CN105493626A - 有机电致发光模块、智能设备及照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题为提供兼具备发光功能和触摸检测功能的电极构成的有机EL元件;具有特定的控制电路构成、可以实现小幅面化及薄膜化和工序的简洁化的有机EL模块;和具备其的智能设备及照明装置。本发明的有机EL模块的特征在于,具有触摸检测功能,具有:触摸检测电路单元和具有驱动有机EL面板的发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路单元,上述有机EL面板在内部的对置的位置具有一对电极,一对电极连接于发光元件驱动电路单元,且一对电极的任一者为触摸检测电极,该触摸检测电极连接于触摸检测电路单元,触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元分别连接于独立的地线。
Description
技术领域
本发明涉及具有触摸检测功能的有机电致发光模块和具备其的智能设备及照明装置。
背景技术
以往,作为平面状的光源体,可列举使用了导光板的发光二极管(LightEmittingDiode、以下简写为“LED”。)、有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode:有机电致发光元件、以下简写为“有机EL元件”或“OLED”。)等。
从2008年左右,世界上智能设备(智能手机、平板电脑等)的销售量飞跃般地增长。在这些智能设备中,从其操作性的观点考虑,使用了具有平坦面的键。例如,作为在智能设备的下部设置的通用功能键按钮的图符部与其相当。有在该通用功能键按钮中设置有例如表示“主页”(用四边形等标记显示)、“返回”(用箭头标记等显示)、“检索”(用放大镜标记等显示)的3种标记的构成例。
就这样的通用功能键按钮而言,从提高可见性的观点考虑,公开有:根据显示的标记的图案形状,例如在使用LED等的情况下,预先将LED导光板等的平面发光设备设置于智能设备的内部而利用的方法(例如,参照专利文献1。)。
另外,作为使用了LED光源的静电容量式信息输入单元,以通过提高传感器电极的灵敏度,可靠地进行采用传感器电路的静电容量的变化的检测,稳定地对使用者的输入操作进行处理为目的,公开了通过在形成了传感器电极的柔性印刷电路(以下简写为FPC。)与表面面板之间在回避图符等的部位的位置设置介电常数比同形状的空气层高的粘接剂层,提高检测静电容量的检测电极的精度的方法(例如,参照专利文献2。)。
作为图符部的显示方法,对于使用上述LED光源的方法,近年来,以进一步低消耗电力化、发光亮度的均匀性提高为目的,也存在要利用面发光型的有机电致发光器件这样的动向。就这些有机电致发光器件而言,通过预先在构成图符部的盖玻璃侧印刷标记等、配置在其该部分的里侧,显现显示功能。
另一方面,在智能设备的利用时触摸功能是必须的,直至显示部及通用功能键部,将用于触摸检测的静电容量方式的触摸检测型器件配置在盖玻璃的里面侧成为了通例。
作为该触摸检测器件,多使用使膜/膜型的触摸传感器扩大到与盖玻璃同等的尺寸而层合了的产物。特别地,对厚度没有制约的这样的机型的情况下,也有时使用玻璃/玻璃型的触摸检测器件。作为触摸的检测方式,近年来多采用静电容量方式的检测方式。在面向主显示器方面采用被称为“投影型静电容量方式”的、在x轴、y轴方向分别具有精细的电极图案的方式。本方式中,被称为所谓的“多触摸”的2点以上的触摸检测成为可能。
由于利用这样的触摸传感器,因此目前为止在通用功能键的部分中使用了不具有触摸功能的发光器件。但是,近年来,由于所谓的“In-Cell”型或“On-Cell”型的显示器登场,因此对通用功能键用的发光器件强烈要求独自设置触摸检测功能的方式。
特别地,在面发光型的有机电致发光器件的情况下,由于构成有机电致发光元件的阳极、阴极、或为了保护而利用的金属箔层对上述的表面型静电容量方式的静电容量的变化的检测产生不良影响,因此在对有机电致发光器件赋予静电触摸功能的情况下,如后述的图1中所示那样,需要与有机电致发光面板一起在其发光面侧上作为组件以另外的构成配置在柔性基板上设置了静电容量方式的检测电路和配线部的电连接单元,例如通过柔性印刷电路(简称:FPC)构成的触摸功能检测用的触摸检测电极,由于构成构件的増加,具有形成厚膜等的问题,对其构成存在大的制约。在设置这样的组件的方法中,需要追加筹措触摸功能检测用的器件(例如,FPC),具有承受经济上的负荷、设备厚膜化和制造工序中的工序数増加等的问题。
因此,要求开发高效率地配置作为适用于图符部的发光器件的有机电致发光元件和控制其驱动的配线材料、达到小型化及薄膜化、具备对于智能设备的适合性的有机电致发光模块。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-194291号公报
专利文献2:日本特开2013-065429号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于上述问题·状况而完成,其解决课题为提供具有兼具备发光功能和触摸检测功能的电极的有机电致发光元件、具有特定的控制电路、可以达到小幅面化及薄膜化和工序的简洁化的有机电致发光模块、和具备其的智能设备及照明装置。
