有機ＥＬ素子およびその製造方法、それを用いた有機ＥＬディスプレイ
【課題】 発光の外部取出効率を向上させた有機ＥＬ素子およびその製造方法、ならびにそれを用いた有機ＥＬディスプレイの提供。
【解決手段】 円筒状の透明体の側面に１つまたは複数の発光部を有する有機ＥＬ素子であって、１つまたは複数の発光部は、透明電極、有機ＥＬ層、反射電極および保護層が順次積層された構造を有し、透明電極は発光部の一端に位置する第１端子電極に接続され、反射電極は発光部の他端に位置する第２端子電極に接続され、第２端子電極外周面に絶縁層が設けられており、および第１端子電極および第２端子電極は、１つまたは複数の発光部よりも厚く形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【解決手段】 円筒状の透明体の側面に１つまたは複数の発光部を有する有機ＥＬ素子であって、１つまたは複数の発光部は、透明電極、有機ＥＬ層、反射電極および保護層が順次積層された構造を有し、透明電極は発光部の一端に位置する第１端子電極に接続され、反射電極は発光部の他端に位置する第２端子電極に接続され、第２端子電極外周面に絶縁層が設けられており、および第１端子電極および第２端子電極は、１つまたは複数の発光部よりも厚く形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子およびそれらの製造方法、ならびに該有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるため、無機ＥＬ素子またはＬＥＤと比較して高い発光輝度および発光効率が期待できる。また、表示素子としては、（１）高輝度および高コントラスト、（２）低電圧駆動と高い発光効率、（３）高解像度、（４）広視野角、（５）高応答速度、（６）微細化およびカラー化、（７）軽さおよび薄さ等の優れた特徴を有している。以上の点から、有機ＥＬ素子のディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
従来型の有機ＥＬ素子は、ガラスなどの透明体からなる透明基板上に透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に積層した構造を有している。しかしながら、この構造においては、有機ＥＬ層で発生した光の一部が透明基板／空気界面で反射され、全発光量の２０％程度が外部に取り出されるのみであることが問題とされている。
【０００４】
有機ＥＬ素子の発光の外部取出効率を向上させるために、透明体側面に有機ＥＬ素子を設けることが提案されてきている（特許文献１および２参照）。また、光通信用光源として、棒状の基材の周囲を取り巻くように有機ＥＬ素子を設け、その発光を基材内に導く構成が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６７７６９号公報
【特許文献２】特開２０００−２４２１９７号公報
【特許文献３】特開平８−３１５９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、複数の光ファイバの側面に、透明電極層、有機化合物層および金属電極層を順次積層し、それら複数の光ファイバを導電性バインダおよび２枚のコモン電極板で挟持した構造を開示している。この構造は光伝送用の光源に特化したものであり、複数の光ファイバ上に形成された透明電極層に対して別個の配線を必要とし、画像を表示するディスプレイに適した構造ではない。
【０００７】
また、特許文献２に記載される構造は、透明体の側面に透明第１電極、発光層（有機層）および反射性第２電極を有し、該透明体の一方の端面に反射性第２電極と電気的に接続される反射性膜（第３リード被膜）を有する有機ＥＬ素子を形成すること、および該素子を配列させたディスプレイを開示している。しかしながら、特許文献２の有機ＥＬ素子を形成する際には、電極を形成しない領域に対して、マスクテープを巻く、あるいは低沸点被膜を形成しておき、素子形成後にこれを除去する方法が開示されている。これらの方法は、工程数の増加に加えて、発光層（有機層）がダメージを受けて非発光の故障が発生する恐れがある。また、この方法では、大量生産が本質的に困難である。
【０００８】
さらに、有機ＥＬ素子を配列してディスプレイに組み立てる方法として、基板に差し込み孔を形成し、そこに有機ＥＬ素子を差し込む方法が示されている。しかしながら、この方法では有機ＥＬ素子を差し込む際に、何らかの方法で有機ＥＬ素子を把持する必要があり、かつ各素子の周辺にある程度の余裕が必要である。そのために、素子を把持する際の圧力により発光層が傷ついて寿命が短縮する恐れがあり、かつ高密度化・高精度化が困難になる。さらに、基板の差し込み孔の精度が充分高くなければ、棒状の素子が倒れる／差し込めないなどの障害が発生するおそれがある。
【０００９】
したがって、本発明は円筒状の透明体の側面に各構成層を積層した有機ＥＬ素子を用いて、高精細・高コントラストのディスプレイを容易に製作する技術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】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子は、円筒状の透明体の側面に１つまたは複数の発光部を有し、前記１つまたは複数の発光部は、透明電極、有機ＥＬ層、反射電極および保護層が順次積層された構造を有し、前記透明電極は発光部の一端に位置する第１端子電極に接続され、前記反射電極は発光部の他端に位置する第２端子電極に接続され、前記第２端子電極の外周面に絶縁層が設けられており、および前記第１端子電極および第２端子電極は、前記１つまたは複数の発光部よりも厚く形成されていることを特徴とする。ここで、第１端子電極の外周面に第１端子電極絶縁層がさらに設けられていてもよい。また、円筒状の透明体は、光ファイバであってもよい。さらに、前記円筒状の透明体と前記第１端子電極との間、および前記円筒状の透明体と前記第２端子電極との間に吸光層をさらに設けてもよい。
【００１１】
本発明の有機ＥＬ素子が複数の発光部を有する場合、有機ＥＬ素子の複数の発光部がそれぞれ異なる色の光を発してもよく、複数の発光部が異なる発光面積を有していてもよい。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ素子は、円筒状の透明体を提供する工程と、前記透明体の側面に第１および第２端子電極を形成する工程と、前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程とを含む方法によって製造することができる。特に複数の発光部を有する有機ＥＬ素子の場合、円筒状の透明体を提供する工程と、前記透明体の側面に、逆テーパー形状断面を有する複数の第１および第２端子電極を形成する工程と、前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で透明電極材料を付着させて、前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で有機ＥＬ層材料を付着させて、前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で反射電極材料を付着させて、前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程とを含む方法によって製造することができる。
【００１３】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、前述の有機ＥＬ素子からなる層と、その片面上に導電線を設けた絶縁シートとが交互に積層されており、前記層内の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続されていることを特徴とする。ここで、絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続が絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成されていてもよい。さらに、前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池がさらに配設されていてもよい。あるいはまた、前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサがさらに配設されており、前記光強度センサがフィードバック信号線を介して駆動回路に接続されていてもよい。
【００１４】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、前述の方法を用いて複数の有機ＥＬ素子を製造する工程と；複数の前記有機ＥＬ素子からなる複数の層と、その片面上に導電線を設けた複数の絶縁シートとを交互に積層する工程とを含み、前記複数の層内の複数の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続される方法によって製造することができる。ここで、前記絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続は、絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成してもよい。この方法において、前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池を配設する工程をさらに含んでもよい。あるいはまた、前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサを配設し、前記光強度センサをフィードバック信号線を介して駆動回路に接続する工程をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成を採ることによって、本発明の有機ＥＬ素子は透明体端面から光を取り出すので、発光の外部取出効率を向上させることが可能となる。また、本発明の有機ＥＬ素子においては、１つの透明体上に複数種の発光部を形成することができるので、ディスプレイの高精細化に有利である。さらに、複数種の発光部の発光面積を自由に設定することが可能であり、発光効率の低いまたは寿命の短い発光部の発光面積を大きくすることによって、単位面積当たりの発光量を低減させても同程度の輝度およびより長い寿命を得ることが可能となる。また、本発明の有機ＥＬ素子の端子電極は、外部接続のための端子としてのみならず、発光部保護のためのスペーサとして、および複数の発光部を形成する場合の透明電極および反射電極のマスクとしても機能することが可能である。
【００１６】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、前述の有機ＥＬ素子の層と、必要な要素を作成した絶縁シートとを交互に積層し、加熱しながら積層方向に圧力を印加するという簡便な方法で作製することができる。本発明の有機ＥＬ素子は１つの透明体上に複数種の発光部を形成することができるので、ディスプレイの高精細化に有利である。さらに、パッシブマトリクス駆動型において、発光部のそれぞれに対してマトリクスを形成することができるので、デューティ比の向上および輝度の増大に関しても有利である。
【００１７】
さらに、本発明の有機ＥＬディスプレイにおいては、表示面の反対側に光強度センサを配置することによって、経時による発光部の性能変化に対応するフィードバック制御を容易に行うことができる。さらに、本発明の有機ＥＬディスプレイの表示面の反対側に光電池を配置することによって、低消費電力化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子の基本的構造を図１に示す。図１において、円筒状の透明体１の側面に、第１端子電極２および第２端子電極３が形成され、それら２つの電極の間に、透明電極４、有機ＥＬ層５、反射電極６、および保護層７が形成され、さらに第２端子電極３の外周面に絶縁膜８が形成されている。
【００１９】
円筒状の透明体１は、可視光（波長４００〜７００ｎｍ）に対して透明であり、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明体１は、ガラス、およびポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂でを用いて形成される。あるいはまた、高屈折率のコアと低屈折率のクラッドとを有する光ファイバーを透明体１として用いてもよい。
【００２０】
第１端子電極２および第２端子電極３は、高い導電率を有し、透明体１と高い密着力を有する金属または合金を用いて形成することができる。用いることができる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉおよびそれら金属を含む合金を含む。これら端子電極は、完成した素子を配列する際に、素子間のスペーサとしても機能するので、端子電極間に積層される層の総厚よりも大きな厚さを有することが必要であり、好ましくは１μｍ〜１００μｍの厚さとすることができる。
【００２１】
任意選択的に、第１端子電極２および第２端子電極３と透明体１との間に吸光層（不図示）を設けてもよい。このような吸光層を設けて金属による光反射を防止することによって、完成した素子のコントラスト比を向上させること、および入射した外光の素子の光取り出し側と反対側の端面への到達を防止することができる。さらに、吸光層は、透明体１ならびに第１および第２端子電極２，３と良好な密着性を有することが求められる。吸光層は、Ｃｒおよびその酸化物または黒色レジストのような材料を用いて形成することができる。
【００２２】
透明電極４は、第１端子電極２と電気的に接続され、かつ第２端子電極３とは電気的に接続されない電極である。透明電極４は、第１端子電極２の側面と接触しており、また、必要に応じて電気的接続を確実にするために、第１端子電極２の上面に至るように形成されていてもよい（図１参照）。透明電極４は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して好ましくは５０％以上、より好ましくは８５％以上の透過率を有することが好ましい。透明電極４は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極４は、通常５０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲内の厚さを有することが望ましい。
【００２３】
上記のような材料を用いて形成される透明電極４は、通常の場合、陽極（正孔注入電極）として用いられる。透明電極４を陰極（電子注入電極）として用いる場合には、透明電極４と有機ＥＬ層５との界面にバッファ層（不図示）を設けて、電子注入効率を向上させることが望ましい。バッファ層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などの用いることができるが、それらに限定されるものではない。バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
有機ＥＬ層５は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および／または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を有して形成される。たとえば、下記のような層構成からなるものが採用される。
