
【特許文献５】特開平７−１１１１９２号公報
【特許文献６】特開平１０−２７５６８１号公報
【特許文献７】特開２００２−１５８５９号公報
【非特許文献１】「Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、（ＥＬ’００）、ｐ．３６５〜３６６、２０００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の、ガラス基板またはプラスチック基板上に形成したＯＬＥＤでは、基板の熱伝導率が低いため、たとえ該基板に隣接して放熱層を形成したとしても、発光層等の有機化合物および駆動回路からの発熱を、周囲空気雰囲気へ実用性のある十分な放熱を得ることが困難である。
ＯＬＥＤの発光輝度は注入電流密度に比例して増大し、現在１万（ｃｄ／ｍ２）以上の発光輝度を大面積で実現可能な実力を有しており、ディスプレイの他に照明等への応用展開も可能であるので、放熱対策は最重要課題となる。
発光にともなう発熱および駆動電流による発熱により、ＯＬＥＤを構成する有機化合物は、酸化、凝集、結晶化等の物理化学的不可逆変化を起こし発光寿命の低下をもたらす。
【００１６】
また、ＴＦＴ等の駆動素子は低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを使用しているため、発熱により閾値電圧に変動を起こす。また、ＯＬＥＤを構成する有機化合物は半導体であり、初期使用時には温度上昇により抵抗が下がり輝度上昇を招く。その温度特性がＲ，Ｇ，Ｂ毎に異なっているため、極力発熱による温度上昇を抑制する必要がある。
【００１７】
ＯＬＥＤをフレキシブル化で使用するために、プラスチックフィルム基板の適用等が検討されているが、プラスチックフィルムは前記したように熱伝導率が低く十分な放熱効果が得られない。更に、プラスチックフィルム基板は防湿性が低いため、プラスチックフィルム基板より進入した水分や酸素やアルカリ可動イオンは、ＯＬＥＤを構成する有機化合物の特性を劣化させ、また、ＴＦＴ等の駆動素子の動作不良を招くため、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を極力排除する必要がある。
【００１８】
画面部に駆動回路等を形成しないフィルム状金属基板を用いたトップエミッション型ＯＬＥＤでは、アクティブマトリクス型駆動は不可能であり、パッシブ型駆動となる。パッシブ型駆動は、消費電力および画質の点で、アクティブマトリクス型駆動より明らかに劣るため、アクティブマトリクス型駆動が可能な、画面部に駆動回路等を形成したＯＬＥＤが必要である。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、画面部に駆動回路等を形成したアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型ＯＬＥＤにおいて、ＯＬＥＤを構成する有機化合物およびＴＦＴ駆動回路等からの発熱を迅速に放熱し、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止する基板を備えたＯＬＥＤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
基板の上に、駆動回路、反射電極、発光層、透明陰極を積層してなり、前記基板は、光透過性を有しない金属層と絶縁層からなるトップエミッション型ＯＬＥＤを提案するものである。
また、駆動回路は、前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層の発光領域と重なる位置に配置されている。
【００２１】
基板に金属層を使用することにより、ガラスやプラスチックより熱伝導率を１００倍以上高めることが可能であり、十分な放熱効果が得られる。前記絶縁層は、その後形成するプレーナー型ＴＦＴ駆動回路と金属層との絶縁を図るために設ける。
【００２２】
絶縁膜としては、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘＮｙ，ＡｌＮｘ，ＡｌＯｘ等の単層膜または多層膜を用いる。該絶縁層は、前記金属層の陽極酸化層を少なくとも含むこともよい。陽極酸化は電気化学的手法であるが、平面ディスプレイへの応用で要求される無欠陥、大面積の薄膜の作製が可能である。金属板または金属フィルムの表面を陽極酸化し、その上にＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘＮｙ，ＡｌＮｘ，ＡｌＯｘ等の単層膜または多層膜の絶縁膜を形成してもよい。
【００２３】
基板の金属層は、基本的に安価で無害な金属であればよく、例えば、Ａｌ，Ｚｎ，Ｗ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｆｅ，ステンレス鋼等の単体材料、またはそれらの合金や複合材料でもよい。中でも、Ａｌは軽量化に適し、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）とＡｇ，Ｃｕの次に大きく放熱材料に適する。Ａｌ合金は、主成分であるＡｌと、Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つの添加剤を含む合金が適する。Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つをＡｌに添加することにより、応力に対する破壊（すなわち、ストレスマイグレーション）の耐性が向上するのでフレキシブル化を図る際に重要である。また、酸化しにくいので、耐候性も向上する。
【００２４】
絶縁層が存在する側と逆側の金属層の表面に凹凸を設けると、放熱に効果的である。該金属層の表面に凹凸を設けることにより、金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
【００２５】
金属表面の凹凸は、金属層に切れ目を入れることや、部分的に圧力を加え圧力を加えた金属層の厚みを他の圧力を加えていない部分より薄くすること、等の物理的手段にても作製可能である、また、金属表面のある部分にマスクを設けてエッチングを行い、マスクを設けた以外の部分の金属層の厚みを薄くする化学的手段においても作製可能である。凹凸の長さは特に限定する必要は無いが、金属層の厚さより小さくする必要があり、また、従来使用のガラス基板の表面粗さより長くすることが好ましい。ＴＦＴ駆動回路領域の領域では、凹凸の間隔を小さくして、ＴＦＴ駆動回路からの熱を放熱するための表面積を大きくすることが好ましい。
【００２６】
ＴＦＴ駆動回路領域の少なくとも一部分領域の面積に対応する絶縁層の厚さを、他の領域に対応する絶縁層の厚さより薄くすると、ＴＦＴ駆動回路領域の放熱に効果的である。絶縁層の厚さを薄くすることにより、駆動電流等にて発生したＴＦＴ駆動回路領域からの発熱が迅速に金属層に伝達され放熱効果が増す。ＴＦＴは、低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを使用し作製されるので、温度により、電流−電圧特性のスレショールド電圧が変動しやすい。特に、アモルファスシリコンは温度による変動が大きいため、極力温度変動を抑制する必要がある。
【００２７】
また、基板として金属層を用いるので、金属層の厚さを薄くすることによりフレキシブル化を図ることも容易である。プラスチックフィルムを基板として使用するよりも、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止することが容易であるので、ＯＬＥＤを構成する有機化合物や金属配線やＴＦＴの劣化を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以上のように構成したので、ＯＬＥＤを構成する有機化合物やＴＦＴ駆動回路等から発生する熱を金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を通して、周囲空気中や金属表面層に設けた粘着剤または粘着シートまたは保護膜に放熱することができ、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止することを十分行うことができるので、良好なアクティブマトリックス型駆動トップエミッション型ＯＬＥＤを提供することが可能である。
【００２９】
また、トップエミッション型では、基板内にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を含む駆動回路等を形成できるので多機能な素子を実現でき、また、ＯＬＥＤ素子から発光する光がＴＦＴ等を含む駆動回路等により遮られことがないため、ボトムエミッション型より開口率を高められる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１を示すＯＬＥＤ概略断面図である。
厚さ約１ｍｍのＡｌ層１（熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成する。Ａｌ層１と絶縁層２をもって基板１２とする。
【００３２】
Ａｌ層１の表面には、深さが約０．３ｍｍの溝が形成されている。陽極酸化は、次のように行った。化成液は３ｗｔ％の酒石酸水溶液をアンモニア水でＰＨ６．５〜７．０に中和し、更に容量比９倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はＡｌ層１を陽極にＰｔ電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約１２μＡ／ｃｍ２にて行い、化成電圧は８Ｖで行った。
【００３３】
絶縁層２を形成後、ＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００３４】
ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。
レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
その後は、図１では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
【００３５】
基板１２の金属層１であるＡｌは、熱伝導率が２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００３６】
また、密度は、Ａｌが２．７（ｇ／ｃｍ３）でガラスが２．６（ｇ／ｃｍ３）であるので、同一厚さでもほぼ同一の重量にて作製できる。基板を金属層とすることにより、ガラスでは不可能な基板のフレキシブル化も容易に作製可能となる。
【００３７】
図１２に、無害な主要金属と、ガラスおよびポリカーボネイトの熱伝導率と密度を記載した表１を示す。
【００３８】
図１２の表１に示した主要金属は、全てガラスやポリカーボネイト（プラスチック類）より大幅に熱伝導率が高く、基板を金属層に使用することにより放熱効果を高めることが可能である。
ただし、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｗ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｇｅは酸化しやすいので、金属層の表面（図１の金属層のＯＬＥＤ側と反対側）に酸化防止を図る表面処理や保護膜を設ける、または、酸化防止効果のある合金化を図る必要がある。
基板の軽量化をも考慮すると、Ａｌは伝導率が高く密度が低いのでより好ましい。
【００３９】
Ａｌ単体でも良いが、Ａｌ合金でも良い。ＡｌにＣｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つの添加剤を含む合金にすることにより、耐応力性、耐食性等が増加し好ましい。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【実施例１】
【００４０】
本発明の実施例１では、金属層１の、発光層８とＴＦＴ駆動回路３が配置される側と反対の側に、発光層８とＴＦＴ駆動回路３からの熱を放熱するための凹凸部を形成する。