用于解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题,进行了深入研究,结果发现使有机电致发光面板的任一者的电极作为触摸检测电极而发挥功能,通过将触摸检测电路单元和具有发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路单元连接于有机电致发光面板的构成的有机电致发光模块,可以解决上述课题,完成了本发明。
即,本发明涉及的课题,通过以下的手段得以解决。
1.有机电致发光模块,其特征在于,为具有触摸检测功能的有机电致发光模块,
具有静电容量方式的触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元,该发光元件驱动电路单元具有驱动有机电致发光面板的发光元件驱动电路部,
上述有机电致发光面板在内部的对置的位置具有面状的一对电极,
上述一对电极连接于上述发光元件驱动电路单元,
上述一对电极的任一者为触摸检测电极,该触摸检测电极连接于上述触摸检测电路单元,
且上述触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元连接于各自独立的地线。
2.第1项所述的有机电致发光模块,其特征在于,通过上述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板的发光期间与通过上述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间分离,在上述触摸传感期间,上述一对电极的至少一个电极为浮动电位的状态,以使得有机电致发光面板的电容量不被检测。
3.第1项所述的有机电致发光模块,其特征在于,通过上述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板的发光期间与通过上述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间分离,在上述触摸传感期间,上述一对电极的至少一个电极为浮动电位的状态,且上述一对电极处于短路的状态,以使得有机电致发光面板的电容量不被检测。
4.第1项所述的有机电致发光模块,其特征在于,为通过上述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板连续地发光、通过上述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间周期性地出现的驱动方式。
5.第1项至第3项的任一项所述的有机电致发光模块,其特征在于,在上述发光期间的最后具有反施加电压期间。
6.智能设备,其特征在于,具备第1项至第5项的任一项所述的有机电致发光模块。
7.照明装置,其特征在于,具备第1项至第5项的任一项所述的有机电致发光模块。
发明的效果
通过本发明的上述手段,可以提供兼具有发光功能和触摸检测功能的电极构成的有机电致发光元件;和具有特定的控制电路构成、可以达到小幅面化及薄膜化和工序的简洁化的有机电致发光模块;和具备其的智能设备及照明装置。
由本发明中规定的构成所构成的有机电致发光模块的技术特征及其效果的显现机制如以下所述。
以往,就在智能媒体中具备的图符显示部中应用的有机电致发光模块而言,如在后述的图1中对其构成进行说明那样,由通过具有在对置的位置配置的一对电极单元的有机电致发光面板、和触摸检测用的触摸检测电极例如柔性印刷电路(略称:FPC)而使发光功能和触摸检测功能彼此分离的组件构成,对于厚膜化、小幅面化成为阻碍。
对于上述问题,在本发明的有机电致发光模块(以下简称为“有机EL模块”。)中,如后述的图2中表示其代表性的构成那样,以如下的构成为特征:对于有机电致发光面板(以下简称为“有机EL面板”。),作为第一电气控制构件,在对置位置配置的一对电极间具有用于控制有机电致发光元件(以下简称为“有机EL元件”。)的发光的发光元件驱动电路单元,作为第二电气控制构件,使一对电极的至少一个电极作为触摸检测电极而发挥功能,其中具有触摸检测电路单元,进而,使上述触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元分别连接于独立的地线。
通常,在有机EL面板或有机EL元件的构成中,要使阳极电极(阳极)或阴极电极(阴极)作为触摸检测电极(以下也简称为“检测电极”。)的情况下,将进行触摸的手指与触摸检测电极间的静电容量设为Cf、将阳极电极与阴极电极间的静电容量设为Cel时,触摸时(手指接触时)的静电容量成为“Cf+Cel”,在没有手指接触的状态下成为“Cel”,但通常的情况下,由于Cf<Cel,因此触摸检测困难。
在本发明的有机EL模块中,通过独立地设置发光元件驱动电路单元和触摸检测电路单元、并且触摸检测时以阳极电极和阴极电极间的静电容量Cel没有被检测的方式,将阳极电极(阳极)及阴极电极(阴极)与发光元件驱动电路部间的开关设为关,使阳极电极(阳极)及阴极电极(阴极)的至少一个电极成为浮动电位的状态,能够使触摸检测成为可能,且通过形成使触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元分别连接于独立的地线的构成,可以达到小幅面化及薄膜化和工序的简洁化。
特别地,通过形成将触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元分别连接于独立的地线的构成,从触摸检测电路单元观看时,对于触摸检测电极,有机EL元件的容量的影响实效地消失,通过只检测在手指与检测电极之间形成的容量,可以提高触摸检测灵敏度。