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される）
【００２５】
有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体（Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体など）、スチリルベンゼン系化合物（４，４’−ビス（ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）など）、ポルフィリン系化合物、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される（非特許文献２および非特許文献３参照）。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物（たとえば出光興産製ＩＤＥ−１２０など）、Ｎ，Ｎ’−ジトリル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニルアミン（ＴＰＤ）、アルミニウムトリス（８−キノリノラート）（Ａｌｑ３）等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン（青紫色）、クマリン６（青色）、キナクリドン系化合物（青緑色〜緑色）、ルブレン（黄色）、４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ、赤色）、白金オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ、赤色）などを用いることができる。
【００２６】
正孔注入層の材料としては、Ｐｃ類（ＣｕＰｃなどを含む）またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ＭＴＤＡＰＢ（ｏ−，ｍ−，ｐ−）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどを含む。
【００２７】
電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体；ＰＢＤ、ＴＰＯＢのようなオキサジアゾール誘導体；ＴＡＺのようなトリアゾール誘導体；以下に示す構造を有するもののようなトリアジン誘導体；フェニルキノキサリン類；ＢＭＢ−２Ｔのようなチオフェン誘導体などを用いることができる。電子注入層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。
【００２８】
有機ＥＬ層５を構成するそれぞれの層は、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。
【００２９】
反射電極６は、第２端子電極３と電気的に接続され、かつ第１端子電極２とは電気的に接続されない電極である。反射電極６は、第２端子電極３の側面と接触しており、また、必要に応じて電気的接続を確実にするために、第２端子電極３上面に至るように形成されていてもよい（図１参照）。反射電極６は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰおよびＣｒＢなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、ＮｉＡｌなどを含む。
【００３０】
反射電極６は、通常の場合、陰極として用いられる。反射電極６を陰極として用いる場合には、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。あるいはまた、反射電極６と有機ＥＬ層５との界面に、前述のバッファ層を設けて有機ＥＬ層５に対する電子注入の効率を向上させてもよい。反射電極６を陽極として用いる場合には、反射電極６と有機ＥＬ層５との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層５に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。
【００３１】
反射電極６は、通常５０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲内の厚さを有して、有機ＥＬ層５が発する光を透明体１の方向へと反射させることが望ましい。
【００３２】
保護層７は、その下に形成される反射電極６以下の各構成層を物理的に保護するために、第１端子電極２と第２端子電極３との間に形成される層である。第１端子電極２（すなわち透明電極４）と第２端子電極３および反射電極６との間の電気的導通を防止するため、保護層７は電気絶縁性材料を用いて形成される。また、有機ＥＬ層５を水分および酸素から保護することが要求される場合、保護層７が水分・酸素遮断性を有することが望ましい。保護層７を形成するのに好ましい材料は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯ２のような絶縁性酸化物、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＢＮのような絶縁性窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙのような絶縁性酸化窒化物、またはＳｉＣのような絶縁性炭化物を用いて形成することができる。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂を用いて保護層７を形成してもよい。熱可塑性樹脂を用いて保護層７を形成する場合、後述する絶縁層８と一体として保護層７を形成してもよい。
【００３３】
絶縁層８は、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いてディスプレイを形成する際に、隣接する第２端子電極３間の絶縁を提供し、必要な部分のみに電気的接触を形成するための層である。絶縁層８は、少なくとも第２端子電極３の外周面上に形成され、必要に応じて第２端子電極３の両底面を覆うように形成されてもよい。詳細は後述するが、熱および圧力の印加時に塑性変形して第２端子電極３を露出させるために、絶縁層８を熱可塑性を有する材料を用いて形成することが好ましい。用いることができる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどを含む。上記のような絶縁および塑性変形による電極の露出を実現するために、絶縁層８は、第２端子電極３外周面上で０．５〜５μｍの膜厚を有することが望ましい。必要に応じて、別途形成される保護層７の上に至る絶縁層８を形成してもよく、前述のように保護層７と絶縁層８とを一体として形成してもよい。
【００３４】
本実施形態の変形例を図２に示す。図２の有機ＥＬ素子は、第１端子電極２を覆うように第１端子電極絶縁層９が形成されていることを除いて、図１の有機ＥＬ素子と同様の構造を有する。第１端子電極絶縁層９は、有機ＥＬ素子を用いてパッシブマトリクス駆動型ディスプレイを形成する場合には任意選択的に設けてもよい層である。第１端子電極絶縁層９は、少なくとも第１端子電極２の外周面上に形成され、必要に応じて第１端子電極２の両底面を覆うように形成されてもよい。第１端子電極絶縁層９は、絶縁層８と同様の材料で形成することができる。また、第１端子電極絶縁層９は、第１端子電極２外周面上で０．２〜２μｍの膜厚を有することが望ましい。絶縁層８と第１端子電極絶縁層９とを、同一の材料を用いて同時に形成してもよい。
【００３５】
本実施形態のさらなる変形例として、透明体１と透明電極４との間に色変換フィルタ層（不図示）をさらに形成してもよい。本発明における色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層、色変換層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層構造のいずれであってもよい。カラーフィルタ層は、特定の波長域の光を透過させる層である。一方、色変換層は、入射光の波長分布変換を行い異なる波長域の光を放射する層である。色変換フィルタ層としてカラーフィルタ層と色変換層との積層構造を用いる場合、カラーフィルタ層を透明体１の側に、色変換層を透明電極４の側に配置することが望ましい。このような配置とすることによって、色変換層にて波長分布変換されて放射される光の色純度をカラーフィルタ層を用いて向上させることが可能となる。
【００３６】
カラーフィルタ層は、フラットパネルディスプレイ用材料などの当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
【００３７】
色変換層は、１種または複数種の色変換色素と、マトリクス樹脂とを含む層である。色変換色素は、入射光を吸収して、異なる波長域の光を放射する色素である。たとえば、青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウムパークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などを用いることができる。また、青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、たとえば３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などを用いることができる。マトリクス樹脂としては、熱可塑性樹脂に加えて、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）の硬化物を用いることができる。
【００３８】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板として用いる平面状透明体の上に形成した有機ＥＬ層を発した光を透明体を透過させて取り出すのではなく、円筒状の透明体の周囲側面に形成した有機ＥＬ層を発した光を円筒状透明体の端面から取り出すため、平面状透明体の際に発生した透明体横方向への光の散逸がなく、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。特に、発光部に比べて厚く形成される第１および第２端子電極は、外部接続のための端子としてのみならず、発光部を保護するスペーサとしての機能をも有するものである。
【００３９】
次に、図３を参照して、本実施形態の有機ＥＬ素子の製造を説明する。最初に、図３（ａ）に示すように、透明体１の周囲にマスク２１ａを配設して、複数の部分からなる金属膜１０を蒸着などのドライプロセスを用いて形成する。あるいはまた、透明体１の側面全面に金属を積層した後に、フォトリソグラフ法などの方法を用いて所望のパターンを有する金属膜１０を得ることも可能である。次いで、図３（ｂ）に示すように、所定の位置にマスク２１ｂを配設して、金属膜１０を１つおきにドライプロセスによりエッチングして、第１端子電極に対応するより薄い金属膜１０ａと、第２端子電極に対応するより厚い金属膜１０ｂとを形成する。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、金属膜１０の１つおきにマスク２１ｃを配設して、蒸着などのドライプロセスにより透明電極４を形成する。この際に、マスク２１ｃは、その下にある金属膜１０よりも大きくして、透明電極４と下にある金属膜１０とが導通しないようにする。最終的には、マスク２１ｃを配設した金属膜１０が第２端子電極３を構成し、マスク２１ｃが配設されなかった金属膜１０が第１端子電極２を構成する。
【００４１】
次に、図３（ｄ）に示すように、各金属膜１０に相当する位置にマスク２１ｄを配設して、蒸着などのドライプロセスにより有機ＥＬ層５を形成する。有機ＥＬ層５が複数の層から構成される場合、各構成層を順次的に蒸着することによって形成することができる。
【００４２】
次に、図３（ｅ）に示すように、金属膜１０の１つおきに相当する位置に、マスク２１ｅを配設する。マスク２１ｅの配設位置は、図３（ｃ）に示したマスク２１ｃとは異なる位置であり、マスク２１ｅを配設した位置の金属膜１０が最終的に第１端子電極２を形成する。また、マスク２１ｃと同様に、マスク２１ｅは、その下にある金属膜１０よりも大きくして、反射電極６と下にある金属膜１０とが導通しないようにする。その後に、蒸着などのドライプロセスにより反射電極６を形成する。
【００４３】
次に、図３（ｆ）に示すように、各金属膜１０に相当する位置にマスク２１ｆを配設し、蒸着などのドライプロセスによって保護層７を形成する。そして、図３（ｇ）に示すように、図３（ｃ）においてマスク２１ｃを配設しなかった領域を覆うようにマスク２１ｇを配設し、蒸着などのドライプロセスによって絶縁層８を形成する。
【００４４】
最後に、図３（ｈ）に示すように、各金属膜１０を切断して、複数の有機ＥＬ素子１００を形成する。なお、図３（ｈ）においては、第１端子電極２から第２端子電極３へ向かう方向を矢印で示した。
【００４５】
第１端子電極絶縁層９をさらに含む変形例の素子を形成する場合には、図３（ｇ）の切断工程の前に、図３（ｅ）においてマスク２１ｅを配設しなかった領域を覆うようなマスクを形成し、蒸着などのドライプロセスによって第１端子電極絶縁層９を形成することができる。
【００４６】
また、色変換フィルタ層を含む変形例の素子を形成する場合には、図３（ｃ）に示した透明電極４の形成工程の前に、複数の金属膜１０の間の領域に色変換フィルタ層を形成する。たとえば、色変換色素と光硬化性または光熱硬化性樹脂との混合物を透明体１の側面に塗布した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングして、複数の金属膜１０の間の領域に色変換フィルタ層を形成してもよい。あるいはまた、色変換色素とマトリクス樹脂との混合物を複数の金属膜１０の間の領域のみに塗布して、色変換フィルタ層を形成してもよい。
【００４７】
次に、図４〜図６を参照して、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造方法を説明する。最初に図４（ｂ）に示すように、走査線を形成するための導電線４１を形成した絶縁シート４０上に、導電線４１と第１端子電極２とが接触するような状態で、有機ＥＬ素子を整列させる。導電線４１の有機ＥＬ素子が配置される位置に窪みを設けて、有機ＥＬ素子の整列をより容易にしてもよい。図４（ａ）に示すように隣接する有機ＥＬ素子の第１端子電極２が接触し、図４（ｃ）に示すように隣接する有機ＥＬ素子の第２端子電極３がそれらを覆う絶縁層８を介して接触するように密に整列させることが、解像度および精細度の向上のために望ましい。また、絶縁シート４０の長さは、有機ＥＬ素子の長さより短くして、第２端子電極３の位置に絶縁シートを存在させないようにする。
【００４８】