【００４１】
Ａｌ層１の表面には、深さが約０．３ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
【００４２】
溝の深さは、本実施例の約０．３ｍｍに限定する必要は無く、金属層１の厚さの約１ｍｍ未満であれば良く、０．１ｍｍでも０．８ｍｍでも良い。溝の形状も本実施例に限定するものではなく、楔形状、正方形、円形状、半円形状、等でも良い。
【００４３】
図１に記載された実施例１との比較のため、図２に、ガラス基板２０を用いたトップエミッション型のＯＬＥＤ構造の比較例を示す。
上記比較例においては、トップエミッション型のＯＬＥＤにおいて、ガラス基板２０上にＴＦＴ駆動回路３を形成し、平坦化層４にて平坦化を図り、平坦化層４の上にＯＬＥＤ素子を形成する。
ＯＬＥＤ素子は、順に、陽極（反射電極）５、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０、陰極（透明電極）１１の積層となる。発光層８からの光を陰極１１の方向へ放射させるため、陰極１１を透明電極にする必要がある。
また、陽極５は反射電極とし、発光層８から陽極５へ到達した光を反射させて陰極側へ戻す機能を持たせている。
【００４４】
このＯＬＥＤを構成する正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層に使用する有機化合物の中には、１００℃程度で凝集または結晶化し（形成時は非晶質膜である）特性劣化をきたす材料もあり、高輝度を図るため注入電流密度を増加させると、有機化合物が発熱しＯＬＥＤの特性が劣化する問題がある。
【００４５】
また、室温にて、ＯＬＥＤに画像を表示させた場合には、ある輝度信号レベル以上では、経過期間とともに素子の温度が上昇する事により輝度が高まり、安定するまで１時間以上を要する問題がある。また、Ｒ，Ｇ，Ｂへそれぞれ輝度レベルを設定し、色設定を行った時には経過時間とともに色が変化する問題がある。白色に色設定した場合には、経過時間とともに色温度が大幅に変化する問題がある。初期設定の輝度信号レベルに対し、素子の温度変化によりＲ，Ｇ，Ｂの輝度変化が大幅に異なっているためと推察された。
【００４６】
図１に示した本発明の実施例１と、図２に示した比較例のＯＬＥＤとで、初期発光時における輝度と温度の経過時間変化についての検討結果を図３及び図４に示す。
本発明の実施例１では、厚さ１ｍｍのＡｌ金属層１（熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成した、Ａｌ金属層１（溝形成あり）とＡｌ２Ｏ３絶縁層２からなる基板１２を用いており、
一方、図２に示した比較例では、従来のガラスで、厚さ１ｍｍの板を基板２０として用いている。
【００４７】
ＯＬＥＤの素子は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色から構成され、２．５インチサイズでＱＶＧＡの高精細ディスプレイを作製し、Ｒ，Ｇ，Ｂ駆動回路へ１００％の輝度信号を入力しウインドウ（パネル面積の約１／１０の面積）を白色に発光させて比較を行った。
【００４８】
図３には、上記したＡｌ金属層１（溝形成あり）とＡｌ２Ｏ３絶縁層２からなる基板（以下、Ａｌ基板）とガラス基板を用いた場合の、点灯開始後の経過時間に対する輝度の変化を示す。初期輝度はどちらの場合も約３３４（ｃｄ／ｍ２）である。
ガラス基板を用いた場合には、点灯直後から輝度が急速に高まり、約４０分後から一定輝度の約３９０（ｃｄ／ｍ２）に安定し１２０分経過まで安定していた。一方、Ａｌ基板を用いた場合には、点灯直後から徐々に輝度が高まったが、２５分後から一定輝度の約３３７（ｃｄ／ｍ２）に安定し１２０分経過まで安定していた。
ガラス基板を用いた場合には、輝度が約１７（％）も高まったが、Ａｌ基板にすることにより、０．９（％）の輝度上昇に抑えることができた。
【００４９】
図４に、同パネルの点灯時の温度変化を放射温度計にて測定した結果を示す。初期温度はどちらの場合も室温の約２３（℃）である。
図４に示すように、ガラス基板を用いた場合には、点灯直後から温度が上昇し、約４０分後から一定輝度の約４０（℃）に安定し１２０分経過まで安定していた。
一方、Ａｌ基板を用いた場合には、点灯直後から徐々に温度が上昇したが、２５分後から一定温度の約２４（℃）に安定し１２０分経過まで安定していた。
【００５０】
図３と図４から判るように、点灯直後の輝度上昇と温度上昇の相関が高いため、輝度上昇の主要因はパネルの温度上昇にあると推察できる。比較の際には、Ｒ，Ｇ，Ｂの素子に対して同一輝度信号を入力し白色にて点灯させたが、実際はＲ，Ｇ，Ｂ毎に輝度信号階調を変えて色を表現するため、Ｒ，Ｇ，Ｂの温度は常にそれぞれ変動しており、またＲ，Ｇ，Ｂ毎に温度に対する輝度変化特性を異なるので、十分に放熱対策を行い、温度上昇を抑えないと設定した色が温度変動により変動することになり好ましくない結果となる。
図１に示した本発明の実施例１では、厚さ１ｍｍのＡｌ金属層１（熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成した、Ａｌ金属層１（溝形成あり）とＡｌ２Ｏ３絶縁層２からなる基板１２を用いており、点灯開始後の経過時間に対する輝度及び温度は安定的に推移した。
【実施例２】
【００５１】
図５に、本発明の実施例２を示す。本発明の実施例２においては、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１とＳｉＯ２絶縁層２３からなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００５２】
図５は、本発明の実施例２のＯＬＥＤ概略断面図である。厚さ０．３ｍｍのＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）にスパッタ法にて厚さ約１００ｎｍのＳｉＯ２絶縁層２３を形成する。Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝が形成されている。
【００５３】
また、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。
絶縁層２３を形成後、ＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。
平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００５４】
ＳｉＯ２はスパッタにて形成し、ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。スパッタは、真空度１×１０−５Ｐａに真空排気後、ＳｉＯ２ターゲットを使用し、Ａｒ−１０％Ｏ２ガスを導入し１３．５ＭＨｚの交流電力５００Ｗを投入し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
【００５５】
その後は、図５では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
基板１２の金属層１であるＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００５６】
Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。薄くすることによりＴＦＴ駆動回路３の発熱が迅速にＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１に伝達されるので、ＴＦＴ駆動回路３の温度上昇を抑制することが可能である。
【００５７】
ＡｌにＰｄを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．３ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【実施例３】
【００５８】
図６に、本発明の実施例３を示す。本発明の実施例３においては、Ａｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ金属層１と陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３絶縁層２とＳｉＯ２絶縁層２３からなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００５９】
図６は、本発明の実施例３のＯＬＥＤ概略断面図である。
厚さ０．１ｍｍのＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１５０ｎｍの絶縁層２を形成する。
陽極酸化は、次のように行った。化成液は３ｗｔ％の酒石酸水溶液をアンモニア水でＰＨ６．５〜７．０に中和し、更に容量比９倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ金属層１を陽極にＰｔ電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約６０μＡ／ｃｍ２にて行い、化成電圧は約１０Ｖで行った。
【００６０】
絶縁層２を形成後、スパッタ法にて厚さ約１００ｎｍのＳｉＯ２絶縁層２３を形成する。
Ａｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ層１の表面には、深さが約０．０２ｍｍの溝が形成されている。また、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。
【００６１】
絶縁層２３の上にＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。ＳｉＯ２はスパッタにて形成し、ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。
真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。
レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。スパッタは、真空度１×１０−５Ｐａに真空排気後、ＳｉＯ２ターゲットを使用し、Ａｒ−１０％Ｏ２ガスを導入し１３．５ＭＨｚの交流電力５００Ｗを投入し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
【００６２】
その後は、図６では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
基板１２の金属層１であるＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００６３】
Ａｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ層１の表面には、深さが約０．０２ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
【００６４】
ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。薄くすることによりＴＦＴ駆動回路３の発熱が迅速にＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ層１に伝達されるので、ＴＦＴ駆動回路３の温度上昇を抑制することが可能である。
ＡｌにＳｉとＣｕを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．１ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【実施例４】
【００６５】
図７に、本発明の実施例４を示す。本発明の実施例４においては、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１とＳｉＯ２絶縁層２３からなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００６６】