应予说明,本发明中所说的浮动电位的状态,是指没有与电源、设备的地线连接的浮游电位状态。
附图说明
图1为表示比较例的有机电致发光模块的构成的一例的概略剖面图。
图2为表示本发明的有机电致发光模块的构成(阳极电极为检测电极)的一例的概略剖面图。
图3为作为有机电致发光模块的一例的实施方式1的驱动电路图。
图4为表示本发明涉及的发光元件驱动电路单元的构成的一例的概略电路图。
图5为表示实施方式1中的发光期间与传感期间的一例的时间图。
图6为表示实施方式1中的发光期间与传感期间的另一例(反施加电压赋予)的时间图。
图7为表示实施方式1的发光期间中的电路动作的一例的电路动作图。
图8为表示实施方式1的传感期间中的电路动作的一例的电路动作图。
图9为作为有机电致发光模块的另一例的实施方式2的驱动电路图。
图10为表示实施方式2中的发光期间和传感期间的一例的时间图。
图11为表示实施方式2的发光期间中的电路动作的一例的电路动作图。
图12为表示实施方式2的传感期间中的电路动作的一例的电路动作图。
图13为作为有机电致发光模块的另一例的实施方式3的驱动电路图。
图14为表示实施方式3中的发光期间和传感期间的一例的时间图。
图15为表示实施方式3的传感期间中的电路动作的一例的电路动作图。
图16为作为有机电致发光模块的另一例的实施方式4中的驱动电路图(传感期间)。
图17为作为有机电致发光模块的另一例的实施方式5中的驱动电路图(传感期间)。
图18为表示本发明的有机电致发光模块的其他构成(阴极电极为触摸检测电极)的一例的概略剖面图。
图19为作为有机电致发光模块的一例、阴极电极为触摸检测电极的实施方式6的驱动电路图。
图20为作为有机电致发光模块的另一例、阴极电极为触摸检测电极的实施方式7的驱动电路图。
图21为表示具备本发明的有机电致发光模块的智能设备的一例的概略构成图。
具体实施方式
本发明的有机电致发光模块,其特征在于,具有触摸检测功能,具有静电容量方式的触摸检测电路单元和具有驱动有机电致发光面板的发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路单元,上述有机电致发光面板在内部的对置的位置具有面状的一对电极,上述一对电极连接于上述发光元件驱动电路单元,且上述一对电极的任一者为触摸检测电极,该触摸检测电极连接于上述触摸检测电路单元,且上述触摸检测电路单元与发光元件驱动电路单元分别连接于独立的地线。该特征为权利要求1至权利要求7的权利要求涉及的发明共同的技术特征。
作为本发明的实施方式,从可以进一步使本发明的目标的效果显现的观点考虑,通过上述发光元件驱动电路单元来进行控制的有机电致发光面板的发光期间与通过上述触摸检测电路单元来进行控制的触摸传感期间分离,在上述触摸传感期间,以没有检测有机电致发光面板的电容量的方式上述一对电极的至少一个电极为浮动电位的状态,从可以更明确地将发光期间和传感期间分离的观点考虑,优选。
另外,通过上述发光元件驱动电路单元来进行控制的有机电致发光面板的发光期间与通过上述触摸检测电路单元来进行控制的触摸传感期间分离,在上述触摸传感期间中,以没有检测有机电致发光面板的电容量的方式,上述一对电极的至少一个电极形成浮动电位的状态,且形成短路的状态,从可以更明确地将发光期间与传感期间分离的观点考虑,优选。
另外,为通过上述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板连续地发光、通过上述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间不连续地出现的驱动方式,从可以使电路简洁化、可以使高效率的传感功能显现的观点考虑,优选。
另外,在上述发光期间的最后,通过具有反施加电压赋予期间,从可以更明确地将发光期间与传感期间分离的观点考虑,优选。
在本发明中,所谓有机EL元件,是指由一对的对置电极及有机功能层组构成的元件,所谓有机EL面板,是指对于有机EL元件通过密封树脂及密封构件而密封了的构成,所谓有机EL模块,具有通过电连接构件将静电容量方式的触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元连接于有机EL面板、具有一并具有发光功能和触摸检测功能的构成。
以下对本发明的构成要素及用于实施本发明的方式·形态参照附图进行详细的说明。应予说明,本申请中,表示数值范围的“~”以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义来使用。应予说明,各图的说明中,在构成要素的末尾在括弧内记载的数字表示各图中的符号。
《有机EL模块》
本发明的有机EL模块,是将电连接构件接合于有机EL面板的有机EL模块,其特征在于其为如下构成:上述电连接构件具有静电容量方式的触摸检测电路单元、和具有驱动上述有机电致发光面板的发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路单元,构成上述有机电致发光面板的有机电致发光元件在内部的对置的位置具有面状的一对电极,上述一对电极连接于发光元件驱动电路单元,上述一对电极的任一个为触摸检测电极,该触摸检测电极连接于上述触摸检测电路单元。
在对本发明的有机EL模块的详细的构成进行说明之前,对于以往型的比较例的有机EL模块的概略构成进行说明。
图1为表示比较例的有机电致发光模块的构成的一例的概略剖面图。