次に、このように絶縁シート４０上に有機ＥＬ素子を整列させたものを、図５（ｂ）に示すように複数層積層させる。この際に、積層方向にて隣接する有機ＥＬ素子の第２端子電極３が接触するように配置することが必要である。図５（ａ）および（ｃ）に示すように、加熱と同時に、積層方向に圧力を印加する。図５（ａ）に示す第１端子電極２の側では、第１端子電極２と導電線４１とが融合して、絶縁シート４０の表面方向に延びる走査線が形成される。第１端子電極絶縁層９を含む変形例においては、最初に第１端子電極絶縁層９の塑性変形によって第１端子電極２と導電線４１とが接触し、その後に融合することによって走査線が形成される。この場合には、塑性変形した第１端子電極絶縁層９が、有機ＥＬ素子と絶縁シートとの接着剤としても機能することができる。一方、図５（ｃ）に示す第２端子電極３の側では、絶縁層８の塑性変形によって隣接する第２端子電極３が接触し、その後に融合することによって、絶縁シート４０を貫く方向に延びるデータ線が形成される。この場合にも、塑性変形した絶縁層８が有機ＥＬ素子同士の接着剤として機能することができる。
【００４９】
最後に、図５に示した工程で得られた複数の絶縁シート４０上の導電線４１を走査線ドライバ２２０と接続し、および第２端子電極３から形成されるデータ線をデータ線ドライバ２１０と接続し、最後に封止ケース内に格納することによって、パッシブマトリクス駆動型のディスプレイを形成することができる。
【００５０】
図６に示したディスプレイにおいて、全ての有機ＥＬ発光素子を同種のもので構成すれば単色表示のディスプレイとなり、複数種の有機ＥＬ発光素子、より好ましくは赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光を発する有機ＥＬ発光素子を組み合わせて構成すれば多色表示（フルカラー表示を含む）のディスプレイとなる。
【００５１】
なお、図６においては、全ての有機ＥＬ発光素子が同一の長さを有する場合を例示したが、積層方向に整列されてデータ線を形成する一連の素子が同じ長さを有することを条件として、複数種の長さ（すなわち発光面積）を有する有機ＥＬ発光素子を用いてディスプレイを形成しててもよい。たとえば、他のものと比較して発光効率が低いまたは寿命が短い１種の有機ＥＬ発光素子を、他の種類の素子よりも長く（すなわち発光面積を大きく）してもよい。このような構成をとることによって、発光効率が低い有機ＥＬ素子あるいは寿命が短い有機ＥＬ素子に対して過剰の電圧を印加することなしに所望の輝度を得ることができるので、ディスプレイ全体としての寿命を長くすることが可能となる。
【００５２】
本発明の第２の実施形態の多色発光有機ＥＬ素子は、１つの透明体１の上に複数の有機ＥＬ発光部が形成された素子であり、ＲＧＢの３種の発光部を有する有機ＥＬ素子の構成例を図７に示す。３種の発光部１１０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、透明電極４と透明体１との間に色変換フィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が設けられていること、第１端子電極２および第２端子電極３の断面が逆テーパー形状を有すること、ならびに絶縁層８が発光部の側面全面を覆っていることを除いて、第１の実施形態の有機ＥＬ素子と同等の構造を有する。
【００５３】
図８を参照して、第２の実施形態の多色発光有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。最初に、図８（ａ）に示す透明体１の上に、蒸着法などのドライプロセスを用いて、図８（ｂ）に示すように金属膜１０を形成する。あるいはまた、第１端子電極２および第２端子電極３と透明体１との間に吸光層（不図示）が必要な場合には、金属膜の形成の前に黒色の材料からなる吸光層を形成してもよい。
【００５４】
次に、図８（ｃ）に示すように、第１端子電極２および第２端子電極３を形成する位置にエッチングマスク２２を設ける。次に、図８（ｄ）に示すように、酸などのエッチング液を用いて、エッチングマスク２２を設けた部分以外の金属膜１０（および、存在する場合には吸光層）を除去して、第１端子電極２および第２端子電極３を形成する。この際に、エッチング液を斜め方向から吹き付けることによって第１端子電極２および第２端子電極３の断面を逆テーパー形状にすることができる。なお、図８（ｄ）においては、第１端子電極２の内側面および第２端子電極３の外側面に傾斜を与えるためのエッチング液の吹付方向を示したが、逆方向に吹付を行うことによって第１端子電極２の外側面および第２端子電極３の内側面にも傾斜を与え、全体として第１端子電極２および第２端子電極３を逆テーパー形状にすることができる。この際に、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３との間の導通（発光層を介した導通を含む）を防止するために、隣接する２つのエッチングマスク間の間隔を２０μｍ以下にすることが必要である。
【００５５】
次に、図８（ｅ）に示すように、第１端子電極２および第２端子電極３の間の領域に色変換フィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成する。図８においては、赤色発光部となる部分を長くした構成を示しているが、各発光部の長さは、それぞれの発光効率を考慮して適宜決定することができる。色変換フィルタ層３０の形成は、色変換色素と光硬化性または光熱硬化性樹脂との混合物を透明体１の側面に塗布した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングすることによって行うことができる。あるいはまた、色変換色素とマトリクス樹脂との混合物を複数の金属膜１０の間の領域のみに塗布して、色変換フィルタ層３０を形成してもよい。なお、複数の発光部の発光色の変化を複数種の発光層を用いることで達成する場合、色変換フィルタ層３０の形成を省略することができる。
【００５６】
次に、図８（ｆ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用い、端子電極の逆テーパーの角度よりも浅い角度の方向から透明電極材料を付着させて、透明電極４を形成する。この際に、第２端子電極３がマスクとして機能し、第１−第２端子電極間に形成される透明電極４と第２端子電極３とは電気的に接続されない。また、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３との間の間隔が２０μｍ以下に設定されているので、当該領域の透明体１の上に透明電極４が形成されることがなく、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３とは電気的に接続されない。
【００５７】
次に、図８（ｇ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用い、端子電極の逆テーパーの角度よりも深い角度の方向（より好ましくは透明体１の表面に対して垂直方向）から有機ＥＬ層材料を付着させて、有機ＥＬ層５を形成する。多層構造の有機ＥＬ層５を形成する場合には、逆テーパーの角度よりも深いことを条件として、各構成層材料の付着角度を少しずつ変化させることが好ましい。この際、端子電極が逆テーパー形状を有しているため、有機ＥＬ層５が第１および第２端子電極と直接接触することはない。また、透明電極４と反射電極６との短絡を防止するため、透明電極４の第２端子電極３側の端面を覆うように有機ＥＬ層５を形成することができる。
【００５８】
次に、図８（ｈ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用い、端子電極の逆テーパーの角度よりも浅い角度の方向から反射電極材料を付着させて、反射電極６を形成する。反射電極材料の付着方向は、透明電極材料の付着方向とは反対の方向から行われる。この際に、第１端子電極２がマスクとして機能し、第１−第２端子電極間に形成される反射電極６と第１端子電極２とは電気的に接続されない。また、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３との間の間隔が２０μｍ以下に設定されているので、当該領域の透明体１の上に反射電極６が形成されることがなく、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３とは電気的に接続されない。また、透明電極４の第２端子電極３側の端面を覆うように有機ＥＬ層５を形成されているので、透明電極４と反射電極６との短絡が発生することもない。以上のように、大きな厚さを有する逆テーパー形状の第１および第２端子電極２および３をマスクとして用い、各構成層の付着方向を制御することによって、透明電極４と反射電極６とが短絡しない構造の有機ＥＬ素子を形成することが可能となる。
【００５９】
次いで、図８（ｉ）に示すように、第１および第２端子電極２および３に相当する位置にマスク２３を配設し、蒸着などのドライプロセスを用いて、各発光部の上に保護層７を形成する。そして、図８（ｊ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用いて、有機ＥＬ素子側面全体に絶縁層８を形成する。
【００６０】
最後に図８（ｋ）に示すように、所定の位置で透明体１を切断して個々の有機ＥＬ素子を取り出す。これまでの技術では、有機ＥＬ層の各構成層を形成するために、基板としての透明体１または製造中間体に対して工程毎にマスクの配設および除去を必要としたが、本発明の方法では、大きな厚さを有する逆テーパー形状の第１および第２端子電極２および３をマスクとして用いることによって製造することが可能となる。
【００６１】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板として用いる平面状透明体の上に形成した有機ＥＬ層を発した光を透明体を透過させて取り出すのではなく、円筒状の透明体の周囲側面に形成した有機ＥＬ層を発した光を円筒状透明体の端面から取り出すため、平面状透明体の際に発生した透明体横方向への光の散逸がなく、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。特に、発光部に比べて厚く形成される第１および第２端子電極は、外部接続のための端子として、および発光部を保護するスペーサとしての機能のみならず、その製造方法において透明電極および反射電極を適所に配置するためのマスクとしての機能をも有するものである。また、本実施形態の有機ＥＬ素子は、１つの透明体の上に異なる色を発する複数種の発光部を設けることが可能となることから、画素の高精細化に有利である。
【００６２】
なお、図７においては、複数種の発光部が等しい長さ（すなわち発光面積）を有する場合を例示したが、発光部の種類に依存してその長さ（すなわち発光面積）を変化させてもよい。たとえば、他の発光部と比較して発光効率が低いまたは寿命が短い１種の発光部を、他の発光部よりも長く（すなわち発光面積を大きく）してもよい。このような構成をとることによって、発光効率が低い有機ＥＬ素子あるいは寿命が短い発光部に対して過剰の電圧を印加することなしに所望の輝度を得ることができるので、ディスプレイ全体としての寿命を長くすることが可能となる。
【００６３】
本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を用いてパッシブマトリクス駆動型ディスプレイの製造方法を、図９を参照して説明する。ここで、図９（ａ）は１つの層の上面図であり、図９（ｂ）は１つの層の絶縁シート５０の断面を示す図である。１つの層を形成する絶縁シート５０は、有機ＥＬ素子１００の第１端子電極２に相当する位置に導電線５１（ａ〜ｃ）を有し、第２端子電極３に相当する位置に絶縁シートを貫通する貫通導電部５２（ａ〜ｃ）を有する。絶縁シート５０の上に位置を合わせて有機ＥＬ素子１００を配設した中間体を形成し、該中間体を積層して、加熱しながら積層方向に圧力を印加することによって、各有機ＥＬ素子１００の第１端子電極２と導電線５１とが融合し、絶縁シート表面方向に延びる走査線を形成する。同時に、各有機ＥＬ素子１００の第２端子電極３と貫通導電部５２とが融合し、絶縁シート貫通方向に延びるデータ線を形成する。このように形成された走査線およびデータ線を駆動回路と接続することによってディスプレイが形成される。得られたディスプレイを、封止ケースに格納してもよい。
【００６４】
従来の平面型ディスプレイにおいてＲＧＢの副画素を表示面上に並べなければならなかったのに対して、図９に示した本発明のディスプレイにおいては表示面の奥行方向に複数種の発光部を配置することができるので、ディスプレイの高精細化に有利である。また、従来型のパッシブマトリクス駆動型ディスプレイではＲＧＢの副画素をまとめてマトリクス駆動しなければならなかったのに対して、図９に示したディスプレイにおいては、ＲＧＢのそれぞれの発光部に対して独立したマトリクスが形成されるので、デューティ比を高め、ひいてはディスプレイの輝度を向上させることが可能となる。
【００６５】
以上のように、適切な構造を有する絶縁シートと有機ＥＬ素子とを交互に積層して加熱圧着させることによって、簡便に、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイを構成することが可能となる。
【００６６】
必要に応じて、上記のようにして得られるディスプレイの光取り出し端と反対側の端面に光電池（太陽電池など）を配設してもよい。光電池を配設することによって、透明体１に入射する光を光電池で吸収して、得られるディスプレイのコントラスト比の向上を図ることが可能となる。また、各発光部で発光し、光取り出し端と反対側に出射する光を光電池で吸収して電力を回収および再利用することによって、ディスプレイの消費電力を低減することが可能となる。
【００６７】
さらに、絶縁シートの有機ＥＬ素子の光取り出し端と反対側の端面に光強度センサを配設してもよい。それぞれの光強度センサは、単一の受光素子で形成されていてもよいし、または複数種の発光部に対応したフィルタを有する複数種の受光素子を組み合わせて形成してもよい。複数種の発光部の輝度を光強度センサで測定し、その測定結果を駆動回路へとフィードバックして、各発光部が所定の輝度で発光するように電流量を制御することができる。なお、この場合には、各有機ＥＬ素子の透明体と端子電極との間に吸光層を形成することが特に好ましい。吸光層の存在によって、光強度センサへの外光の到達を防止することができ、光強度センサが素子の複数種の発光部の輝度を高精度で測定することが可能となり、より容易なフィードバック制御が可能となるからである。
【実施例】
【００６８】
（実施例１）
図１０に示す方法にしたがって、単色発光の有機ＥＬ素子を形成した。最初に、図１０（ａ）に示すように、透明体１として、クラッド径（外径）２１０μｍ、コア径２００μｍの光ファイバーを準備した。
【００６９】
次に、図１０（ｂ）に示すように、透明体１の側面全体にわたって膜厚３５μｍのＡｌ膜１０を形成した。そして、マスクを設けた後にエッチングし、図１０（ｃ）に示すように、２個１対のＡｌ層１０ａおよび１０ｂを配設した。それぞれのＡｌ層は１００μｍの幅を有し、対をなす２つのＡｌ層１０ａおよび１０ｂは１０μｍ間隔で配置され、それぞれの組は５００μｍ間隔で配置された。次いで、対をなす２つの一方のＡｌ層１０ｂの上のみにマスクを設けてエッチングを行い、Ａｌ層１０ａの膜厚を２０μｍとした。
【００７０】
次に、図１０（ｄ）に示すように、Ａｌ層１０ａおよび１０ｂに対して、１０％水酸化ナトリウム溶液を透明体１の軸に対して６０度の方向から吹き付けて、側面をエッチングして、逆テーパ形状とした。なお、図１０（ｄ）においては、一方の方向のみを示したが、逆の方向からも水酸化ナトリウム溶液の吹付を行って、Ａｌ層１０ａおよび１０ｂの両方を逆テーパ形状（側面の逆テーパ角６０度）とした。