図７は、本発明の実施例４のＯＬＥＤ概略断面図である。厚さ０．３ｍｍのＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）にスパッタ法にて厚さ約１００ｎｍのＳｉＯ２絶縁層２３を形成する。Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝が形成されている。
【００６７】
また、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。
絶縁層２３を形成後、ＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。
平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００６８】
ＳｉＯ２はスパッタにて形成し、ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。スパッタは、真空度１×１０−５Ｐａに真空排気後、ＳｉＯ２ターゲットを使用し、Ａｒ−１０％Ｏ２ガスを導入し１３．５ＭＨｚの交流電力５００Ｗを投入し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
【００６９】
発光層８からの熱と、ＴＦＴ駆動回路３からの熱とを効率的に放熱するために、実施例４では、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くするとともに、厚さ０．３ｍｍのＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）に形成した深さが約０．１ｍｍの溝の間隔を、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしている。
【００７０】
その後は、図７では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
基板１２の金属層１であるＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００７１】
Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。溝の間隔を、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしたので、ＴＦＴ駆動回路３からの熱も十分に効率的に放熱することができる。
ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。薄くすることによりＴＦＴ駆動回路３の発熱が迅速にＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１に伝達されるので、ＴＦＴ駆動回路３の温度上昇を抑制することが可能である。また、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面に設けた深さが約０．１ｍｍの溝の間隔を、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしたので、ＴＦＴ駆動回路３からの熱も十分に効率的に放熱することができる。
【００７２】
ＡｌにＰｄを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．３ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【００７３】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２を示すアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネル回路の概要を示す図である。
本発明の実施例１から４に示されたトップエミッション型有機発光ディスプレイは、有機発光層８の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置することができるので、パネル表面の発光領域を有効に活用できる効率的なアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネルを構成することができる。
【００７４】
図８において、有機発光ディスプレイパネルには、複数の走査線３１、３１、３１、３１が水平に配置され、複数のデータ線３２、３２、３２、３２が、走査線に垂直に配置される。
走査線３１とデータ線３２により、各画素領域が画定され、走査線３１に供給される走査線信号と、データ線３２により供給されるデータ線信号により、各画素領域内の駆動回路３が駆動される。駆動回路３の制御により、陽極５と陰極１１との間に直流電圧を印加し、電流を注入して有機発光層８より発光させる。
【００７５】
図８には、明示されていないが、図面の画素領域の最下面全体に金属板が配置され、その上に、各駆動回路３を含む層が配置され、また、その上に、反射陽極の層５が配置され、その上に有機発光層８が配置され、更に、その上に、透明陰極１１が配置される。また、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線が付加される。
走査線３１とデータ線３２により選択された駆動回路３の制御により、有機発光層８から発した光は、有機発光層８より下方に配置された反射陽極５により反射され、有機発光層８より上方に配置された透明陰極１１を透過して光が取り出されるトップエミッション型の有機発光ディスプレイパネルとなる。
【００７６】
以上のように、本発明では、駆動回路３が、各画素内の発光領域と重なる位置に配置されていても、反射陽極５を画素領域全体に配置することができ、また、その上に、有機発光層８、透明陰極１１を画素領域全体に配置することが可能であり、有機発光ディスプレイパネルの発光領域を最大限に活用できるアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネルを構成できる。
【００７７】
そして、本発明によれば、有機発光層８と駆動回路３とを近接配置したことによる発熱等の問題点については、基板を金属層と絶縁層とし、熱伝導性の良い金属材料を選択し、また、駆動回路３の下部の絶縁層の厚さや金属層に設けた放熱用の凹凸などを調整することにより解決することが可能である。
【００７８】
［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の形態３を示すアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイ装置の概要を示す図である。
図９において、アクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイ装置は、アクティブマットリックス駆動のＯＬＥＤパネルと、走査線駆動回路と、データ線駆動回路とを備えている。また、図示されていないが、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線、電源制御回路、電源電圧供給回路、制御信号駆動回路等が付加される。
【００７９】
走査線駆動回路により走査線に走査線信号が供給され、データ線駆動回路によりデータ線にデータ線信号が供給されて、ＯＬＥＤパネル内の特定の画素が選択されると、画素内の駆動回路３が駆動され、駆動回路３の制御により、有機発光層５からの発光が、反射陽極５で反射されてＯＬＥＤパネルから取り出され、ＯＬＥＤパネルに画像表示を行うことができる。
【００８０】
［参考例］
本発明の実施例は、有機発光ディスプレイ内に駆動回路３を含むものであったが、図１０には、参考例として、ＴＦＴ駆動回路を作成せず、ほぼ全面均一に白色に発光する照明への適用例を示す。
参考例においては、Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１と陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３絶縁層２とからなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００８１】
図１０は本発明の参考例ＯＬＥＤ概略断面図である。厚さ０．２ｍｍのＡｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成する。Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１とＡｌ２Ｏ３絶縁層２をもって基板１２とする。
【００８２】
Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝が形成されている。陽極酸化は、次のように行った。化成液は３ｗｔ％の酒石酸水溶液をアンモニア水でＰＨ６．５〜７．０に中和し、更に容量比９倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はＡｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１を陽極にＰｔ電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約１２μＡ／ｃｍ２にて行い、化成電圧は８Ｖで行った。絶縁層２を形成後、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８として白色燐光材料を合計膜厚約３０ｎｍ、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００８３】
ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。その後は、図５では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１に直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
【００８４】
基板１２の金属層１であるＡｌ−２ｗｔ％Ｎｄは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。また、密度は、Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄが２．７（ｇ／ｃｍ３）でガラスが２．６（ｇ／ｃｍ３）であるので、同一厚さでもほぼ同一の重量にて作製できる。
【００８５】
Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。基板を金属層とすることにより、ガラスでは不可能な基板のフレキシブル化も容易に作製可能となる。ＡｌにＮｄを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．２ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。
【００８６】
以上は、照明等への適用提案であり、発光部の電極の加工は必要無く、電極およびＯＬＥＤ構成膜は、べた付けで構わない。
【００８７】
［他の実施例］
以上、各実施例、参考例において、詳細に説明したが、絶縁層はＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２に限定するものではなく、金属層の陽極酸化膜や自然酸化膜、ＡｌＮ，ＭｇＯ，Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＯｘＮｙ等の電気的絶縁性のあるものであれば良く、また、絶縁層は単層に限らず多層膜であっても本発明に含まれる。
金属層の厚さは特に限定するものではなく、板としての使用からフィルム状の使用まで、すなわち、ｃｍの単位からμｍの単位まで用途に合わせて使い分けることが可能である。
【００８８】
また、金属層表面に形成した溝は、形状、深さ等を規定するものではない。
また、本実施例では低分子系有機化合物からなるＯＬＥＤについて記載したが、高分子系有機化合物からなるＯＬＥＤにおいても、本発明の範囲に含まれる。