在图1中所示的有机EL模块(1)中,在透明基材(3)上将阳极电极(4、阳极)、例如由空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层等构成的有机功能层单元(5)层叠而构成发光区域。在有机功能层单元(5)的上部将阴极电极(6、阴极)层叠而构成有机EL元件。该有机EL元件的外周部用密封用粘接剂(7)密封,在其表面,以防止有害气体(氧、水分等)从外部环境向发光部的浸透为目的,配置密封构件(8),构成有机EL面板(2)。
图1记载的构成中,在作为一对电极的阳极电极(4)与阴极电极(6)间连接控制发光的发光元件驱动电路单元(12)。另外,在与有机EL面板(2)分离的状态下,在透明基材(3)的形成了有机EL元件EL元件的面的相反侧的面,例如设置通过在柔性基板上设置了静电容量方式的检测电路和配线部的电连接单元(柔性印刷电路)而构成的触摸功能检测用的触摸检测电极(10),用密封用粘接剂(7)将其周边密封,形成触摸检测部(9),在其上面部设置有盖玻璃(11)。在该触摸检测电极(10)设置有用于检测触摸(手指接触)的触摸检测电路单元(14)。在如图1中所示的这样的以往的有机EL模块中,由于使有机EL元件和触摸检测部(9)分别独立地构成,因此成为了厚膜的构成,成为了智能设备等的小幅面化、薄膜化的阻碍。
接着,对本发明的有机EL模块的基本构成进行说明。
图2为作为本发明的有机电致发光模块的构成的一例、表示阳极电极为触摸检测电极的实例的概略剖面图。
图2中所示的有机EL模块(1)中,在透明基材(3)上将作为触摸检测电极的阳极电极(4A、阳极)和与图1同样的有机功能层单元(5)层叠而构成发光区域。在有机功能层单元(5)的上部层叠阴极电极(6、阴极)而构成有机EL元件。用密封用粘接剂(7)将该有机EL元件的外周部密封,在其表面配置密封构件(8),构成有机EL面板(2)。
另外,在本发明涉及的有机EL面板(2)中,以有机EL元件的保护为目的,可以为与阳极电极(4A)或阴极电极(6)相比在表面侧具有金属箔层的构成。
在图2的构成中,特征为:是阳极电极(4A、阳极)作为使有机EL元件发光的对置电极而发挥功能、且赋予作为触摸检测电极的功能的构成。在图2中记载的构成中,在作为触摸检测电极的阳极电极(4A)与阴极电极(6)间连接控制发光的发光元件驱动电路单元(12),在该发光元件驱动电路单元(12)设置有独立的地线(27A)。
阳极电极(4A)进而作为触摸检测电极而发挥功能,连接用于检测触摸(手指接触)的触摸检测电路单元(14),在该触摸检测电路单元(14)也设置有独立的地线(27B)。
在图2中,示出了使阳极电极(4A)兼作检测电极的构成,但如后述的图18中记载那样,也可对阴极电极(6A)赋予该功能。
接着,对于构成本发明的有机EL模块的具体的驱动电路和其驱动方法进行说明。
[有机EL模块的构成例:触摸检测电极=阳极电极]
(实施方式1)
图3为作为有机EL模块的一例的实施方式1的驱动电路图。
在图3中所示的有机EL模块(1)的驱动电路图中,在中央示出的有机EL面板(2)具有连接于阳极电极(4A、未图示)的阳极电极配线(25)和连接于阴极电极(6、未图示)的阴极电极配线(26),在两配线间连接作为二极管的有机EL元件(22)和电容器(21、Cel)。
在左侧的发光元件驱动电路单元(12)中,从阳极电极(4A、未图示)引出的阳极电极配线(25)经由开关1(SW1),连接于发光元件驱动电路部(23),另一方面,将从阴极电极(6、未图示)引出的阴极电极配线(26)连接于发光元件驱动电路部(23)。另外,发光元件驱动电路部(23)与地线(27)连接。该地线(27)具体地称为信号·地线。
在该发光元件驱动电路单元(12)中组装定电流驱动电路或定电压驱动电路,具有控制有机EL元件的发光的定时、根据需要进行反偏压施加(反施加电压)的发光元件驱动电路部(23)。另外,在图3中,以发光元件驱动电路部(23)与SW1分别独立的构成示出,但也可以是根据需要在发光元件驱动电路部(23)中组装了开关1(SW1)的构成。
本发明中所说的发光元件驱动电路单元(12),如图3的虚线所示那样,是指由阳极电极配线(25)、SW1、发光元件驱动电路部(23)及阴极电极配线(26)构成的电路范围。
作为本发明涉及的发光元件驱动电路部(23),对其构成并无特别限制,可以应用以往的公知的发光元件驱动电路部(有机EL元件驱动电路)。一般地,发光元件驱动电路例如具有根据图5中所示的预先设定的发光元件的发光图案、在阳极电极与阴极电极之间根据作为发光元件的有机EL元件的发光光量而施加电流的功能。作为该发光元件驱动电路,已知由升压型或降压型的DC-DC转换器电路、电流值的反馈电路、DC-DC转换器的开关控制电路等构成的定电流电路,另外,可以参照日本特开2002-156944号公报、日本特开2005-265937号公报、日本特开2010-040246号公报等记载的发光元件驱动电路。
将在本发明中可应用的发光元件驱动电路部(23)的一例示于图4。
图4为表示发明涉及的发光元件驱动电路单元的构成的一例的概略电路图。