【００７１】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ＩＴＯを透明体１の軸に対して４５度の方向から斜め蒸着して、膜厚２２０ｎｍの透明電極４を形成した。Ａｌ層１０ａおよび１０ｂの逆テーパ形状の効果により、透明電極４はＡｌ層１０ａと導通し、Ａｌ層１０ｂとは電気的に分離された。
【００７２】
次に、図１０（ｆ）に示すように、透明電極４の上に有機ＥＬ層５を形成した。有機ＥＬ層５は、真空を破ることなしに、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層および電子注入層を、垂直方向からの蒸着によって順次製膜することによって形成した。本実施例においては、正孔注入層は膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）であり、正孔輸送層は膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）であり、有機発光層は膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）であり、電子注入層は膜厚２０ｎｍのアルミニウムトリス（８−キノリノラート）であった。
【００７３】
この後に、図１０（ｇ）に示すように、有機ＥＬ層５の上にアルミニウムを斜め蒸着して膜厚２００ｎｍの反射電極６を形成した。ここで、アルミニウムの蒸着方向は、ＩＴＯの蒸着方向とは反対方向であり、透明体１の軸に対して４５度の方向とした。
【００７４】
そして、図１０（ｈ）に示すように、Ａｌ層１０ａおよび１０ｂをマスク２１ｇを用いてマスクし、ＣＶＤ法を用いて窒化ケイ素を堆積させて、保護層７を形成した。次いで、図１０（ｉ）に示すように、Ａｌ層１０ｂの全面に、膜厚５μｍのエチレン−酢酸ビニルを蒸着させて、絶縁層８を形成した。
【００７５】
最後に、図１０（ｊ）に示すように１対のＡｌ層１０ａおよび１０ｂの間で透明体を切断して、棒状の有機ＥＬ素子を得た。ここで、Ａｌ層１０ａが第１端子電極２となり、Ａｌ層１０ｂが第２端子電極３となる。
【００７６】
次に、得られた棒状有機ＥＬ素子を用いてディスプレイパネルを形成した。幅２００μｍ、厚さ３０μｍのポリイミドフィルムシート上に、幅５０μｍ、厚さ２００ｎｍのＡｌ配線を形成した。このポリイミドフィルムシート上に、第１端子電極２がＡｌ配線に接触するようにして、１２０個の棒状有機ＥＬ素子を配置した。これを６０段重ねて治具により保持し、８０℃に加熱しながら積層方向に圧力を印加して圧着した。この圧着工程により、第２端子電極３の上に形成された絶縁膜８（エチレン−酢酸ビニル）が一部溶融して、第２端子電極３の電気的接触が実現され、積層方向に導通された。以上の方法によって、棒状有機ＥＬ素子を用いて、パッシブマトリクス駆動型ディスプレイ構造が得られた。
【００７７】
上記の工程において、透明電極４を形成する前にファイバーを３つの群に分割し、それぞれの群のファイバーのＡｌ層１０ａおよび１０ｂの間の領域に赤色、緑色または青色のカラーフィルター層を配設することによって、赤色、緑色および青色の棒状発光素子を形成した。そして、得られた３種の棒状発光素子を組み合わせて前述のようにディスプレイパネルを形成することによって、４０×２０ピクセルのフルカラー表示が可能なディスプレイパネルを得ることができた。
【００７８】
（実施例２）
実施例１におけるＡｌ層の逆テーパ形成（図１０（ａ）〜（ｄ）に相当）までを繰り返した。ここで、透明体１の側面全体にわたって形成されたＡｌ膜のエッチングの際に、連続する３つの発光部となる部分の長さ（すなわち、対をなさないＡｌ層１０ａとＡｌ層１０ｂとの間の距離）を、６（赤色発光部）：２（緑色発光部）：３（青色発光部）になるようにＡｌ層をエッチングした。最初に、青色発光部となる透明体１の側面に、青色フィルタ材料（富士フイルムエレクトロニックマテリアルズ製：カラーモザイクＣＢ−７００１）を塗布した。
【００７９】
次に、蛍光色素であるクマリン６（０．７重量部）をプロピレングリコールモノエチルアセテート（１２０重量部）中に溶解させ、光重合性樹脂（新日鐵化成工業株式会社製、ＶＰＡ１００／Ｐ５）を添加して塗布液を得た。この塗布液を、緑色発光部となる透明体１の側面に塗布した。
【００８０】
さらに、蛍光色素であるクマリン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット（０．３重量部）をプロピレングリコールモノエチルアセテート（１２０重量部）中に溶解させ、光重合性樹脂（新日鐵化成工業株式会社製、ＶＰＡ１００／Ｐ５）を添加して塗布液を得た。この塗布液を、赤色発光部となる透明体１の側面に塗布した。
【００８１】
そして、端子電極となるＡｌ層１０ａおよび１０ｂをマスクした後に、上述のように形成した色変換フィルタ層の上に、膜厚０．３μｍのＳｉＯ２をＣＶＤ法によって堆積させて、パッシベーション層とした。
【００８２】
次いで、実施例１と同様にして、透明電極４、有機ＥＬ層５、反射電極６、保護層７および絶縁膜８の形成を行い、最後に、それぞれの素子が赤色、緑色および青色発光部を含むように、所定の位置のＡｌ層１０ａ、１０ｂの対の間で透明体１を切断して、棒状有機ＥＬ素子を形成した。
【００８３】
さらに、実施例１と同様にして、得られた棒状有機ＥＬ素子を配列・積層した。ここで、使用したポリイミドフィルムシートは、各色発光部の第１端子電極２に相当する位置に導電線５１（Ａｌ線）を有し、および各色発光部の第２端子電極３に相当する位置にシートを貫通する貫通導電部５２を有した。得られた積層体を熱圧着することによって、多色表示が可能なパッシブマトリクス駆動型ディスプレイが得られた。得られたディスプレイは、赤色、緑色および青色のそれぞれを独立的にパッシブマトリクス駆動して、通常の平面型ディスプレイに比較してデューティ比を３倍にすることができた。
【００８４】
（実施例３）
実施例１にて形成したディスプレイにおいて、光出射側とは反対側の端部に光電池をさらに配設した。それぞれの棒状有機ＥＬ素子において、光出射側とは反対の端から出射する光のエネルギーを光電池により回収・再利用した。この構成をとることによって、ディスプレイの電力消費率が１５％減少した。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｈ）は各工程を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造の１工程を示す図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ａ）および（ｃ）は各端面の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造の１工程を示す図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ａ）および（ｃ）は各端面の断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｋ）はそれぞれの工程を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたパッシブマトリクス駆動型ディスプレイの構成例を示す図であり、（ａ）は１つの層の上面図であり、（ｂ）は絶縁シートの断面図である。
【図１０】本発明の実施例１の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｊ）はそれぞれの工程を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 透明体
２ 第１端子電極
３ 第２端子電極
４ 透明電極
５ 有機ＥＬ層
６ 反射電極
７ 保護層
８ 絶縁層
９ 第１端子電極絶縁層
１０ 金属膜
２１（ａ〜ｇ） マスク
３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ） 色変換フィルタ層
４０、５０ 絶縁シート
４１、５１（ａ〜ｃ） 導電線
５２（ａ〜ｃ） 貫通導電部
１００ 有機ＥＬ素子
１１０（Ｒ，Ｇ，Ｂ） 発光部
２１０ データ線ドライバ
２２０ 走査線ドライバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子およびそれらの製造方法、ならびに該有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるため、無機ＥＬ素子またはＬＥＤと比較して高い発光輝度および発光効率が期待できる。また、表示素子としては、（１）高輝度および高コントラスト、（２）低電圧駆動と高い発光効率、（３）高解像度、（４）広視野角、（５）高応答速度、（６）微細化およびカラー化、（７）軽さおよび薄さ等の優れた特徴を有している。以上の点から、有機ＥＬ素子のディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
従来型の有機ＥＬ素子は、ガラスなどの透明体からなる透明基板上に透明電極、有機ＥＬ層および反射電極をこの順に積層した構造を有している。しかしながら、この構造においては、有機ＥＬ層で発生した光の一部が透明基板／空気界面で反射され、全発光量の２０％程度が外部に取り出されるのみであることが問題とされている。
【０００４】
有機ＥＬ素子の発光の外部取出効率を向上させるために、透明体側面に有機ＥＬ素子を設けることが提案されてきている（特許文献１および２参照）。また、光通信用光源として、棒状の基材の周囲を取り巻くように有機ＥＬ素子を設け、その発光を基材内に導く構成が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３６７７６９号公報
【特許文献２】特開２０００−２４２１９７号公報
【特許文献３】特開平８−３１５９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、複数の光ファイバの側面に、透明電極層、有機化合物層および金属電極層を順次積層し、それら複数の光ファイバを導電性バインダおよび２枚のコモン電極板で挟持した構造を開示している。この構造は光伝送用の光源に特化したものであり、複数の光ファイバ上に形成された透明電極層に対して別個の配線を必要とし、画像を表示するディスプレイに適した構造ではない。
【０００７】
また、特許文献２に記載される構造は、透明体の側面に透明第１電極、発光層（有機層）および反射性第２電極を有し、該透明体の一方の端面に反射性第２電極と電気的に接続される反射性膜（第３リード被膜）を有する有機ＥＬ素子を形成すること、および該素子を配列させたディスプレイを開示している。しかしながら、特許文献２の有機ＥＬ素子を形成する際には、電極を形成しない領域に対して、マスクテープを巻く、あるいは低沸点被膜を形成しておき、素子形成後にこれを除去する方法が開示されている。これらの方法は、工程数の増加に加えて、発光層（有機層）がダメージを受けて非発光の故障が発生する恐れがある。また、この方法では、大量生産が本質的に困難である。
【０００８】
さらに、有機ＥＬ素子を配列してディスプレイに組み立てる方法として、基板に差し込み孔を形成し、そこに有機ＥＬ素子を差し込む方法が示されている。しかしながら、この方法では有機ＥＬ素子を差し込む際に、何らかの方法で有機ＥＬ素子を把持する必要があり、かつ各素子の周辺にある程度の余裕が必要である。そのために、素子を把持する際の圧力により発光層が傷ついて寿命が短縮する恐れがあり、かつ高密度化・高精度化が困難になる。さらに、基板の差し込み孔の精度が充分高くなければ、棒状の素子が倒れる／差し込めないなどの障害が発生するおそれがある。
【０００９】
したがって、本発明は円筒状の透明体の側面に各構成層を積層した有機ＥＬ素子を用いて、高精細・高コントラストのディスプレイを容易に製作する技術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】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子は、円筒状の透明体の側面に１つまたは複数の発光部を有し、前記１つまたは複数の発光部は、透明電極、有機ＥＬ層、反射電極および保護層が順次積層された構造を有し、前記透明電極は発光部の一端に位置する第１端子電極に接続され、前記反射電極は発光部の他端に位置する第２端子電極に接続され、前記第２端子電極の外周面に絶縁層が設けられており、および前記第１端子電極および第２端子電極は、前記１つまたは複数の発光部よりも厚く形成されていることを特徴とする。ここで、第１端子電極の外周面に第１端子電極絶縁層がさらに設けられていてもよい。また、円筒状の透明体は、光ファイバであってもよい。さらに、前記円筒状の透明体と前記第１端子電極との間、および前記円筒状の透明体と前記第２端子電極との間に吸光層をさらに設けてもよい。
【００１１】
本発明の有機ＥＬ素子が複数の発光部を有する場合、有機ＥＬ素子の複数の発光部がそれぞれ異なる色の光を発してもよく、複数の発光部が異なる発光面積を有していてもよい。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ素子は、円筒状の透明体を提供する工程と、前記透明体の側面に第１および第２端子電極を形成する工程と、前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程とを含む方法によって製造することができる。特に複数の発光部を有する有機ＥＬ素子の場合、円筒状の透明体を提供する工程と、前記透明体の側面に、逆テーパー形状断面を有する複数の第１および第２端子電極を形成する工程と、前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で透明電極材料を付着させて、前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で有機ＥＬ層材料を付着させて、前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で反射電極材料を付着させて、前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程とを含む方法によって製造することができる。
【００１３】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、前述の有機ＥＬ素子からなる層と、その片面上に導電線を設けた絶縁シートとが交互に積層されており、前記層内の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続されていることを特徴とする。ここで、絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続が絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成されていてもよい。さらに、前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池がさらに配設されていてもよい。あるいはまた、前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサがさらに配設されており、前記光強度センサがフィードバック信号線を介して駆動回路に接続されていてもよい。