【００８９】
また、ＯＬＥＤの積層構造は、本実施例で示した、陽極、発光層、陰極の積層順番に限定するものではなく、陰極、発光層、陽極の順番でもかまわない。発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の発光層に分けることに限定するものではなく、白色発光層を形成し、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタにより画素を区別する場合でも良く、発光層を形成し、色変換層にて色を変換してその後カラーフィルタにより画素を区別する場合でも良い。
【００９０】
また、駆動回路はＴＦＴ駆動回路に限定するものではなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）駆動回路、ＳＩＴ（Ｓｔａｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｉｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路等、でも良い。
【００９１】
基板の画面内（正確には画素内）に駆動回路を設けずに、陰極と発光層と陽極をべた付けした照明用ＯＬＥＤにおいても、金属層と絶縁層からなる基板を用い、金属層の表面に溝形成を行うことにより、水分や酸素やアルカリ可動イオンの遮断と放熱効果を得ることが可能であるので、信頼性の高いＯＬＥＤ照明を実現することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明したように、本発明は、ＯＬＥＤを構成する有機化合物やＴＦＴ駆動回路等から発生する熱を金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を通して放熱することができ、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの遮断を行うことができるので良好なトップエミッション型ＯＬＥＤに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１のトップエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図（実施例１）。
【図２】ガラス基板を用いた比較例としてのトップエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図。
【図３】本発明の実施例１と比較例との、点灯開始後の経過時間に対する輝度の変化を示す図。
【図４】本発明の実施例１と比較例との、点灯開始後の経過時間に対する温度の変化を示す図。
【図５】本発明の実施例２のトップエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図。
【図６】本発明の実施例３のトップエミッション型ＯＬＥＤの概略断面図。
【図７】本発明の実施例３のトップエミッション型ＯＬＥＤの概略断面図。
【図８】本発明の実施の形態２のアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型ＯＬＥＤパネルの概略図。
【図９】本発明の実施の形態３のアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型ＯＬＥＤ装置の概略図。
【図１０】ＴＦＴ駆動回路を作成せず、ほぼ全面均一に白色に発光する照明へ適用する参考例を示す図。
【図１１】従来のボトムエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図である。３絶縁層２とからなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【図１２】無害な主要金属と、ガラスおよびポリカーボネイトの熱伝導率と密度を記載した表１を示す図。
【符号の説明】
【００９４】
１ 金属層
２，２３ 絶縁層
３ ＴＦＴ駆動回路
４ 平坦化層
５ 陽極（反射電極）
６ 正孔注入層
８ 発光層
９ 電子輸送層
１０ 電子注入層
１１ 陰極（透明電極）
１２ 金属層と絶縁層からなる基板
２０ ガラス基板
２１ 陽極（透明電極）
２２ 陰極（反射電極）
３１ 走査線
３２ データ線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トップエミッション型有機発光ディスプレイの基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機発光ディスプレイ（以下、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ）という。）としては、従来、ガラス基板あるいは透明なプラスチック基板および有機フィルム上に順次形成した陽極、発光層等および陰極に直流電流を流して発光させ、マルチカラー表示またはフルカラー表示を可能にする素子が知られている。
また、光を取り出す構造により、（１）基板側から光を取り出すボトムエミッション型、（２）基板と反対側から光を取り出すトップエミッション型、がある。
【０００３】
従来のボトムエミッション型ＯＬＥＤの構造としては、図１１に示すように、ガラス基板２０上に、透明電極である陽極２１、有機化合物からなる正孔輸送層７、有機化合物からなる発光層８、有機化合物からなる電子輸送層９、電子注入層１０及び金属電極である陰極２２とが順次積層された構造がある。
【０００４】
その他にも、陽極２１と陰極２２の間に、有機化合物からなる発光層８及び有機化合物からなる正孔輸送層７が配された２層構造のもの、あるいは、陰極２１と陽極２２との間に、有機化合物からなる電子輸送層９、有機化合物からなる発光層８及び有機化合物からなる正孔輸送層７が積層された３層構造のものが知られている。
【０００５】
更には、図１１を参照すると、陽極２１と正孔輸送層７との間に正孔注入層を設け、発光効率を向上させたものも知られている。
正孔輸送層７は陽極２１から正孔を輸送する機能と陰極２２から輸送されてきた電子をブロックする機能とを有し、電子輸送層９は陰極２２から電子を輸送する機能と陽極２１から輸送されてきた正孔をブロックする機能とを有する、いわゆる、ダブルヘテロ構造となっている。
【０００６】
これらＯＬＥＤにおいては、陽極２１の外側にはガラス基板２０が配されており、陰極２２から注入された電子と陽極２１から注入された正孔が発光層８にて再結合して励起子を形成し、この励起子が放射失活する過程で光を発生し、この光が陽極２１とガラス基板２０を透過し外部に放射される。ガラス基板上には、発光領域とは別にＯＬＥＤを駆動するＴＦＴ駆動回路３が形成されている。
【０００７】
従来の基板の材料としては、ソーダガラス、石英、サファイアの無機材料の他に、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンー２、６―ナフタレート、ポリカーボネイト、ポリサリフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、が知られている。
【０００８】
陽極２１には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）やＳｎＯ２等の透明導電性材料が用いられるが、電気抵抗値は素子の消費電力や発熱を低減するため低抵抗にする必要がある。
陰極２２には、仕事関数の小さいＭｇ，Ａｌ，Ｉｎ，Ａｇの単層金属またはＡｌ−Ｍｇ，Ａｇ−Ｍｇ，Ａｌ−Ｌｉ，Ｍｇ−Ａｇ等の合金が用いられる。
正孔輸送層７は、陽極２１の上に形成され、芳香族三級アミン誘導体、フタロシアニン誘導体等がある。また、上記材料の単層構造でもよいし、複層構造であってもよい。
【０００９】
発光層８は、正孔輸送層７の上に形成され、発光材料及び必要により添加するドーピング材料からなる。ドーピング材料は、発光層８からの発光効率を向上させ、発光色を変化させる場合に発光層中に添加する材料である。発光材料およびドーピング材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、ルブレン、キナクリドン、希土類錯体、イリジウム錯体、アントラセン類、各種蛍光色素等である。
【００１０】
電子輸送層９は、発光層８の上に形成され、陰極２２から効率よく電子が注入された電子を輸送する能力をもち、発光層に対して優れた電子注入効果を有する。材料としては、アルミニウムキノリノール錯体、トリアゾール錯体等がある。
電子注入層１０は、陰極２２から効率よく電子を注入しやすくする能力をもち、また電子輸送層９への電子の注入を効率的に行う。材料としては、リチウムなどのアルカリ金属、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体等がある。
【００１１】
また、プラスチック基板を使用し、フレキシブルディスプレイ化を図るに際し、ＯＬＥＤの有機化合物はプラスチック基板を透過した水分により劣化するため、基板としての防湿性を高める必要があった。
【００１２】
従来、ＯＬＥＤの放熱性を改善するいくつかの技術が提案されている。
例えば、特許文献１には光透過性を有する基板の熱伝導率を０．７５（Ｗ／ｍ・ｄｅｇ）を超えるものとし、石英基板またはサファイア基板の使用を提案している。
【００１３】
また、特許文献２にはガラス基板に熱伝導のよい金属酸化物を添加してガラス基板の熱伝導性を向上させる技術が提案されている。特許文献３には透明性を有する基板の表面または内部の少なくとも一方に基板よりも高い熱伝導率をもつ熱伝導層を設ける構造が提案されている。特許文献３にはプラスチック基板を基板の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する材料よりなる放熱層で被覆する技術が提案されている。また、特許文献５や特許文献６には有機ＥＬ素子の陰極上に放熱層を設ける技術が提案されている。また非特許文献１には、プラスチック基板に窒化酸化シリコン膜を形成し防湿性と透明性を図る技術が記載されている。
【００１４】
一方、特許文献７には、良好な可撓性と耐久性を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置として、画面部と当該画面部を駆動する回路部とを備え、画面部はフィルム状金属基板上に直接形成された有機エレクトロルミネッセンス素子と当該有機エレクトロルミネッセンス素子と回路部とを接続する配線とを有する、巻回収納可能な表示装置が提案されている。駆動回路等の回路部は画面部に形成せずに、画面部の所定の一測端部、具体的には、第１電極が形作るストライプと平行な一辺の測端部に例えば輝度信号回路、走査回路、電源回路等の回路を上述した一辺に沿って配置している。
【特許文献１】特開平１０−１４４４６８号公報
【特許文献２】特開平５−１２９０８２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３７０６３号公報
【特許文献４】特開２００２−６３９８５号公報
【特許文献５】特開平７−１１１１９２号公報
【特許文献６】特開平１０−２７５６８１号公報
【特許文献７】特開２００２−１５８５９号公報
【非特許文献１】「Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ ｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｆｉｌｍ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｔｈｅ １０ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、（ＥＬ’００）、ｐ．３６５〜３６６、２０００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従来の、ガラス基板またはプラスチック基板上に形成したＯＬＥＤでは、基板の熱伝導率が低いため、たとえ該基板に隣接して放熱層を形成したとしても、発光層等の有機化合物および駆動回路からの発熱を、周囲空気雰囲気へ実用性のある十分な放熱を得ることが困難である。