在图4中,发光元件驱动电路部(23)具有升压型或降压型的DC-DC转换器电路(31)、DC-DC转换器的开关元件控制电路(32)、电流值的反馈电路(33)。例如,将检测电阻设为R1,将比较电位设为Vref时,通过以流入有机EL元件(22)的电流IOLED成为Vref/R1的方式,用DC-DC转换器电路(31)使有机EL元件(22)的阳极电位升压或降压,可以形成定电流电路。在此,反馈电路(33)以成为VX=Vref的方式对DC-DC转换器电路(31)的输出Vout施加反馈。例如,设为Vref=0.19V、R1=100Ω时,以成为定电流值Vref/R1=1.9mA的方式,通过DC-DC转换器电路(31)来调节Vout。
另一方面,就在右侧记载的触摸检测电路单元(14)而言,使从作为检测电极而发挥功能的阳极电极引出的阳极电极配线(25)经由开关3(SW3)而连接于触摸检测电路部(24),该触摸检测电路部(24)与独立的地线(27B)连接。可以是在该触摸检测电路部(24)内部组装有开关3(SW3)的构成。
另外,作为触摸检测电路部(24),对其构成并无特别限制,可以应用以往公知的触摸检测电路部。一般地,触摸检测电路由増幅器、滤波器、AD变换器、整流平滑电路、比较器等构成,作为代表例,可以列举自容量检测方式、串联容量分压比较方式(欧姆龙方式)等,另外,可以参照日本特开2012-073783号公报、日本特开2013-088932号公报、日本特开2014-053000号公报等中记载的触摸检测电路。
开关1、3(SW1及SW3)只要具备FET(电场效应晶体管)、TFT(薄膜晶体管)等的开关功能即可,并无特别限制。
接着,对于图3中所示的实施方式1中的发光期间与传感期间(触摸检测期间)的时间共变系列的动作,使用时间图来进行说明。
图5中作为实施方式1中的发光期间与传感期间的一例示出时间图的图案1。
在由图3中所示的电路构成组成的有机EL模块(1)中,通过开关1(SW1)的ON/OFF控制,将通过发光元件驱动电路单元(12)来进行控制的有机EL面板的发光期间与通过触摸检测电路单元(14)来进行控制的触摸传感期间分离而使其驱动,由此可以使图符部中的触摸传感器功能显现。
图5中的最上段的柱为表示发光元件驱动电路单元(12)中的SW1的ON/OFF的动作定时的图表,在其下示出了SW3的动作定时。在此所示的时间图中,高期间表示开关的ON状态。在以后说明的时间图图中也同样。
最下段的图是表示对于有机EL元件的施加电压的经历的图表,SW1成为“ON”的状态时,电压从OLED截止电压上升,在成为了发光所需的电压的时刻,开始发光。接着,使SW1成为“OFF”时,向OLED的电流供给停止,灭灯。但是,即使使SW1成为“OFF”,也不会瞬时地灭灯,按照OLED充放电时常数τ,需要一定的时间(t1)来灭灯。
另一方面,SW3为控制触摸检测电路单元(14)的驱动的开关,SW1为“ON”的状态下为“OFF”状态,使SW1成为“OFF”后为“ON”,进行触摸检测。不过,就使SW3为“ON”的定时而言,使上述说明的SW1为“OFF”,经过了规定的待机时间(t1)后,为“ON”。作为该待机期间(t1),优选为OLED充放电时常数τ的0τ~5τ左右的范围内。
在图5中所示的时间图的图案1中,使SW1为“ON”后至为“OFF”的期间为发光期间(LT),使SW1为“OFF”,经过待机时间(t1),使SW3为“ON”,进行了触摸检测后,至为“OFF”的期间为传感期间(ST),将LT+ST称为1帧期间(1FT)。
作为本发明的有机EL模块中的发光期间(LT)、传感期间(ST)及1帧期间(1FT),并无特别限制,可以适当选择适于应用的环境的条件,作为一例,作为OLED的发光期间(LT),为0.1~2.0msec.的范围内,作为传感期间(ST),为0.05~0.3msec.的范围内,作为1帧期间(1FT),可以列举0.15~2.3msec的范围内。另外,作为1帧期间(1FT),从闪光减少的目的考虑,优选设为60Hz以上。
图6中,作为实施方式1中的发光期间和传感期间的另一例,示出由对OLED赋予反偏压施加电压的方法所产生的时间图的图案2。
在图6中,为相对于图5中记载的OLED施加电压的图案、在使SW1为“ON”后、在发光期间的最后就要为“OFF”之前、通过在阳极电极与阴极电极间赋予反施加电压(反偏压电压的施加)而抑制了OLED灭灯时的充放电的时间图,作为SW3的图案,不需要设置如图5中所示那样的待机时间(t1)。
图7为表示实施方式1的发光期间(LT)中的电路动作的一例的电路动作图。
在实施方式1中,发光期间(LT)中,使SW1为“ON”的状态,用发光元件驱动电路部(23)来控制发光条件,按照发光控制信息路线(LT),使有机EL元件(22)发光。
此时,连接于触摸检测电路单元(14)的SW3为“OFF”的状态。
图8为表示实施方式1的传感期间(ST)中的电路驱动的一例的电路驱动图。
在图8中,在使发光元件驱动电路单元(12)的SW1为“OFF”,使发光元件驱动电路开放,使触摸检测电路单元(14)的开关3(SW3)为“ON”的状态下,通过手指(15)来触摸作为构成有机EL面板(2)的检测电极的阳极电极(4)的玻璃基板上面部,由此在手指(15)与作为检测电极的阳极电极(4)间产生静电容量Cf。静电容量Cf与地线(接地)连接。29为传感时的触摸检测信息路线。
此时,由于SW1为“OFF”状态、一对电极成为没有检测有机EL面板的电容量的浮动电位的状态,因此作为静电容量,为Cf>Cel的状态,因此触摸检测成为可能。
(实施方式2)
图9为作为本发明的有机EL模块的另一例的实施方式2的驱动电路图。
在图9中所示的有机EL模块(1)中,基本的驱动电路构成是与前面说明的图3的驱动电路同样的构成,但为为了使阳极电极配线(25)与阴极电极配线(26)短路(短路)而设置了第4开关4(SW4)的构成。