【００１４】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、前述の方法を用いて複数の有機ＥＬ素子を製造する工程と；複数の前記有機ＥＬ素子からなる複数の層と、その片面上に導電線を設けた複数の絶縁シートとを交互に積層する工程とを含み、前記複数の層内の複数の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続される方法によって製造することができる。ここで、前記絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続は、絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成してもよい。この方法において、前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池を配設する工程をさらに含んでもよい。あるいはまた、前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサを配設し、前記光強度センサをフィードバック信号線を介して駆動回路に接続する工程をさらに含んでもよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成を採ることによって、本発明の有機ＥＬ素子は透明体端面から光を取り出すので、発光の外部取出効率を向上させることが可能となる。また、本発明の有機ＥＬ素子においては、１つの透明体上に複数種の発光部を形成することができるので、ディスプレイの高精細化に有利である。さらに、複数種の発光部の発光面積を自由に設定することが可能であり、発光効率の低いまたは寿命の短い発光部の発光面積を大きくすることによって、単位面積当たりの発光量を低減させても同程度の輝度およびより長い寿命を得ることが可能となる。また、本発明の有機ＥＬ素子の端子電極は、外部接続のための端子としてのみならず、発光部保護のためのスペーサとして、および複数の発光部を形成する場合の透明電極および反射電極のマスクとしても機能することが可能である。
【００１６】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、前述の有機ＥＬ素子の層と、必要な要素を作成した絶縁シートとを交互に積層し、加熱しながら積層方向に圧力を印加するという簡便な方法で作製することができる。本発明の有機ＥＬ素子は１つの透明体上に複数種の発光部を形成することができるので、ディスプレイの高精細化に有利である。さらに、パッシブマトリクス駆動型において、発光部のそれぞれに対してマトリクスを形成することができるので、デューティ比の向上および輝度の増大に関しても有利である。
【００１７】
さらに、本発明の有機ＥＬディスプレイにおいては、表示面の反対側に光強度センサを配置することによって、経時による発光部の性能変化に対応するフィードバック制御を容易に行うことができる。さらに、本発明の有機ＥＬディスプレイの表示面の反対側に光電池を配置することによって、低消費電力化を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の有機ＥＬ素子の基本的構造を図１に示す。図１において、円筒状の透明体１の側面に、第１端子電極２および第２端子電極３が形成され、それら２つの電極の間に、透明電極４、有機ＥＬ層５、反射電極６、および保護層７が形成され、さらに第２端子電極３の外周面に絶縁膜８が形成されている。
【００１９】
円筒状の透明体１は、可視光（波長４００〜７００ｎｍ）に対して透明であり、積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。好ましい透明体１は、ガラス、およびポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂（ポリメチルメタクリレートを含む）、ポリエステル樹脂（ポリエチレンテレフタレートを含む）、ポリカーボネート樹脂、またはポリイミド樹脂などの樹脂でを用いて形成される。あるいはまた、高屈折率のコアと低屈折率のクラッドとを有する光ファイバーを透明体１として用いてもよい。
【００２０】
第１端子電極２および第２端子電極３は、高い導電率を有し、透明体１と高い密着力を有する金属または合金を用いて形成することができる。用いることができる材料は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｎｉおよびそれら金属を含む合金を含む。これら端子電極は、完成した素子を配列する際に、素子間のスペーサとしても機能するので、端子電極間に積層される層の総厚よりも大きな厚さを有することが必要であり、好ましくは１μｍ〜１００μｍの厚さとすることができる。
【００２１】
任意選択的に、第１端子電極２および第２端子電極３と透明体１との間に吸光層（不図示）を設けてもよい。このような吸光層を設けて金属による光反射を防止することによって、完成した素子のコントラスト比を向上させること、および入射した外光の素子の光取り出し側と反対側の端面への到達を防止することができる。さらに、吸光層は、透明体１ならびに第１および第２端子電極２，３と良好な密着性を有することが求められる。吸光層は、Ｃｒおよびその酸化物または黒色レジストのような材料を用いて形成することができる。
【００２２】
透明電極４は、第１端子電極２と電気的に接続され、かつ第２端子電極３とは電気的に接続されない電極である。透明電極４は、第１端子電極２の側面と接触しており、また、必要に応じて電気的接続を確実にするために、第１端子電極２の上面に至るように形成されていてもよい（図１参照）。透明電極４は、波長４００〜８００ｎｍの光に対して好ましくは５０％以上、より好ましくは８５％以上の透過率を有することが好ましい。透明電極４は、ＩＴＯ（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、Ｓｎ酸化物、Ｉｎ酸化物、ＩＺＯ（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、Ｚｎ酸化物、Ｚｎ−Ａｌ酸化物、Ｚｎ−Ｇａ酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極４は、通常５０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲内の厚さを有することが望ましい。
【００２３】
上記のような材料を用いて形成される透明電極４は、通常の場合、陽極（正孔注入電極）として用いられる。透明電極４を陰極（電子注入電極）として用いる場合には、透明電極４と有機ＥＬ層５との界面にバッファ層（不図示）を設けて、電子注入効率を向上させることが望ましい。バッファ層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などの用いることができるが、それらに限定されるものではない。バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には１０ｎｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
有機ＥＬ層５は、有機発光層を少なくとも含み、必要に応じて正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層および／または電子注入層を含む。これらの各層は、それぞれにおいて所望される特性を実現するのに充分な膜厚を有して形成される。たとえば、下記のような層構成からなるものが採用される。
（１）有機発光層
（２）正孔注入層／有機発光層
（３）有機発光層／電子注入層
（４）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（５）正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（上記の構成において、陽極として機能する電極が左側に接続され、陰極として機能する電極が右側に接続される）
【００２５】
有機発光層の材料としては、任意の公知の材料を用いることができる。たとえば、青色から青緑色の発光を得るためには、例えば縮合芳香環化合物、環集合化合物、金属錯体（Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体など）、スチリルベンゼン系化合物（４，４’−ビス（ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）など）、ポルフィリン系化合物、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される（非特許文献２および非特許文献３参照）。あるいはまた、ホスト化合物にドーパントを添加することによって、種々の波長域の光を発する有機発光層を形成してもよい。ホスト化合物としては、ジスチリルアリーレン系化合物（たとえば出光興産製ＩＤＥ−１２０など）、Ｎ，Ｎ’−ジトリル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニルアミン（ＴＰＤ）、アルミニウムトリス（８−キノリノラート）（Ａｌｑ３）等を用いることができる。ドーパントとしては、ペリレン（青紫色）、クマリン６（青色）、キナクリドン系化合物（青緑色〜緑色）、ルブレン（黄色）、４−ジシアノメチレン−２−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−６−メチル−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ、赤色）、白金オクタエチルポルフィリン錯体（ＰｔＯＥＰ、赤色）などを用いることができる。
【００２６】
正孔注入層の材料としては、Ｐｃ類（ＣｕＰｃなどを含む）またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。正孔輸送層は、トリアリールアミン部分構造、カルバゾール部分構造、オキサジアゾール部分構造を有する材料を用いて形成することができる。用いることができる材料は、好ましくは、ＴＰＤ、α−ＮＰＤ、ＭＴＤＡＰＢ（ｏ−，ｍ−，ｐ−）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡなどを含む。
【００２７】
電子輸送層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体；ＰＢＤ、ＴＰＯＢのようなオキサジアゾール誘導体；ＴＡＺのようなトリアゾール誘導体；以下に示す構造を有するもののようなトリアジン誘導体；フェニルキノキサリン類；ＢＭＢ−２Ｔのようなチオフェン誘導体などを用いることができる。電子注入層の材料としては、Ａｌｑ３のようなアルミニウム錯体、あるいはアルカリ金属ないしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体などを用いることができる。
【００２８】
有機ＥＬ層５を構成するそれぞれの層は、蒸着（抵抗加熱または電子ビーム加熱）などの当該技術において知られている任意の手段を用いて形成することができる。
【００２９】
反射電極６は、第２端子電極３と電気的に接続され、かつ第１端子電極２とは電気的に接続されない電極である。反射電極６は、第２端子電極３の側面と接触しており、また、必要に応じて電気的接続を確実にするために、第２端子電極３上面に至るように形成されていてもよい（図１参照）。反射電極６は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成されることが好ましい。高反射率の金属は、Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなどを含む。高反射率のアモルファス合金は、ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰおよびＣｒＢなどを含む。高反射率の微結晶性合金は、ＮｉＡｌなどを含む。
【００３０】
反射電極６は、通常の場合、陰極として用いられる。反射電極６を陰極として用いる場合には、前述の高反射率金属、アモルファス合金または微結晶性合金に対して、仕事関数が小さい材料であるリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムなどのアルカリ土類金属を添加して合金化し、電子注入効率を向上させることができる。あるいはまた、反射電極６と有機ＥＬ層５との界面に、前述のバッファ層を設けて有機ＥＬ層５に対する電子注入の効率を向上させてもよい。反射電極６を陽極として用いる場合には、反射電極６と有機ＥＬ層５との界面に、前述の導電性透明金属酸化物の層を設けて有機ＥＬ層５に対する正孔注入の効率を向上させてもよい。
【００３１】
反射電極６は、通常５０ｎｍ以上、好ましくは５０ｎｍ〜１μｍ、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲内の厚さを有して、有機ＥＬ層５が発する光を透明体１の方向へと反射させることが望ましい。
【００３２】
保護層７は、その下に形成される反射電極６以下の各構成層を物理的に保護するために、第１端子電極２と第２端子電極３との間に形成される層である。第１端子電極２（すなわち透明電極４）と第２端子電極３および反射電極６との間の電気的導通を防止するため、保護層７は電気絶縁性材料を用いて形成される。また、有機ＥＬ層５を水分および酸素から保護することが要求される場合、保護層７が水分・酸素遮断性を有することが望ましい。保護層７を形成するのに好ましい材料は、ＳｉＯｘ、ＡｌＯｘ、ＴｉＯ２のような絶縁性酸化物、ＳｉＮｘ，ＡｌＮｘ、ＢＮのような絶縁性窒化物、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌＯｘＮｙのような絶縁性酸化窒化物、またはＳｉＣのような絶縁性炭化物を用いて形成することができる。あるいはまた、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどの熱可塑性樹脂を用いて保護層７を形成してもよい。熱可塑性樹脂を用いて保護層７を形成する場合、後述する絶縁層８と一体として保護層７を形成してもよい。
【００３３】
絶縁層８は、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いてディスプレイを形成する際に、隣接する第２端子電極３間の絶縁を提供し、必要な部分のみに電気的接触を形成するための層である。絶縁層８は、少なくとも第２端子電極３の外周面上に形成され、必要に応じて第２端子電極３の両底面を覆うように形成されてもよい。詳細は後述するが、熱および圧力の印加時に塑性変形して第２端子電極３を露出させるために、絶縁層８を熱可塑性を有する材料を用いて形成することが好ましい。用いることができる熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリエステルなどを含む。上記のような絶縁および塑性変形による電極の露出を実現するために、絶縁層８は、第２端子電極３外周面上で０．５〜５μｍの膜厚を有することが望ましい。必要に応じて、別途形成される保護層７の上に至る絶縁層８を形成してもよく、前述のように保護層７と絶縁層８とを一体として形成してもよい。