ＯＬＥＤの発光輝度は注入電流密度に比例して増大し、現在１万（ｃｄ／ｍ２）以上の発光輝度を大面積で実現可能な実力を有しており、ディスプレイの他に照明等への応用展開も可能であるので、放熱対策は最重要課題となる。
発光にともなう発熱および駆動電流による発熱により、ＯＬＥＤを構成する有機化合物は、酸化、凝集、結晶化等の物理化学的不可逆変化を起こし発光寿命の低下をもたらす。
【００１６】
また、ＴＦＴ等の駆動素子は低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを使用しているため、発熱により閾値電圧に変動を起こす。また、ＯＬＥＤを構成する有機化合物は半導体であり、初期使用時には温度上昇により抵抗が下がり輝度上昇を招く。その温度特性がＲ，Ｇ，Ｂ毎に異なっているため、極力発熱による温度上昇を抑制する必要がある。
【００１７】
ＯＬＥＤをフレキシブル化で使用するために、プラスチックフィルム基板の適用等が検討されているが、プラスチックフィルムは前記したように熱伝導率が低く十分な放熱効果が得られない。更に、プラスチックフィルム基板は防湿性が低いため、プラスチックフィルム基板より進入した水分や酸素やアルカリ可動イオンは、ＯＬＥＤを構成する有機化合物の特性を劣化させ、また、ＴＦＴ等の駆動素子の動作不良を招くため、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を極力排除する必要がある。
【００１８】
画面部に駆動回路等を形成しないフィルム状金属基板を用いたトップエミッション型ＯＬＥＤでは、アクティブマトリクス型駆動は不可能であり、パッシブ型駆動となる。パッシブ型駆動は、消費電力および画質の点で、アクティブマトリクス型駆動より明らかに劣るため、アクティブマトリクス型駆動が可能な、画面部に駆動回路等を形成したＯＬＥＤが必要である。
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するためのものであり、画面部に駆動回路等を形成したアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型ＯＬＥＤにおいて、ＯＬＥＤを構成する有機化合物およびＴＦＴ駆動回路等からの発熱を迅速に放熱し、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止する基板を備えたＯＬＥＤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、
基板の上に、駆動回路、反射電極、発光層、透明陰極を積層してなり、前記基板は、光透過性を有しない金属層と絶縁層からなるトップエミッション型ＯＬＥＤを提案するものである。
また、駆動回路は、前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層の発光領域と重なる位置に配置されている。
【００２１】
基板に金属層を使用することにより、ガラスやプラスチックより熱伝導率を１００倍以上高めることが可能であり、十分な放熱効果が得られる。前記絶縁層は、その後形成するプレーナー型ＴＦＴ駆動回路と金属層との絶縁を図るために設ける。
【００２２】
絶縁膜としては、ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘＮｙ，ＡｌＮｘ，ＡｌＯｘ等の単層膜または多層膜を用いる。該絶縁層は、前記金属層の陽極酸化層を少なくとも含むこともよい。陽極酸化は電気化学的手法であるが、平面ディスプレイへの応用で要求される無欠陥、大面積の薄膜の作製が可能である。金属板または金属フィルムの表面を陽極酸化し、その上にＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，ＳｉＯｘＮｙ，ＡｌＮｘ，ＡｌＯｘ等の単層膜または多層膜の絶縁膜を形成してもよい。
【００２３】
基板の金属層は、基本的に安価で無害な金属であればよく、例えば、Ａｌ，Ｚｎ，Ｗ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｆｅ，ステンレス鋼等の単体材料、またはそれらの合金や複合材料でもよい。中でも、Ａｌは軽量化に適し、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）とＡｇ，Ｃｕの次に大きく放熱材料に適する。Ａｌ合金は、主成分であるＡｌと、Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つの添加剤を含む合金が適する。Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つをＡｌに添加することにより、応力に対する破壊（すなわち、ストレスマイグレーション）の耐性が向上するのでフレキシブル化を図る際に重要である。また、酸化しにくいので、耐候性も向上する。
【００２４】
絶縁層が存在する側と逆側の金属層の表面に凹凸を設けると、放熱に効果的である。該金属層の表面に凹凸を設けることにより、金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
【００２５】
金属表面の凹凸は、金属層に切れ目を入れることや、部分的に圧力を加え圧力を加えた金属層の厚みを他の圧力を加えていない部分より薄くすること、等の物理的手段にても作製可能である、また、金属表面のある部分にマスクを設けてエッチングを行い、マスクを設けた以外の部分の金属層の厚みを薄くする化学的手段においても作製可能である。凹凸の長さは特に限定する必要は無いが、金属層の厚さより小さくする必要があり、また、従来使用のガラス基板の表面粗さより長くすることが好ましい。ＴＦＴ駆動回路領域の領域では、凹凸の間隔を小さくして、ＴＦＴ駆動回路からの熱を放熱するための表面積を大きくすることが好ましい。
【００２６】
ＴＦＴ駆動回路領域の少なくとも一部分領域の面積に対応する絶縁層の厚さを、他の領域に対応する絶縁層の厚さより薄くすると、ＴＦＴ駆動回路領域の放熱に効果的である。絶縁層の厚さを薄くすることにより、駆動電流等にて発生したＴＦＴ駆動回路領域からの発熱が迅速に金属層に伝達され放熱効果が増す。ＴＦＴは、低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを使用し作製されるので、温度により、電流−電圧特性のスレショールド電圧が変動しやすい。特に、アモルファスシリコンは温度による変動が大きいため、極力温度変動を抑制する必要がある。
【００２７】
また、基板として金属層を用いるので、金属層の厚さを薄くすることによりフレキシブル化を図ることも容易である。プラスチックフィルムを基板として使用するよりも、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止することが容易であるので、ＯＬＥＤを構成する有機化合物や金属配線やＴＦＴの劣化を抑制することが可能である。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は以上のように構成したので、ＯＬＥＤを構成する有機化合物やＴＦＴ駆動回路等から発生する熱を金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を通して、周囲空気中や金属表面層に設けた粘着剤または粘着シートまたは保護膜に放熱することができ、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの進入を防止することを十分行うことができるので、良好なアクティブマトリックス型駆動トップエミッション型ＯＬＥＤを提供することが可能である。
【００２９】
また、トップエミッション型では、基板内にＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等を含む駆動回路等を形成できるので多機能な素子を実現でき、また、ＯＬＥＤ素子から発光する光がＴＦＴ等を含む駆動回路等により遮られことがないため、ボトムエミッション型より開口率を高められる利点もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１を示すＯＬＥＤ概略断面図である。
厚さ約１ｍｍのＡｌ層１（熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成する。Ａｌ層１と絶縁層２をもって基板１２とする。
【００３２】
Ａｌ層１の表面には、深さが約０．３ｍｍの溝が形成されている。陽極酸化は、次のように行った。化成液は３ｗｔ％の酒石酸水溶液をアンモニア水でＰＨ６．５〜７．０に中和し、更に容量比９倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はＡｌ層１を陽極にＰｔ電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約１２μＡ／ｃｍ２にて行い、化成電圧は８Ｖで行った。
【００３３】
絶縁層２を形成後、ＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００３４】
ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。
レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
その後は、図１では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
【００３５】
基板１２の金属層１であるＡｌは、熱伝導率が２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００３６】
また、密度は、Ａｌが２．７（ｇ／ｃｍ３）でガラスが２．６（ｇ／ｃｍ３）であるので、同一厚さでもほぼ同一の重量にて作製できる。基板を金属層とすることにより、ガラスでは不可能な基板のフレキシブル化も容易に作製可能となる。
【００３７】
図１２に、無害な主要金属と、ガラスおよびポリカーボネイトの熱伝導率と密度を記載した表１を示す。
【００３８】
図１２の表１に示した主要金属は、全てガラスやポリカーボネイト（プラスチック類）より大幅に熱伝導率が高く、基板を金属層に使用することにより放熱効果を高めることが可能である。
ただし、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｗ，Ｎｉ，Ｆｅ，Ｇｅは酸化しやすいので、金属層の表面（図１の金属層のＯＬＥＤ側と反対側）に酸化防止を図る表面処理や保護膜を設ける、または、酸化防止効果のある合金化を図る必要がある。
基板の軽量化をも考慮すると、Ａｌは伝導率が高く密度が低いのでより好ましい。
【００３９】
Ａｌ単体でも良いが、Ａｌ合金でも良い。ＡｌにＣｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つの添加剤を含む合金にすることにより、耐応力性、耐食性等が増加し好ましい。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【実施例１】
【００４０】
本発明の実施例１では、金属層１の、発光層８とＴＦＴ駆動回路３が配置される側と反対の側に、発光層８とＴＦＴ駆動回路３からの熱を放熱するための凹凸部を形成する。
【００４１】
Ａｌ層１の表面には、深さが約０．３ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
【００４２】
溝の深さは、本実施例の約０．３ｍｍに限定する必要は無く、金属層１の厚さの約１ｍｍ未満であれば良く、０．１ｍｍでも０．８ｍｍでも良い。溝の形状も本実施例に限定するものではなく、楔形状、正方形、円形状、半円形状、等でも良い。
【００４３】
図１に記載された実施例１との比較のため、図２に、ガラス基板２０を用いたトップエミッション型のＯＬＥＤ構造の比較例を示す。