此时,可以为在发光元件驱动电路部(23)中组装了开关1(SW1)的构成。另外,也可以为在触摸检测电路部(24)内部组装了开关3(SW3)的构成。
图10表示示出实施方式2中的发光期间与传感期间的一例的时间图的图案3。
相对于前面的图5,在图10中记载的具有SW4的构成中,在发光期间(LT)中,完全使SW1成为“ON”而使OLED发光,在迁移到传感期间(ST)的瞬间,在使SW1为“OFF”的同时,使SW3及SW4为“ON”。通过使作为短路开关的SW4为“ON”,通过将在OLED的电极间残留的充放电成分瞬时地除去,可以不设置待机时间(t1)地从发光期间(LT)迁移到传感期间(ST)。
图11为表示实施方式2的发光期间中的电路动作的一例的电路动作图。
在图11中所示的发光期间中,就基本的发光元件驱动电路单元(12)的电路构成而言,使SW1为“ON”,使SW4及SW3为“OFF”的状态,电路的状态与图7中所示的构成相同。
图12为表示实施方式2的传感期间中的电路动作的一例的电路动作图,是如下的方法:在使发光元件驱动电路单元(12)的SW1为“OFF”,使发光元件驱动电路为开放的状态下,通过手指(15)来触摸作为检测电极的阳极电极(4A、未图示)的玻璃基板上面部,由此在手指(15)与作为触摸检测电极的阳极电极(4A、未图示)间产生静电容量(Cf),通过该静电容量(Cf)来进行触摸检测。此时,通过使发光元件驱动电路单元(12)内的开关4(SW4)同时为“ON”的状态,可以瞬时地进行对置电极间的充放电。
应予说明,在图9~图11的说明中,示出了用开关(SW3)进行触摸检测电路单元(14)的“ON/OFF”控制的实例,但如后述的图16中所示那样,也可以是代替开关(SW3)而使用电容器(30)的构成。
(实施方式3)
图13为作为有机EL模块的另一例的实施方式3的驱动电路图。
在图13中,是在发光元件驱动电路单元(12)中没有开关部(SW1)、形成有机电致发光面板连续地发光的状态、通过触摸检测电路部来进行控制的触摸传感期间周期性地出现的驱动方式的一例。
在图13中,发光元件驱动电路单元(12)侧由于不存在开关,因此电路始终处于“ON”接通的状态,形成有机EL元件(22)连续地发光的状态。应予说明,发光元件驱动电路部(23)连接于独立的地线(27A)。
另一方面,就在右侧记载的触摸检测电路单元(14)而言,将从作为触摸检测电极而发挥功能的阳极电极引出的阳极电极配线(25)经由开关3(SW3)而连接于触摸检测电路部(24),该触摸检测电路部(24)与独立的地线(27B)连接。
在图13中,通过使触摸检测电路单元(14)的SW3为“ON”的状态,通过手指(15)来触摸作为构成有机EL面板(2)的检测电极的阳极电极(4A、未图示)的玻璃基板上面部,在手指(15)与作为检测电极的阳极电极(4A、未图示)间产生静电容量(Cf),可以检测触摸。
图14表示在实施方式3中通过连续地发光的发光期间与间歇传感期间而构成的时间图的图案,由于不存在上述图3中所示的SW1,电路成为始终接通的状态,因此如下段中所示那样,OLED施加电压常常处于“ON”的状态,始终发光。与此相对,通过对触摸检测电路单元(14)的SW3进行“ON/OFF”,可以周期地进行触摸检测。
图15为表示实施方式3的传感期间(ST)中的电路动作的一例的电路动作图。
在图15中,发光元件驱动电路单元(12)处于始终接通的状态。作为触摸检测动作,通过在使触摸检测电路单元(14)的开关3(SW3)为“ON”的状态下,通过手指(15)来触摸作为构成有机EL面板(2)的检测电极的阳极电极(4A、未图示)的玻璃基板上面部,在手指(15)与作为检测电极的阳极电极(4A、未图示)间产生静电容量(Cf)。静电容量(Cf)与地线(16)相连。ST为传感时的触摸检测信息路线。
(实施方式4)
图16为作为有机EL模块的另一例的实施方式4的驱动电路图。
在图16中所示的实施方式4中,是相对于上述图3中记载的实施方式1的驱动电路,代替构成了触摸检测电路单元(14)的开关(SW3)而组装有电容器Cs(30)的构成。通过将电容器Cs(30)组装到电路中,可以赋予与开关3(SW3)同样的功能。
此时,可以是在发光元件驱动电路部(23)中组装了开关1(SW1)的构成。另外,也可以是在触摸检测电路部(24)内部组装有电容器Cs(30)的构成。
(实施方式5)
图17为作为有机EL模块的另一例的实施方式5的驱动电路图。
在图17中所示的实施方式5中,是相对于上述图13中记载的实施方式3的驱动电路(无SW1的构成),代替构成触摸检测电路单元(14)的开关(SW3)而组装有电容器Cs(30)的构成。通过将电容器Cs(30)组装到电路中,可以赋予与开关3(SW3)同样的功能。
此时,也可以是在发光元件驱动电路部(23)中组装了开关1(SW1)的构成。另外,也可以是在触摸检测电路部(24)内部组装有电容器Cs(30)的构成。
[有机EL模块的其他构成例:触摸检测电极=阴极电极]
在图2~图17中,示出了使触摸检测电极作为阳极电极(4A、阳极)的实例,但也可以使阴极电极(6A、阴极)作为触摸检测电极。
图18为表示作为本发明的有机电致发光模块的另一构成、使阴极电极作为检测电极的一例的概略剖面图。
相对于上述图2中记载的触摸检测电极为阳极电极(4A、阳极),在图18的构成中,将阴极电极(6A)作为触摸检测电极而配置,将具有地线(27B)的触摸检测电路单元(14)连接于该阴极电极(6A),阴极电极(6A)面侧成为利用手指接触的触摸检测面。