【００３４】
本実施形態の変形例を図２に示す。図２の有機ＥＬ素子は、第１端子電極２を覆うように第１端子電極絶縁層９が形成されていることを除いて、図１の有機ＥＬ素子と同様の構造を有する。第１端子電極絶縁層９は、有機ＥＬ素子を用いてパッシブマトリクス駆動型ディスプレイを形成する場合には任意選択的に設けてもよい層である。第１端子電極絶縁層９は、少なくとも第１端子電極２の外周面上に形成され、必要に応じて第１端子電極２の両底面を覆うように形成されてもよい。第１端子電極絶縁層９は、絶縁層８と同様の材料で形成することができる。また、第１端子電極絶縁層９は、第１端子電極２外周面上で０．２〜２μｍの膜厚を有することが望ましい。絶縁層８と第１端子電極絶縁層９とを、同一の材料を用いて同時に形成してもよい。
【００３５】
本実施形態のさらなる変形例として、透明体１と透明電極４との間に色変換フィルタ層（不図示）をさらに形成してもよい。本発明における色変換フィルタ層は、カラーフィルタ層、色変換層、またはカラーフィルタ層と色変換層との積層構造のいずれであってもよい。カラーフィルタ層は、特定の波長域の光を透過させる層である。一方、色変換層は、入射光の波長分布変換を行い異なる波長域の光を放射する層である。色変換フィルタ層としてカラーフィルタ層と色変換層との積層構造を用いる場合、カラーフィルタ層を透明体１の側に、色変換層を透明電極４の側に配置することが望ましい。このような配置とすることによって、色変換層にて波長分布変換されて放射される光の色純度をカラーフィルタ層を用いて向上させることが可能となる。
【００３６】
カラーフィルタ層は、フラットパネルディスプレイ用材料などの当該技術において知られている任意の材料を用いて形成することができる。
【００３７】
色変換層は、１種または複数種の色変換色素と、マトリクス樹脂とを含む層である。色変換色素は、入射光を吸収して、異なる波長域の光を放射する色素である。たとえば、青色から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇ、ローダミン３Ｂ、ローダミン１０１、ローダミン１１０、スルホローダミン、ベーシックバイオレット１１、ベーシックレッド２などのローダミン系色素、シアニン系色素、１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジニウムパークロレート（ピリジン１）などのピリジン系色素、あるいはオキサジン系色素などを用いることができる。また、青色ないし青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、たとえば３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン６）、３−（２’−ベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン７）、３−（２’−Ｎ−メチルベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノ−クマリン（クマリン３０）、２，３，５，６−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジン（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン（クマリン１５３）などのクマリン系色素、あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイエロー５１、さらにはソルベントイエロー１１、ソルベントイエロー１１６などのナフタルイミド系色素などを用いることができる。マトリクス樹脂としては、熱可塑性樹脂に加えて、光硬化性または光熱併用型硬化性樹脂（レジスト）の硬化物を用いることができる。
【００３８】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板として用いる平面状透明体の上に形成した有機ＥＬ層を発した光を透明体を透過させて取り出すのではなく、円筒状の透明体の周囲側面に形成した有機ＥＬ層を発した光を円筒状透明体の端面から取り出すため、平面状透明体の際に発生した透明体横方向への光の散逸がなく、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。特に、発光部に比べて厚く形成される第１および第２端子電極は、外部接続のための端子としてのみならず、発光部を保護するスペーサとしての機能をも有するものである。
【００３９】
次に、図３を参照して、本実施形態の有機ＥＬ素子の製造を説明する。最初に、図３（ａ）に示すように、透明体１の周囲にマスク２１ａを配設して、複数の部分からなる金属膜１０を蒸着などのドライプロセスを用いて形成する。あるいはまた、透明体１の側面全面に金属を積層した後に、フォトリソグラフ法などの方法を用いて所望のパターンを有する金属膜１０を得ることも可能である。次いで、図３（ｂ）に示すように、所定の位置にマスク２１ｂを配設して、金属膜１０を１つおきにドライプロセスによりエッチングして、第１端子電極に対応するより薄い金属膜１０ａと、第２端子電極に対応するより厚い金属膜１０ｂとを形成する。
【００４０】
次に、図３（ｃ）に示すように、金属膜１０の１つおきにマスク２１ｃを配設して、蒸着などのドライプロセスにより透明電極４を形成する。この際に、マスク２１ｃは、その下にある金属膜１０よりも大きくして、透明電極４と下にある金属膜１０とが導通しないようにする。最終的には、マスク２１ｃを配設した金属膜１０が第２端子電極３を構成し、マスク２１ｃが配設されなかった金属膜１０が第１端子電極２を構成する。
【００４１】
次に、図３（ｄ）に示すように、各金属膜１０に相当する位置にマスク２１ｄを配設して、蒸着などのドライプロセスにより有機ＥＬ層５を形成する。有機ＥＬ層５が複数の層から構成される場合、各構成層を順次的に蒸着することによって形成することができる。
【００４２】
次に、図３（ｅ）に示すように、金属膜１０の１つおきに相当する位置に、マスク２１ｅを配設する。マスク２１ｅの配設位置は、図３（ｃ）に示したマスク２１ｃとは異なる位置であり、マスク２１ｅを配設した位置の金属膜１０が最終的に第１端子電極２を形成する。また、マスク２１ｃと同様に、マスク２１ｅは、その下にある金属膜１０よりも大きくして、反射電極６と下にある金属膜１０とが導通しないようにする。その後に、蒸着などのドライプロセスにより反射電極６を形成する。
【００４３】
次に、図３（ｆ）に示すように、各金属膜１０に相当する位置にマスク２１ｆを配設し、蒸着などのドライプロセスによって保護層７を形成する。そして、図３（ｇ）に示すように、図３（ｃ）においてマスク２１ｃを配設しなかった領域を覆うようにマスク２１ｇを配設し、蒸着などのドライプロセスによって絶縁層８を形成する。
【００４４】
最後に、図３（ｈ）に示すように、各金属膜１０を切断して、複数の有機ＥＬ素子１００を形成する。なお、図３（ｈ）においては、第１端子電極２から第２端子電極３へ向かう方向を矢印で示した。
【００４５】
第１端子電極絶縁層９をさらに含む変形例の素子を形成する場合には、図３（ｇ）の切断工程の前に、図３（ｅ）においてマスク２１ｅを配設しなかった領域を覆うようなマスクを形成し、蒸着などのドライプロセスによって第１端子電極絶縁層９を形成することができる。
【００４６】
また、色変換フィルタ層を含む変形例の素子を形成する場合には、図３（ｃ）に示した透明電極４の形成工程の前に、複数の金属膜１０の間の領域に色変換フィルタ層を形成する。たとえば、色変換色素と光硬化性または光熱硬化性樹脂との混合物を透明体１の側面に塗布した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングして、複数の金属膜１０の間の領域に色変換フィルタ層を形成してもよい。あるいはまた、色変換色素とマトリクス樹脂との混合物を複数の金属膜１０の間の領域のみに塗布して、色変換フィルタ層を形成してもよい。
【００４７】
次に、図４〜図６を参照して、本実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造方法を説明する。最初に図４（ｂ）に示すように、走査線を形成するための導電線４１を形成した絶縁シート４０上に、導電線４１と第１端子電極２とが接触するような状態で、有機ＥＬ素子を整列させる。導電線４１の有機ＥＬ素子が配置される位置に窪みを設けて、有機ＥＬ素子の整列をより容易にしてもよい。図４（ａ）に示すように隣接する有機ＥＬ素子の第１端子電極２が接触し、図４（ｃ）に示すように隣接する有機ＥＬ素子の第２端子電極３がそれらを覆う絶縁層８を介して接触するように密に整列させることが、解像度および精細度の向上のために望ましい。また、絶縁シート４０の長さは、有機ＥＬ素子の長さより短くして、第２端子電極３の位置に絶縁シートを存在させないようにする。
【００４８】
次に、このように絶縁シート４０上に有機ＥＬ素子を整列させたものを、図５（ｂ）に示すように複数層積層させる。この際に、積層方向にて隣接する有機ＥＬ素子の第２端子電極３が接触するように配置することが必要である。図５（ａ）および（ｃ）に示すように、加熱と同時に、積層方向に圧力を印加する。図５（ａ）に示す第１端子電極２の側では、第１端子電極２と導電線４１とが融合して、絶縁シート４０の表面方向に延びる走査線が形成される。第１端子電極絶縁層９を含む変形例においては、最初に第１端子電極絶縁層９の塑性変形によって第１端子電極２と導電線４１とが接触し、その後に融合することによって走査線が形成される。この場合には、塑性変形した第１端子電極絶縁層９が、有機ＥＬ素子と絶縁シートとの接着剤としても機能することができる。一方、図５（ｃ）に示す第２端子電極３の側では、絶縁層８の塑性変形によって隣接する第２端子電極３が接触し、その後に融合することによって、絶縁シート４０を貫く方向に延びるデータ線が形成される。この場合にも、塑性変形した絶縁層８が有機ＥＬ素子同士の接着剤として機能することができる。
【００４９】
最後に、図５に示した工程で得られた複数の絶縁シート４０上の導電線４１を走査線ドライバ２２０と接続し、および第２端子電極３から形成されるデータ線をデータ線ドライバ２１０と接続し、最後に封止ケース内に格納することによって、パッシブマトリクス駆動型のディスプレイを形成することができる。
【００５０】
図６に示したディスプレイにおいて、全ての有機ＥＬ発光素子を同種のもので構成すれば単色表示のディスプレイとなり、複数種の有機ＥＬ発光素子、より好ましくは赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）の光を発する有機ＥＬ発光素子を組み合わせて構成すれば多色表示（フルカラー表示を含む）のディスプレイとなる。
【００５１】
なお、図６においては、全ての有機ＥＬ発光素子が同一の長さを有する場合を例示したが、積層方向に整列されてデータ線を形成する一連の素子が同じ長さを有することを条件として、複数種の長さ（すなわち発光面積）を有する有機ＥＬ発光素子を用いてディスプレイを形成しててもよい。たとえば、他のものと比較して発光効率が低いまたは寿命が短い１種の有機ＥＬ発光素子を、他の種類の素子よりも長く（すなわち発光面積を大きく）してもよい。このような構成をとることによって、発光効率が低い有機ＥＬ素子あるいは寿命が短い有機ＥＬ素子に対して過剰の電圧を印加することなしに所望の輝度を得ることができるので、ディスプレイ全体としての寿命を長くすることが可能となる。
【００５２】
本発明の第２の実施形態の多色発光有機ＥＬ素子は、１つの透明体１の上に複数の有機ＥＬ発光部が形成された素子であり、ＲＧＢの３種の発光部を有する有機ＥＬ素子の構成例を図７に示す。３種の発光部１１０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、透明電極４と透明体１との間に色変換フィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が設けられていること、第１端子電極２および第２端子電極３の断面が逆テーパー形状を有すること、ならびに絶縁層８が発光部の側面全面を覆っていることを除いて、第１の実施形態の有機ＥＬ素子と同等の構造を有する。
【００５３】
図８を参照して、第２の実施形態の多色発光有機ＥＬ素子の製造方法を説明する。最初に、図８（ａ）に示す透明体１の上に、蒸着法などのドライプロセスを用いて、図８（ｂ）に示すように金属膜１０を形成する。あるいはまた、第１端子電極２および第２端子電極３と透明体１との間に吸光層（不図示）が必要な場合には、金属膜の形成の前に黒色の材料からなる吸光層を形成してもよい。
【００５４】
次に、図８（ｃ）に示すように、第１端子電極２および第２端子電極３を形成する位置にエッチングマスク２２を設ける。次に、図８（ｄ）に示すように、酸などのエッチング液を用いて、エッチングマスク２２を設けた部分以外の金属膜１０（および、存在する場合には吸光層）を除去して、第１端子電極２および第２端子電極３を形成する。この際に、エッチング液を斜め方向から吹き付けることによって第１端子電極２および第２端子電極３の断面を逆テーパー形状にすることができる。なお、図８（ｄ）においては、第１端子電極２の内側面および第２端子電極３の外側面に傾斜を与えるためのエッチング液の吹付方向を示したが、逆方向に吹付を行うことによって第１端子電極２の外側面および第２端子電極３の内側面にも傾斜を与え、全体として第１端子電極２および第２端子電極３を逆テーパー形状にすることができる。この際に、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３との間の導通（発光層を介した導通を含む）を防止するために、隣接する２つのエッチングマスク間の間隔を２０μｍ以下にすることが必要である。
【００５５】
次に、図８（ｅ）に示すように、第１端子電極２および第２端子電極３の間の領域に色変換フィルタ層３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成する。図８においては、赤色発光部となる部分を長くした構成を示しているが、各発光部の長さは、それぞれの発光効率を考慮して適宜決定することができる。色変換フィルタ層３０の形成は、色変換色素と光硬化性または光熱硬化性樹脂との混合物を透明体１の側面に塗布した後に、フォトリソグラフ法などを用いてパターニングすることによって行うことができる。あるいはまた、色変換色素とマトリクス樹脂との混合物を複数の金属膜１０の間の領域のみに塗布して、色変換フィルタ層３０を形成してもよい。なお、複数の発光部の発光色の変化を複数種の発光層を用いることで達成する場合、色変換フィルタ層３０の形成を省略することができる。
【００５６】
次に、図８（ｆ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用い、端子電極の逆テーパーの角度よりも浅い角度の方向から透明電極材料を付着させて、透明電極４を形成する。この際に、第２端子電極３がマスクとして機能し、第１−第２端子電極間に形成される透明電極４と第２端子電極３とは電気的に接続されない。また、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３との間の間隔が２０μｍ以下に設定されているので、当該領域の透明体１の上に透明電極４が形成されることがなく、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３とは電気的に接続されない。