上記比較例においては、トップエミッション型のＯＬＥＤにおいて、ガラス基板２０上にＴＦＴ駆動回路３を形成し、平坦化層４にて平坦化を図り、平坦化層４の上にＯＬＥＤ素子を形成する。
ＯＬＥＤ素子は、順に、陽極（反射電極）５、正孔注入層６、正孔輸送層７、発光層８、電子輸送層９、電子注入層１０、陰極（透明電極）１１の積層となる。発光層８からの光を陰極１１の方向へ放射させるため、陰極１１を透明電極にする必要がある。
また、陽極５は反射電極とし、発光層８から陽極５へ到達した光を反射させて陰極側へ戻す機能を持たせている。
【００４４】
このＯＬＥＤを構成する正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層に使用する有機化合物の中には、１００℃程度で凝集または結晶化し（形成時は非晶質膜である）特性劣化をきたす材料もあり、高輝度を図るため注入電流密度を増加させると、有機化合物が発熱しＯＬＥＤの特性が劣化する問題がある。
【００４５】
また、室温にて、ＯＬＥＤに画像を表示させた場合には、ある輝度信号レベル以上では、経過期間とともに素子の温度が上昇する事により輝度が高まり、安定するまで１時間以上を要する問題がある。また、Ｒ，Ｇ，Ｂへそれぞれ輝度レベルを設定し、色設定を行った時には経過時間とともに色が変化する問題がある。白色に色設定した場合には、経過時間とともに色温度が大幅に変化する問題がある。初期設定の輝度信号レベルに対し、素子の温度変化によりＲ，Ｇ，Ｂの輝度変化が大幅に異なっているためと推察された。
【００４６】
図１に示した本発明の実施例１と、図２に示した比較例のＯＬＥＤとで、初期発光時における輝度と温度の経過時間変化についての検討結果を図３及び図４に示す。
本発明の実施例１では、厚さ１ｍｍのＡｌ金属層１（熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成した、Ａｌ金属層１（溝形成あり）とＡｌ２Ｏ３絶縁層２からなる基板１２を用いており、
一方、図２に示した比較例では、従来のガラスで、厚さ１ｍｍの板を基板２０として用いている。
【００４７】
ＯＬＥＤの素子は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色から構成され、２．５インチサイズでＱＶＧＡの高精細ディスプレイを作製し、Ｒ，Ｇ，Ｂ駆動回路へ１００％の輝度信号を入力しウインドウ（パネル面積の約１／１０の面積）を白色に発光させて比較を行った。
【００４８】
図３には、上記したＡｌ金属層１（溝形成あり）とＡｌ２Ｏ３絶縁層２からなる基板（以下、Ａｌ基板）とガラス基板を用いた場合の、点灯開始後の経過時間に対する輝度の変化を示す。初期輝度はどちらの場合も約３３４（ｃｄ／ｍ２）である。
ガラス基板を用いた場合には、点灯直後から輝度が急速に高まり、約４０分後から一定輝度の約３９０（ｃｄ／ｍ２）に安定し１２０分経過まで安定していた。一方、Ａｌ基板を用いた場合には、点灯直後から徐々に輝度が高まったが、２５分後から一定輝度の約３３７（ｃｄ／ｍ２）に安定し１２０分経過まで安定していた。
ガラス基板を用いた場合には、輝度が約１７（％）も高まったが、Ａｌ基板にすることにより、０．９（％）の輝度上昇に抑えることができた。
【００４９】
図４に、同パネルの点灯時の温度変化を放射温度計にて測定した結果を示す。初期温度はどちらの場合も室温の約２３（℃）である。
図４に示すように、ガラス基板を用いた場合には、点灯直後から温度が上昇し、約４０分後から一定輝度の約４０（℃）に安定し１２０分経過まで安定していた。
一方、Ａｌ基板を用いた場合には、点灯直後から徐々に温度が上昇したが、２５分後から一定温度の約２４（℃）に安定し１２０分経過まで安定していた。
【００５０】
図３と図４から判るように、点灯直後の輝度上昇と温度上昇の相関が高いため、輝度上昇の主要因はパネルの温度上昇にあると推察できる。比較の際には、Ｒ，Ｇ，Ｂの素子に対して同一輝度信号を入力し白色にて点灯させたが、実際はＲ，Ｇ，Ｂ毎に輝度信号階調を変えて色を表現するため、Ｒ，Ｇ，Ｂの温度は常にそれぞれ変動しており、またＲ，Ｇ，Ｂ毎に温度に対する輝度変化特性を異なるので、十分に放熱対策を行い、温度上昇を抑えないと設定した色が温度変動により変動することになり好ましくない結果となる。
図１に示した本発明の実施例１では、厚さ１ｍｍのＡｌ金属層１（熱伝導率２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成した、Ａｌ金属層１（溝形成あり）とＡｌ２Ｏ３絶縁層２からなる基板１２を用いており、点灯開始後の経過時間に対する輝度及び温度は安定的に推移した。
【実施例２】
【００５１】
図５に、本発明の実施例２を示す。本発明の実施例２においては、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１とＳｉＯ２絶縁層２３からなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００５２】
図５は、本発明の実施例２のＯＬＥＤ概略断面図である。厚さ０．３ｍｍのＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）にスパッタ法にて厚さ約１００ｎｍのＳｉＯ２絶縁層２３を形成する。Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝が形成されている。
【００５３】
また、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。
絶縁層２３を形成後、ＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。
平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００５４】
ＳｉＯ２はスパッタにて形成し、ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。スパッタは、真空度１×１０−５Ｐａに真空排気後、ＳｉＯ２ターゲットを使用し、Ａｒ−１０％Ｏ２ガスを導入し１３．５ＭＨｚの交流電力５００Ｗを投入し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
【００５５】
その後は、図５では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
基板１２の金属層１であるＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００５６】
Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。薄くすることによりＴＦＴ駆動回路３の発熱が迅速にＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１に伝達されるので、ＴＦＴ駆動回路３の温度上昇を抑制することが可能である。
【００５７】
ＡｌにＰｄを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．３ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【実施例３】
【００５８】
図６に、本発明の実施例３を示す。本発明の実施例３においては、Ａｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ金属層１と陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３絶縁層２とＳｉＯ２絶縁層２３からなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００５９】
図６は、本発明の実施例３のＯＬＥＤ概略断面図である。
厚さ０．１ｍｍのＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１５０ｎｍの絶縁層２を形成する。
陽極酸化は、次のように行った。化成液は３ｗｔ％の酒石酸水溶液をアンモニア水でＰＨ６．５〜７．０に中和し、更に容量比９倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ金属層１を陽極にＰｔ電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約６０μＡ／ｃｍ２にて行い、化成電圧は約１０Ｖで行った。
【００６０】
絶縁層２を形成後、スパッタ法にて厚さ約１００ｎｍのＳｉＯ２絶縁層２３を形成する。
Ａｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ層１の表面には、深さが約０．０２ｍｍの溝が形成されている。また、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。
【００６１】
絶縁層２３の上にＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。ＳｉＯ２はスパッタにて形成し、ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。
真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。
レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。スパッタは、真空度１×１０−５Ｐａに真空排気後、ＳｉＯ２ターゲットを使用し、Ａｒ−１０％Ｏ２ガスを導入し１３．５ＭＨｚの交流電力５００Ｗを投入し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
【００６２】
その後は、図６では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
基板１２の金属層１であるＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００６３】
Ａｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ層１の表面には、深さが約０．０２ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
【００６４】
ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。薄くすることによりＴＦＴ駆動回路３の発熱が迅速にＡｌ−１ｗｔ％Ｓｉ−０．５ｗｔ％Ｃｕ層１に伝達されるので、ＴＦＴ駆動回路３の温度上昇を抑制することが可能である。
ＡｌにＳｉとＣｕを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．１ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【実施例４】
【００６５】
図７に、本発明の実施例４を示す。本発明の実施例４においては、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１とＳｉＯ２絶縁層２３からなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００６６】
図７は、本発明の実施例４のＯＬＥＤ概略断面図である。厚さ０．３ｍｍのＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）にスパッタ法にて厚さ約１００ｎｍのＳｉＯ２絶縁層２３を形成する。Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝が形成されている。
【００６７】
また、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。
絶縁層２３を形成後、ＴＦＴ駆動回路３および平坦化膜４を形成する。