另外,与图2同样地,在阳极电极(4)与阴极电极(6A)之间连接控制发光的发光元件驱动电路单元(12),在该发光元件驱动电路单元(12)中设置地线(27A)。
另外,在图18中所示的本发明涉及的有机EL面板(2)中,以有机EL元件的保护作为目的,也可以为与阳极电极(4)或阴极电极(6)相比在表面侧具有金属箔层的构成。
(实施方式6)
图19为作为有机电致发光模块的一例、阴极电极(6A、未图示)为触摸检测电极的实施方式6的驱动电路图,是相对于上述图3~图8中所示的实施方式1的驱动电路图,到触摸检测电路部(24)的配线经由SW3由阴极电极配线(26)实施了的图,其他的构成与图3~图8完全相同。
(实施方式7)
图20为作为有机电致发光模块的另一例、阴极电极(6A、未图示)为触摸检测电极的实施方式7的驱动电路图,是相对于上述图13~图15中所示的实施方式3的驱动电路图,到触摸检测电路部(24)的配线经由SW3由阴极电极配线(26)实施了的图,其他的构成与图13~图15完全相同。
应予说明,在实施方式6及实施方式7中,示出了阴极电极(6A)为检测电极的驱动电路图的一例,此外,在同样的电路构成中,在上述实施方式2及实施方式4、5中例示的构成中,作为触摸检测电极,也可以代替阳极电极而使用阴极电极(6A)。
《有机电致发光面板的构成》
就构成有机EL模块(1)的有机EL面板(2)而言,例如如上述图2中例示那样,在透明基材(3)上将阳极电极(4、阳极)和有机功能层单元(5)层叠,构成了发光区域。在有机功能层单元(5)的上部层叠阴极电极(6、阴极),构成了有机EL元件。用密封用粘接剂(7)将该有机EL元件的外周部密封,在其表面配置密封构件(8),构成有机EL面板(2)。
在以下示出有机EL元件的构成的代表例。
(i)阳极/空穴注入传输层/发光层/电子注入传输层/阴极
(ii)阳极/空穴注入传输层/发光层/空穴阻挡层/电子注入传输层/阴极
(iii)阳极/空穴注入传输层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子注入传输层/阴极
(iv)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极
(v)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层/阴极
(vi)阳极/空穴注入层/空穴传输层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子传输层/电子注入层/阴极
进而,在发光层由多层构成的情况下,可在发光层间具有非发光性的中间层。中间层可以是电荷产生层,也可以是多光子单元构成。
对于可应用于本发明的有机EL元件的构成的详细情况,例如可以列举在日本特开2013-157634号公报、日本特开2013-168552号公报、日本特开2013-177361号公报、日本特开2013-187211号公报、日本特开2013-191644号公报、日本特开2013-191804号公报、日本特开2013-225678号公报、日本特开2013-235994号公报、日本特开2013-243234号公报、日本特开2013-243236号公报、日本特开2013-242366号公报、日本特开2013-243371号公报、日本特开2013-245179号公报、日本特开2014-003249号公报、日本特开2014-003299号公报、日本特开2014-013910号公报、日本特开2014-017493号公报、日本特开2014-017494号公报等中记载的构成作为一例。
进而,对构成有机EL元件的各层进行说明。
[透明基材]
作为可应用于本发明涉及的有机EL元件的透明基材(3),例如可以列举玻璃、塑料等的透明材料。作为优选使用的透明基材(3),可以列举玻璃、石英、树脂膜。
作为玻璃材料,例如可列举石英玻璃、钠钙石英玻璃、铅玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等。从与邻接的层的密合性、耐久性、平滑性的观点考虑,可以在这些玻璃材料的表面根据需要进行研磨等的物理处理、形成由无机物或有机物构成的薄膜、形成将这些薄膜组合了的混合薄膜。
作为构成树脂膜的材料,例如可列举聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等的聚酯、聚乙烯、聚丙烯、赛璐玢、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素(TAC)、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素(CAP)、乙酸邻苯二甲酸纤维素、硝酸纤维素等纤维素酯类及它们的衍生物、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、间规立构聚苯乙烯、聚碳酸酯、降冰片烯树脂、聚甲基戊烯、聚醚酮、聚酰亚胺、聚醚砜(PES)、聚苯硫醚、聚砜类、聚醚酰亚胺、聚醚酮酰亚胺、聚酰胺、氟树脂、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸类和聚芳酯类、アートン(商品名、JSR社制造)及アペル(商品名、三井化学社制造)等的环烯烃系树脂等。