【００５７】
次に、図８（ｇ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用い、端子電極の逆テーパーの角度よりも深い角度の方向（より好ましくは透明体１の表面に対して垂直方向）から有機ＥＬ層材料を付着させて、有機ＥＬ層５を形成する。多層構造の有機ＥＬ層５を形成する場合には、逆テーパーの角度よりも深いことを条件として、各構成層材料の付着角度を少しずつ変化させることが好ましい。この際、端子電極が逆テーパー形状を有しているため、有機ＥＬ層５が第１および第２端子電極と直接接触することはない。また、透明電極４と反射電極６との短絡を防止するため、透明電極４の第２端子電極３側の端面を覆うように有機ＥＬ層５を形成することができる。
【００５８】
次に、図８（ｈ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用い、端子電極の逆テーパーの角度よりも浅い角度の方向から反射電極材料を付着させて、反射電極６を形成する。反射電極材料の付着方向は、透明電極材料の付着方向とは反対の方向から行われる。この際に、第１端子電極２がマスクとして機能し、第１−第２端子電極間に形成される反射電極６と第１端子電極２とは電気的に接続されない。また、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３との間の間隔が２０μｍ以下に設定されているので、当該領域の透明体１の上に反射電極６が形成されることがなく、隣接する発光部の一方の第１端子電極２と他方の第２端子電極３とは電気的に接続されない。また、透明電極４の第２端子電極３側の端面を覆うように有機ＥＬ層５を形成されているので、透明電極４と反射電極６との短絡が発生することもない。以上のように、大きな厚さを有する逆テーパー形状の第１および第２端子電極２および３をマスクとして用い、各構成層の付着方向を制御することによって、透明電極４と反射電極６とが短絡しない構造の有機ＥＬ素子を形成することが可能となる。
【００５９】
次いで、図８（ｉ）に示すように、第１および第２端子電極２および３に相当する位置にマスク２３を配設し、蒸着などのドライプロセスを用いて、各発光部の上に保護層７を形成する。そして、図８（ｊ）に示すように、蒸着などのドライプロセスを用いて、有機ＥＬ素子側面全体に絶縁層８を形成する。
【００６０】
最後に図８（ｋ）に示すように、所定の位置で透明体１を切断して個々の有機ＥＬ素子を取り出す。これまでの技術では、有機ＥＬ層の各構成層を形成するために、基板としての透明体１または製造中間体に対して工程毎にマスクの配設および除去を必要としたが、本発明の方法では、大きな厚さを有する逆テーパー形状の第１および第２端子電極２および３をマスクとして用いることによって製造することが可能となる。
【００６１】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、基板として用いる平面状透明体の上に形成した有機ＥＬ層を発した光を透明体を透過させて取り出すのではなく、円筒状の透明体の周囲側面に形成した有機ＥＬ層を発した光を円筒状透明体の端面から取り出すため、平面状透明体の際に発生した透明体横方向への光の散逸がなく、光の取り出し効率を向上させることが可能となる。特に、発光部に比べて厚く形成される第１および第２端子電極は、外部接続のための端子として、および発光部を保護するスペーサとしての機能のみならず、その製造方法において透明電極および反射電極を適所に配置するためのマスクとしての機能をも有するものである。また、本実施形態の有機ＥＬ素子は、１つの透明体の上に異なる色を発する複数種の発光部を設けることが可能となることから、画素の高精細化に有利である。
【００６２】
なお、図７においては、複数種の発光部が等しい長さ（すなわち発光面積）を有する場合を例示したが、発光部の種類に依存してその長さ（すなわち発光面積）を変化させてもよい。たとえば、他の発光部と比較して発光効率が低いまたは寿命が短い１種の発光部を、他の発光部よりも長く（すなわち発光面積を大きく）してもよい。このような構成をとることによって、発光効率が低い有機ＥＬ素子あるいは寿命が短い発光部に対して過剰の電圧を印加することなしに所望の輝度を得ることができるので、ディスプレイ全体としての寿命を長くすることが可能となる。
【００６３】
本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を用いてパッシブマトリクス駆動型ディスプレイの製造方法を、図９を参照して説明する。ここで、図９（ａ）は１つの層の上面図であり、図９（ｂ）は１つの層の絶縁シート５０の断面を示す図である。１つの層を形成する絶縁シート５０は、有機ＥＬ素子１００の第１端子電極２に相当する位置に導電線５１（ａ〜ｃ）を有し、第２端子電極３に相当する位置に絶縁シートを貫通する貫通導電部５２（ａ〜ｃ）を有する。絶縁シート５０の上に位置を合わせて有機ＥＬ素子１００を配設した中間体を形成し、該中間体を積層して、加熱しながら積層方向に圧力を印加することによって、各有機ＥＬ素子１００の第１端子電極２と導電線５１とが融合し、絶縁シート表面方向に延びる走査線を形成する。同時に、各有機ＥＬ素子１００の第２端子電極３と貫通導電部５２とが融合し、絶縁シート貫通方向に延びるデータ線を形成する。このように形成された走査線およびデータ線を駆動回路と接続することによってディスプレイが形成される。得られたディスプレイを、封止ケースに格納してもよい。
【００６４】
従来の平面型ディスプレイにおいてＲＧＢの副画素を表示面上に並べなければならなかったのに対して、図９に示した本発明のディスプレイにおいては表示面の奥行方向に複数種の発光部を配置することができるので、ディスプレイの高精細化に有利である。また、従来型のパッシブマトリクス駆動型ディスプレイではＲＧＢの副画素をまとめてマトリクス駆動しなければならなかったのに対して、図９に示したディスプレイにおいては、ＲＧＢのそれぞれの発光部に対して独立したマトリクスが形成されるので、デューティ比を高め、ひいてはディスプレイの輝度を向上させることが可能となる。
【００６５】
以上のように、適切な構造を有する絶縁シートと有機ＥＬ素子とを交互に積層して加熱圧着させることによって、簡便に、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬディスプレイを構成することが可能となる。
【００６６】
必要に応じて、上記のようにして得られるディスプレイの光取り出し端と反対側の端面に光電池（太陽電池など）を配設してもよい。光電池を配設することによって、透明体１に入射する光を光電池で吸収して、得られるディスプレイのコントラスト比の向上を図ることが可能となる。また、各発光部で発光し、光取り出し端と反対側に出射する光を光電池で吸収して電力を回収および再利用することによって、ディスプレイの消費電力を低減することが可能となる。
【００６７】
さらに、絶縁シートの有機ＥＬ素子の光取り出し端と反対側の端面に光強度センサを配設してもよい。それぞれの光強度センサは、単一の受光素子で形成されていてもよいし、または複数種の発光部に対応したフィルタを有する複数種の受光素子を組み合わせて形成してもよい。複数種の発光部の輝度を光強度センサで測定し、その測定結果を駆動回路へとフィードバックして、各発光部が所定の輝度で発光するように電流量を制御することができる。なお、この場合には、各有機ＥＬ素子の透明体と端子電極との間に吸光層を形成することが特に好ましい。吸光層の存在によって、光強度センサへの外光の到達を防止することができ、光強度センサが素子の複数種の発光部の輝度を高精度で測定することが可能となり、より容易なフィードバック制御が可能となるからである。
【実施例】
【００６８】
（実施例１）
図１０に示す方法にしたがって、単色発光の有機ＥＬ素子を形成した。最初に、図１０（ａ）に示すように、透明体１として、クラッド径（外径）２１０μｍ、コア径２００μｍの光ファイバーを準備した。
【００６９】
次に、図１０（ｂ）に示すように、透明体１の側面全体にわたって膜厚３５μｍのＡｌ膜１０を形成した。そして、マスクを設けた後にエッチングし、図１０（ｃ）に示すように、２個１対のＡｌ層１０ａおよび１０ｂを配設した。それぞれのＡｌ層は１００μｍの幅を有し、対をなす２つのＡｌ層１０ａおよび１０ｂは１０μｍ間隔で配置され、それぞれの組は５００μｍ間隔で配置された。次いで、対をなす２つの一方のＡｌ層１０ｂの上のみにマスクを設けてエッチングを行い、Ａｌ層１０ａの膜厚を２０μｍとした。
【００７０】
次に、図１０（ｄ）に示すように、Ａｌ層１０ａおよび１０ｂに対して、１０％水酸化ナトリウム溶液を透明体１の軸に対して６０度の方向から吹き付けて、側面をエッチングして、逆テーパ形状とした。なお、図１０（ｄ）においては、一方の方向のみを示したが、逆の方向からも水酸化ナトリウム溶液の吹付を行って、Ａｌ層１０ａおよび１０ｂの両方を逆テーパ形状（側面の逆テーパ角６０度）とした。
【００７１】
次に、図１０（ｅ）に示すように、ＩＴＯを透明体１の軸に対して４５度の方向から斜め蒸着して、膜厚２２０ｎｍの透明電極４を形成した。Ａｌ層１０ａおよび１０ｂの逆テーパ形状の効果により、透明電極４はＡｌ層１０ａと導通し、Ａｌ層１０ｂとは電気的に分離された。
【００７２】
次に、図１０（ｆ）に示すように、透明電極４の上に有機ＥＬ層５を形成した。有機ＥＬ層５は、真空を破ることなしに、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層および電子注入層を、垂直方向からの蒸着によって順次製膜することによって形成した。本実施例においては、正孔注入層は膜厚１００ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）であり、正孔輸送層は膜厚２０ｎｍの４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）であり、有機発光層は膜厚３０ｎｍの４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）であり、電子注入層は膜厚２０ｎｍのアルミニウムトリス（８−キノリノラート）であった。
【００７３】
この後に、図１０（ｇ）に示すように、有機ＥＬ層５の上にアルミニウムを斜め蒸着して膜厚２００ｎｍの反射電極６を形成した。ここで、アルミニウムの蒸着方向は、ＩＴＯの蒸着方向とは反対方向であり、透明体１の軸に対して４５度の方向とした。
【００７４】
そして、図１０（ｈ）に示すように、Ａｌ層１０ａおよび１０ｂをマスク２１ｇを用いてマスクし、ＣＶＤ法を用いて窒化ケイ素を堆積させて、保護層７を形成した。次いで、図１０（ｉ）に示すように、Ａｌ層１０ｂの全面に、膜厚５μｍのエチレン−酢酸ビニルを蒸着させて、絶縁層８を形成した。
【００７５】
最後に、図１０（ｊ）に示すように１対のＡｌ層１０ａおよび１０ｂの間で透明体を切断して、棒状の有機ＥＬ素子を得た。ここで、Ａｌ層１０ａが第１端子電極２となり、Ａｌ層１０ｂが第２端子電極３となる。
【００７６】
次に、得られた棒状有機ＥＬ素子を用いてディスプレイパネルを形成した。幅２００μｍ、厚さ３０μｍのポリイミドフィルムシート上に、幅５０μｍ、厚さ２００ｎｍのＡｌ配線を形成した。このポリイミドフィルムシート上に、第１端子電極２がＡｌ配線に接触するようにして、１２０個の棒状有機ＥＬ素子を配置した。これを６０段重ねて治具により保持し、８０℃に加熱しながら積層方向に圧力を印加して圧着した。この圧着工程により、第２端子電極３の上に形成された絶縁膜８（エチレン−酢酸ビニル）が一部溶融して、第２端子電極３の電気的接触が実現され、積層方向に導通された。以上の方法によって、棒状有機ＥＬ素子を用いて、パッシブマトリクス駆動型ディスプレイ構造が得られた。
【００７７】
上記の工程において、透明電極４を形成する前にファイバーを３つの群に分割し、それぞれの群のファイバーのＡｌ層１０ａおよび１０ｂの間の領域に赤色、緑色または青色のカラーフィルター層を配設することによって、赤色、緑色および青色の棒状発光素子を形成した。そして、得られた３種の棒状発光素子を組み合わせて前述のようにディスプレイパネルを形成することによって、４０×２０ピクセルのフルカラー表示が可能なディスプレイパネルを得ることができた。
【００７８】
（実施例２）
実施例１におけるＡｌ層の逆テーパ形成（図１０（ａ）〜（ｄ）に相当）までを繰り返した。ここで、透明体１の側面全体にわたって形成されたＡｌ膜のエッチングの際に、連続する３つの発光部となる部分の長さ（すなわち、対をなさないＡｌ層１０ａとＡｌ層１０ｂとの間の距離）を、６（赤色発光部）：２（緑色発光部）：３（青色発光部）になるようにＡｌ層をエッチングした。最初に、青色発光部となる透明体１の側面に、青色フィルタ材料（富士フイルムエレクトロニックマテリアルズ製：カラーモザイクＣＢ−７００１）を塗布した。
【００７９】
次に、蛍光色素であるクマリン６（０．７重量部）をプロピレングリコールモノエチルアセテート（１２０重量部）中に溶解させ、光重合性樹脂（新日鐵化成工業株式会社製、ＶＰＡ１００／Ｐ５）を添加して塗布液を得た。この塗布液を、緑色発光部となる透明体１の側面に塗布した。
【００８０】
さらに、蛍光色素であるクマリン６（０．６重量部）、ローダミン６Ｇ（０．３重量部）、ベーシックバイオレット（０．３重量部）をプロピレングリコールモノエチルアセテート（１２０重量部）中に溶解させ、光重合性樹脂（新日鐵化成工業株式会社製、ＶＰＡ１００／Ｐ５）を添加して塗布液を得た。この塗布液を、赤色発光部となる透明体１の側面に塗布した。
【００８１】
そして、端子電極となるＡｌ層１０ａおよび１０ｂをマスクした後に、上述のように形成した色変換フィルタ層の上に、膜厚０．３μｍのＳｉＯ２をＣＶＤ法によって堆積させて、パッシベーション層とした。
【００８２】
次いで、実施例１と同様にして、透明電極４、有機ＥＬ層５、反射電極６、保護層７および絶縁膜８の形成を行い、最後に、それぞれの素子が赤色、緑色および青色発光部を含むように、所定の位置のＡｌ層１０ａ、１０ｂの対の間で透明体１を切断して、棒状有機ＥＬ素子を形成した。
【００８３】
さらに、実施例１と同様にして、得られた棒状有機ＥＬ素子を配列・積層した。ここで、使用したポリイミドフィルムシートは、各色発光部の第１端子電極２に相当する位置に導電線５１（Ａｌ線）を有し、および各色発光部の第２端子電極３に相当する位置にシートを貫通する貫通導電部５２を有した。得られた積層体を熱圧着することによって、多色表示が可能なパッシブマトリクス駆動型ディスプレイが得られた。得られたディスプレイは、赤色、緑色および青色のそれぞれを独立的にパッシブマトリクス駆動して、通常の平面型ディスプレイに比較してデューティ比を３倍にすることができた。
【００８４】
（実施例３）