平坦化膜４の上には、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８としてトリスアルミニウムを８０ｎｍ厚、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００６８】
ＳｉＯ２はスパッタにて形成し、ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。スパッタは、真空度１×１０−５Ｐａに真空排気後、ＳｉＯ２ターゲットを使用し、Ａｒ−１０％Ｏ２ガスを導入し１３．５ＭＨｚの交流電力５００Ｗを投入し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。
【００６９】
発光層８からの熱と、ＴＦＴ駆動回路３からの熱とを効率的に放熱するために、実施例４では、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くするとともに、厚さ０．３ｍｍのＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）に形成した深さが約０．１ｍｍの溝の間隔を、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしている。
【００７０】
その後は、図７では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１にＴＦＴ駆動回路３により直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
基板１２の金属層１であるＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。
【００７１】
Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。溝の間隔を、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしたので、ＴＦＴ駆動回路３からの熱も十分に効率的に放熱することができる。
ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。
ＴＦＴ駆動回路３の下の領域の絶縁層２３の膜厚は約８５ｎｍと薄くなっている。薄くすることによりＴＦＴ駆動回路３の発熱が迅速にＡｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１に伝達されるので、ＴＦＴ駆動回路３の温度上昇を抑制することが可能である。また、Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｐｄ層１の表面に設けた深さが約０．１ｍｍの溝の間隔を、ＴＦＴ駆動回路３の下の領域では、密に形成して、放熱表面積を大きくしたので、ＴＦＴ駆動回路３からの熱も十分に効率的に放熱することができる。
【００７２】
ＡｌにＰｄを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．３ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。ＴＦＴ駆動回路３は、プレーナー技術または有機半導体技術にて画面部内（正確には画素部内）に形成する。
【００７３】
［実施の形態２］
図８は、本発明の実施の形態２を示すアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネル回路の概要を示す図である。
本発明の実施例１から４に示されたトップエミッション型有機発光ディスプレイは、有機発光層８の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置することができるので、パネル表面の発光領域を有効に活用できる効率的なアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネルを構成することができる。
【００７４】
図８において、有機発光ディスプレイパネルには、複数の走査線３１、３１、３１、３１が水平に配置され、複数のデータ線３２、３２、３２、３２が、走査線に垂直に配置される。
走査線３１とデータ線３２により、各画素領域が画定され、走査線３１に供給される走査線信号と、データ線３２により供給されるデータ線信号により、各画素領域内の駆動回路３が駆動される。駆動回路３の制御により、陽極５と陰極１１との間に直流電圧を印加し、電流を注入して有機発光層８より発光させる。
【００７５】
図８には、明示されていないが、図面の画素領域の最下面全体に金属板が配置され、その上に、各駆動回路３を含む層が配置され、また、その上に、反射陽極の層５が配置され、その上に有機発光層８が配置され、更に、その上に、透明陰極１１が配置される。また、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線が付加される。
走査線３１とデータ線３２により選択された駆動回路３の制御により、有機発光層８から発した光は、有機発光層８より下方に配置された反射陽極５により反射され、有機発光層８より上方に配置された透明陰極１１を透過して光が取り出されるトップエミッション型の有機発光ディスプレイパネルとなる。
【００７６】
以上のように、本発明では、駆動回路３が、各画素内の発光領域と重なる位置に配置されていても、反射陽極５を画素領域全体に配置することができ、また、その上に、有機発光層８、透明陰極１１を画素領域全体に配置することが可能であり、有機発光ディスプレイパネルの発光領域を最大限に活用できるアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイパネルを構成できる。
【００７７】
そして、本発明によれば、有機発光層８と駆動回路３とを近接配置したことによる発熱等の問題点については、基板を金属層と絶縁層とし、熱伝導性の良い金属材料を選択し、また、駆動回路３の下部の絶縁層の厚さや金属層に設けた放熱用の凹凸などを調整することにより解決することが可能である。
【００７８】
［実施の形態３］
図９は、本発明の実施の形態３を示すアクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイ装置の概要を示す図である。
図９において、アクティブマットリックス駆動の有機発光ディスプレイ装置は、アクティブマットリックス駆動のＯＬＥＤパネルと、走査線駆動回路と、データ線駆動回路とを備えている。また、図示されていないが、必要に応じて、電源回路及び電源供給線や制御信号を供給する制御線、電源制御回路、電源電圧供給回路、制御信号駆動回路等が付加される。
【００７９】
走査線駆動回路により走査線に走査線信号が供給され、データ線駆動回路によりデータ線にデータ線信号が供給されて、ＯＬＥＤパネル内の特定の画素が選択されると、画素内の駆動回路３が駆動され、駆動回路３の制御により、有機発光層５からの発光が、反射陽極５で反射されてＯＬＥＤパネルから取り出され、ＯＬＥＤパネルに画像表示を行うことができる。
【００８０】
［参考例］
本発明の実施例は、有機発光ディスプレイ内に駆動回路３を含むものであったが、図１０には、参考例として、ＴＦＴ駆動回路を作成せず、ほぼ全面均一に白色に発光する照明への適用例を示す。
参考例においては、Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１と陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３絶縁層２とからなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【００８１】
図１０は本発明の参考例ＯＬＥＤ概略断面図である。厚さ０．２ｍｍのＡｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１（熱伝導率約２３６Ｗ／ｍ・Ｋ）を陽極酸化によりＡｌ２Ｏ３で厚さ約１００ｎｍの絶縁層２を形成する。Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１とＡｌ２Ｏ３絶縁層２をもって基板１２とする。
【００８２】
Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝が形成されている。陽極酸化は、次のように行った。化成液は３ｗｔ％の酒石酸水溶液をアンモニア水でＰＨ６．５〜７．０に中和し、更に容量比９倍のエチレングレコールを混合したものを使用した。酸化はＡｌ−２ｗｔ％Ｎｄ金属層１を陽極にＰｔ電極を陰極として化成電流を流して行う。化成電流密度は約１２μＡ／ｃｍ２にて行い、化成電圧は８Ｖで行った。絶縁層２を形成後、順次、陽極（反射電極）５としてＡｌを１００ｎｍ厚、正孔注入層６としてアリールアミンを５０ｎｍ厚、正孔輸送層７としてα―ナフチルフェニルジアミンを５０ｎｍ厚、発光層８として白色燐光材料を合計膜厚約３０ｎｍ、電子輸送層９としてアルミニウムキノリノール錯体を５０ｎｍ厚、電子注入層１０としてＬｉＦを１０ｎｍ厚、陰極（透明電極）１１としてＩＴＯを１２０ｎｍ厚、を形成した。
【００８３】
ＩＴＯはレーザーアブレーション法にて形成し、その他は真空蒸着法にて形成した。真空蒸着は、真空装置の上方に設置した基板に対し、下方にモリブデン製のボートを設置し、真空度５×１０−５Ｐａに到達した時点で蒸着を開始し、０．３ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。基板温度は５０℃以下とした。レーザーアブレーションは、真空度５×１０−５Ｐａに真空排気後、ＩＴＯターゲットにＣＯ２ガスレーザーを照射し、２ｎｍ／ｓｅｃの速度で成膜した。その後は、図５では省略したが、紫外線硬化性エポキシ樹脂にて封止した。陽極５と陰極１１に直流電圧を印加し、電流を注入して発光層８より発光させる。
【００８４】
基板１２の金属層１であるＡｌ−２ｗｔ％Ｎｄは、熱伝導率が約２３６（Ｗ／ｍ・Ｋ）であり、従来のガラスでは熱伝導率０．５５〜０．７５（Ｗ／ｍ・Ｋ）であるので、約３００倍以上の熱伝導率があるため、ＯＬＥＤにて発生した熱が外部空気中に効率良く伝達し放熱し、ＯＬＥＤの温度上昇を抑制することが可能である。また、密度は、Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄが２．７（ｇ／ｃｍ３）でガラスが２．６（ｇ／ｃｍ３）であるので、同一厚さでもほぼ同一の重量にて作製できる。
【００８５】
Ａｌ−２ｗｔ％Ｎｄ層１の表面には、深さが約０．１ｍｍの溝を設けたが、溝を設けることにより金属表面の面積が増加するので周囲空気雰囲気との接触面積が増加し放熱しやすくなる。ディスプレイの組み立ての関係上、金属層表面に粘着剤や粘着シートや保護膜等を設ける場合でも、金属表面に凹凸を設けておけば、設けない場合より放熱効果は高くなり好ましい。基板を金属層とすることにより、ガラスでは不可能な基板のフレキシブル化も容易に作製可能となる。ＡｌにＮｄを添加することにより、耐応力性と耐食性が向上し、０．２ｍｍ厚と薄くしてフレキシブル化を図ることもできる。
【００８６】
以上は、照明等への適用提案であり、発光部の電極の加工は必要無く、電極およびＯＬＥＤ構成膜は、べた付けで構わない。
【００８７】
［他の実施例］
以上、各実施例、参考例において、詳細に説明したが、絶縁層はＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２に限定するものではなく、金属層の陽極酸化膜や自然酸化膜、ＡｌＮ，ＭｇＯ，Ｓｉ３Ｎ４，ＳｉＯｘＮｙ等の電気的絶縁性のあるものであれば良く、また、絶縁層は単層に限らず多層膜であっても本発明に含まれる。
金属層の厚さは特に限定するものではなく、板としての使用からフィルム状の使用まで、すなわち、ｃｍの単位からμｍの単位まで用途に合わせて使い分けることが可能である。
【００８８】
また、金属層表面に形成した溝は、形状、深さ等を規定するものではない。
また、本実施例では低分子系有機化合物からなるＯＬＥＤについて記載したが、高分子系有機化合物からなるＯＬＥＤにおいても、本発明の範囲に含まれる。
【００８９】
また、ＯＬＥＤの積層構造は、本実施例で示した、陽極、発光層、陰極の積層順番に限定するものではなく、陰極、発光層、陽極の順番でもかまわない。発光層は、Ｒ，Ｇ，Ｂの個別の発光層に分けることに限定するものではなく、白色発光層を形成し、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタにより画素を区別する場合でも良く、発光層を形成し、色変換層にて色を変換してその後カラーフィルタにより画素を区別する場合でも良い。
【００９０】
また、駆動回路はＴＦＴ駆動回路に限定するものではなく、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）駆動回路、ＳＩＴ（Ｓｔａｔｉｃ Ｉｎｄｕｃｔｉｏｉｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）駆動回路等、でも良い。
【００９１】
基板の画面内（正確には画素内）に駆動回路を設けずに、陰極と発光層と陽極をべた付けした照明用ＯＬＥＤにおいても、金属層と絶縁層からなる基板を用い、金属層の表面に溝形成を行うことにより、水分や酸素やアルカリ可動イオンの遮断と放熱効果を得ることが可能であるので、信頼性の高いＯＬＥＤ照明を実現することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明したように、本発明は、ＯＬＥＤを構成する有機化合物やＴＦＴ駆動回路等から発生する熱を金属層と絶縁層を含む光透過性を有しない基板を通して放熱することができ、かつ、水分や酸素やアルカリ可動イオンの遮断を行うことができるので良好なトップエミッション型ＯＬＥＤに利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の実施の形態１のトップエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図（実施例１）。
【図２】ガラス基板を用いた比較例としてのトップエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図。
【図３】本発明の実施例１と比較例との、点灯開始後の経過時間に対する輝度の変化を示す図。
【図４】本発明の実施例１と比較例との、点灯開始後の経過時間に対する温度の変化を示す図。
【図５】本発明の実施例２のトップエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図。
【図６】本発明の実施例３のトップエミッション型ＯＬＥＤの概略断面図。
【図７】本発明の実施例３のトップエミッション型ＯＬＥＤの概略断面図。
【図８】本発明の実施の形態２のアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型ＯＬＥＤパネルの概略図。
【図９】本発明の実施の形態３のアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型ＯＬＥＤ装置の概略図。
【図１０】ＴＦＴ駆動回路を作成せず、ほぼ全面均一に白色に発光する照明へ適用する参考例を示す図。
【図１１】従来のボトムエミッション型ＯＬＥＤ概略断面図である。３絶縁層２とからなる基板１２を用いたＯＬＥＤを提供する。
【図１２】無害な主要金属と、ガラスおよびポリカーボネイトの熱伝導率と密度を記載した表１を示す図。
【符号の説明】
【００９４】
１ 金属層
２，２３ 絶縁層
３ ＴＦＴ駆動回路
４ 平坦化層
５ 陽極（反射電極）
６ 正孔注入層
８ 発光層
９ 電子輸送層
１０ 電子注入層
１１ 陰極（透明電極）
１２ 金属層と絶縁層からなる基板
２０ ガラス基板
２１ 陽極（透明電極）
２２ 陰極（反射電極）
３１ 走査線
３２ データ線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、反射電極、有機発光層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層の発光領域と重なる位置に駆動回路を配置した層を積層すると共に、前記基板は、光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなることを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項２】
基板の上に、反射電極、有機発光層を含む層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置した層を積層すると共に、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層が存在する側と逆側の前記金属層の表面に放熱用の凹凸を設けたことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項３】
基板の上に、反射電極、有機発光層を含む層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置した層を積層し、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層の膜厚が前記ＴＦＴ駆動回路を配置した領域で薄いことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項４】
基板の上に、反射電極、有機発光層を含む層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置した層を積層し、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層の膜厚が前記駆動回路の領域で薄く、前記絶縁層が存在する側と逆側の金属層の表面に放熱用の凹凸を設け、前記駆動回路の位置に対応する領域では、前記凹凸の間隔が密で、放熱用の表面積が大きいことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項５】
前記基板は、ＡｌまたはＡｌ合金からなる金属層と絶縁層とからなることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項６】
前記基板の金属層のＡｌ合金は、主成分であるＡｌと、Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つの添加剤を含む合金、であることを特徴とする請求項５記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項７】
前記基板の絶縁層は、前記金属層の陽極酸化層を少なくとも含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイからなる複数の画素と、前記複数の画素内の各駆動回路を駆動して前記有機発光層から発光を行うように制御する走査線及びデータ線と、を備えたアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型有機発光ディスプレイパネル。
【請求項９】
請求項８記載のアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型有機発光ディスプレイパネルと、前記走査線に走査線信号を供給する走査線駆動回路と、前記データ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、を備えたアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型有機発光ディスプレイ装置。
【請求項１】
基板の上に、反射電極、有機発光層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層の発光領域と重なる位置に駆動回路を配置した層を積層すると共に、前記基板は、光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなることを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項２】
基板の上に、反射電極、有機発光層を含む層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置した層を積層すると共に、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層が存在する側と逆側の前記金属層の表面に放熱用の凹凸を設けたことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項３】
基板の上に、反射電極、有機発光層を含む層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置した層を積層し、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層の膜厚が前記ＴＦＴ駆動回路を配置した領域で薄いことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項４】
基板の上に、反射電極、有機発光層を含む層、透明電極を積層したトップエミッション型有機発光ディスプレイにおいて、
前記基板と前記反射電極との間に、前記有機発光層を含む層の発光領域と重なる位置にＴＦＴ駆動回路を配置した層を積層し、前記基板は、熱伝導性が良く光透過性を有しない金属層と絶縁層とからなり、前記基板の絶縁層の膜厚が前記駆動回路の領域で薄く、前記絶縁層が存在する側と逆側の金属層の表面に放熱用の凹凸を設け、前記駆動回路の位置に対応する領域では、前記凹凸の間隔が密で、放熱用の表面積が大きいことを特徴とするトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項５】
前記基板は、ＡｌまたはＡｌ合金からなる金属層と絶縁層とからなることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項６】
前記基板の金属層のＡｌ合金は、主成分であるＡｌと、Ｃｕ，Ｐｄ，Ｎｄ，Ｔｉ，Ｓｉ，Ｍｇ，Ｍｎの少なくとも１つの添加剤を含む合金、であることを特徴とする請求項５記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項７】
前記基板の絶縁層は、前記金属層の陽極酸化層を少なくとも含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７記載のトップエミッション型有機発光ディスプレイからなる複数の画素と、前記複数の画素内の各駆動回路を駆動して前記有機発光層から発光を行うように制御する走査線及びデータ線と、を備えたアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型有機発光ディスプレイパネル。
【請求項９】
請求項８記載のアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型有機発光ディスプレイパネルと、前記走査線に走査線信号を供給する走査線駆動回路と、前記データ線にデータ信号を供給するデータ線駆動回路と、を備えたアクティブマトリックス駆動のトップエミッション型有機発光ディスプレイ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３５１３１４（Ｐ２００６−３５１３１４Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１７４７４６（Ｐ２００５−１７４７４６）
【出願日】平成１７年６月１５日（２００５．６．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１５日（２００５．６．１５）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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