実施例１にて形成したディスプレイにおいて、光出射側とは反対側の端部に光電池をさらに配設した。それぞれの棒状有機ＥＬ素子において、光出射側とは反対の端から出射する光のエネルギーを光電池により回収・再利用した。この構成をとることによって、ディスプレイの電力消費率が１５％減少した。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子の変形例を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｈ）は各工程を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造の１工程を示す図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ａ）および（ｃ）は各端面の断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造の１工程を示す図であり、（ｂ）は斜視図であり、（ａ）および（ｃ）は各端面の断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイの構成例を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｋ）はそれぞれの工程を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の有機ＥＬ素子を用いたパッシブマトリクス駆動型ディスプレイの構成例を示す図であり、（ａ）は１つの層の上面図であり、（ｂ）は絶縁シートの断面図である。
【図１０】本発明の実施例１の有機ＥＬ素子の製造方法を説明する図であり、（ａ）〜（ｊ）はそれぞれの工程を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１ 透明体
２ 第１端子電極
３ 第２端子電極
４ 透明電極
５ 有機ＥＬ層
６ 反射電極
７ 保護層
８ 絶縁層
９ 第１端子電極絶縁層
１０ 金属膜
２１（ａ〜ｇ） マスク
３０（Ｒ，Ｇ，Ｂ） 色変換フィルタ層
４０、５０ 絶縁シート
４１、５１（ａ〜ｃ） 導電線
５２（ａ〜ｃ） 貫通導電部
１００ 有機ＥＬ素子
１１０（Ｒ，Ｇ，Ｂ） 発光部
２１０ データ線ドライバ
２２０ 走査線ドライバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の透明体の側面に１つまたは複数の発光部を有する有機ＥＬ素子であって、前記１つまたは複数の発光部は、透明電極、有機ＥＬ層、反射電極および保護層が順次積層された構造を有し、前記透明電極は発光部の一端に位置する第１端子電極に接続され、前記反射電極は発光部の他端に位置する第２端子電極に接続され、前記第２端子電極の外周面に絶縁層が設けられており、および前記第１端子電極および第２端子電極は、前記１つまたは複数の発光部よりも厚く形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１端子電極の外周面に第１端子電極絶縁層がさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
複数の発光部を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記複数の発光部が、それぞれ異なる色の光を発することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記複数の発光部が、異なる発光面積を有することを特徴とする請求項３または４に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記円筒状の透明体が光ファイバであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記円筒状の透明体と前記第１端子電極との間、および前記円筒状の透明体と前記第２端子電極との間に吸光層をさらに設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
複数の請求項１から７のいずれかに記載の有機ＥＬ素子からなる層と、その片面上に導電線を設けた絶縁シートとが交互に積層されており、前記層内の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項９】
前記絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続が絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成されていることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１０】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池がさらに配設されていることを特徴とする請求項８または９に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１１】
前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサがさらに配設されており、前記光強度センサがフィードバック信号線を介して駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１２】
円筒状の透明体を提供する工程と
前記透明体の側面に第１および第２端子電極を形成する工程と、
前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、
前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、
前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、
前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を製造する方法であって、
円筒状の透明体を提供する工程と
前記透明体の側面に、逆テーパー形状断面を有する複数の第１および第２端子電極を形成する工程と、
前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で透明電極材料を付着させて、前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、
前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で有機ＥＬ層材料を付着させて、前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で反射電極材料を付着させて、前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、
前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、
前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の方法を用いて複数の有機ＥＬ素子を製造する工程と、
複数の前記有機ＥＬ素子からなる複数の層と、その片面上に導電線を設けた複数の絶縁シートとを交互に積層する工程と
を含み、前記複数の層内の複数の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続されることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続が絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成されることを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１６】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池を配設する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサを配設する工程であって、前記光強度センサがフィードバック信号線を介して駆動回路に接続される工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１】
円筒状の透明体の側面に１つまたは複数の発光部を有する有機ＥＬ素子であって、前記１つまたは複数の発光部は、透明電極、有機ＥＬ層、反射電極および保護層が順次積層された構造を有し、前記透明電極は発光部の一端に位置する第１端子電極に接続され、前記反射電極は発光部の他端に位置する第２端子電極に接続され、前記第２端子電極の外周面に絶縁層が設けられており、および前記第１端子電極および第２端子電極は、前記１つまたは複数の発光部よりも厚く形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項２】
前記第１端子電極の外周面に第１端子電極絶縁層がさらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項３】
複数の発光部を有することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項４】
前記複数の発光部が、それぞれ異なる色の光を発することを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項５】
前記複数の発光部が、異なる発光面積を有することを特徴とする請求項３または４に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項６】
前記円筒状の透明体が光ファイバであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記円筒状の透明体と前記第１端子電極との間、および前記円筒状の透明体と前記第２端子電極との間に吸光層をさらに設けたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
複数の請求項１から７のいずれかに記載の有機ＥＬ素子からなる層と、その片面上に導電線を設けた絶縁シートとが交互に積層されており、前記層内の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
【請求項９】
前記絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続が絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成されていることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１０】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池がさらに配設されていることを特徴とする請求項８または９に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１１】
前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサがさらに配設されており、前記光強度センサがフィードバック信号線を介して駆動回路に接続されていることを特徴とする請求項９に記載の有機ＥＬディスプレイ。
【請求項１２】
円筒状の透明体を提供する工程と
前記透明体の側面に第１および第２端子電極を形成する工程と、
前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、
前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、
前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、
前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１３】
複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を製造する方法であって、
円筒状の透明体を提供する工程と
前記透明体の側面に、逆テーパー形状断面を有する複数の第１および第２端子電極を形成する工程と、
前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で透明電極材料を付着させて、前記第１端子電極と接続され、前記第２端子電極と接続されない透明電極を前記透明体の側面に形成する工程と、
前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で有機ＥＬ層材料を付着させて、前記透明電極の上に、有機ＥＬ層を形成する工程と、
前記逆テーパー形状の角度より浅い角度で反射電極材料を付着させて、前記第２端子電極と接続され、前記第１端子電極と接続されない反射電極を前記有機ＥＬ層上に形成する工程と、
前記反射電極を覆う保護層を形成する工程と、
前記第２端子電極の外周面に絶縁層を形成する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の方法を用いて複数の有機ＥＬ素子を製造する工程と、
複数の前記有機ＥＬ素子からなる複数の層と、その片面上に導電線を設けた複数の絶縁シートとを交互に積層する工程と
を含み、前記複数の層内の複数の有機ＥＬ素子の第１端子電極が前記導電線を介して電気的に接続され、前記絶縁シートの垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極が電気的に接続されることを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１５】
前記絶縁シート垂直方向に整列した有機ＥＬ素子の第２端子電極の電気的接続が絶縁シートに設けられた貫通接続部を介して達成されることを特徴とする請求項１４に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１６】
前記有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に光電池を配設する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項１７】
前記複数の有機ＥＬ素子の光取り出し面の反対側の面に、複数の有機ＥＬ素子のそれぞれに対応して複数の光強度センサを配設する工程であって、前記光強度センサがフィードバック信号線を介して駆動回路に接続される工程をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１６４９７（Ｐ２００８−１６４９７Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８３５９９（Ｐ２００６−１８３５９９）
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月３日（２００６．７．３）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機ホールディングス株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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