在有机EL元件中,可以是在上述说明的透明基材(3)上根据需要设置气体阻隔层的构成。
作为形成气体阻隔层的材料,只要是具有抑制水分、氧等引起有机EL元件的劣化的成分的侵入的功能的材料即可,例如可以使用氧化硅、二氧化硅、氮化硅等的无机物。进而,为了改进气体阻隔层的脆弱性,更优选使其具有这些无机层和由有机材料构成的有机层的层叠结构。对于无机层与有机层的层叠顺序,并无特别限制,优选使两者交替地层叠多次。
(阳极电极:阳极)
作为构成有机EL元件的阳极,可以列举Ag、Au等的金属或者以金属作为主成分的合金、CuI、或者铟-锡的复合氧化物(ITO)、SnO2及ZnO等的金属氧化物,但优选为金属或以金属作为主成分的合金,更优选为银或以银作为主成分的合金。另外,在阳极侧成为光取出侧的情况下,为具有光透过性的透明阳极变得必要。
透明阳极是以银作为主成分而构成的层,具体地,可以由银单独形成,或者为了确保银的稳定性,也可由含有银(Ag)的合金构成。作为这样的合金,例如可列举银·镁(Ag·Mg)、银·铜(Ag·Cu)、银·钯(Ag·Pd)、银·钯·铜(Ag·Pd·Cu)、银·铟(Ag·In)、银·金(Ag·Au)等。
在构成上述阳极的各构成材料中,作为构成本发明涉及的有机EL元件的阳极,优选为以银作为主成分而构成、厚度在2~20nm的范围内的透明阳极,更优选厚度为4~12nm的范围内。如果厚度为20nm以下,由于将透明阳极的吸收成分及反射成分控制得低,维持高透光率,因此优选。
本发明中所说的以银作为主成分而构成的层,是指透明阳极中的银的含量为60质量%以上,优选地,银的含量为80质量%以上,更优选地,银的含量为90质量%以上,特别优选地,银的含量为98质量%以上。另外,在本发明涉及的透明阳极中所说的“透明”,是指波长550nm下的透光率为50%以上。
在透明阳极中,以银作为主成分而构成的层可以是根据需要分为多层而层叠了的构成。
另外,本发明中,在阳极为以银作为主成分而构成的透明阳极的情况下,从提高形成的透明阳极的银膜的均匀性的观点考虑,优选在其下部设置基底层。作为基底层,并无特别限制,优选为含有具有氮原子或硫原子的有机化合物的层,在该基底层上形成透明阳极的方法是优选的方式。
[中间电极]
在本发明涉及的有机EL元件中,可以形成如下的构造:具有在阳极与阴极之间将二个以上的由有机功能层组和发光层构成的有机功能层单元层叠了的构造,将二个以上的有机功能层单元间用具有用于得到电连接的独立的连接端子的中间电极层单元来分离。
[发光层]
构成有机EL元件的发光层优选含有磷光发光化合物或荧光发光性化合物作为发光材料的构成。
该发光层是从电极或电子传输层注入了的电子与从空穴传输层注入了的空穴复合而进行发光的层,进行发光的部分可以是发光层的层内,也可以是与和发光层进行邻接的层的界面。
作为这样的发光层,只要所含的发光材料满足发光必要条件,对其构成并无特别限制。另外,具有同一的发光光谱、发光极大波长的层可以为多层。该情况下,优选在各发光层间具有非发光性的中间层。
发光层的厚度的总和优选在1~100nm的范围内,从可以得到更低的驱动电压考虑,更优选1~30nm的范围内。应予说明,就发光层的厚度的总和而言,在发光层间存在非发光性的中间层的情况下,为也含有该中间层的厚度。
如以上这样的发光层可以通过对后述的发光材料、主体化合物例如应用真空蒸镀法、旋涂法、流延法、LB法(朗格缪尔-布洛杰特、LangmuirBlodgett法)及喷墨法等的公知的方法而形成。
另外,发光层可以将多种发光材料混合,也可将磷光发光材料和荧光发光材料(也称为荧光掺杂剂、荧光性化合物)在同一发光层中混合而使用。作为发光层的构成,优选含有主体化合物(也称为发光主体等)及发光材料(也称为发光掺杂剂化合物。)、使其由发光材料发光。
〈主体化合物〉
作为发光层中含有的主体化合物,优选室温(25℃)下的磷光发光的磷光量子收率不到0.1的化合物。更优选磷光量子收率不到0.01。另外,在发光层中含有的化合物中,优选其在层中的体积比为50%以上。
作为主体化合物,可单独地使用公知的主体化合物,或者也可使用多种主体化合物。通过使用多种主体化合物,可以调节电荷的移动,可以将有机场致发光元件高效率化。另外,通过使用多种后述的发光材料,将不同的发光混合成为可能,由此可以得到任意的发光色。
作为在发光层中使用的主体化合物,可以是以往公知的低分子化合物,也可以是具有重复单元的高分子化合物,还可以是具有如乙烯基、环氧基这样的聚合性基团的低分子化合物(蒸镀聚合性发光主体)。
作为可在本发明中应用的主体化合物,例如可以列举日本特开2001-257076号公报、日本特开2001-357977号公报、日本特开2002-8860号公报、日本特开2002-43056号公报、日本特开2002-105445号公报、日本特开2002-352957号公报、日本特开2002-231453号公报、日本特开2002-234888号公报、日本特开2002-260861号公报、日本特开2002-305083号公报、美国专利申请公开第2005/0112407号说明书、美国专利申请公开第2009/0030202号说明书、国际公开第2001/039234号、国际公开第2008/056746号、国际公开第2005/089025号、国际公开第2007/063754号、国际公开第2005/030900号、国际公开第2009/086028号、国际公开第2012/023947号、日本特开2007-254297号公报、欧州专利第2034538号说明书等中记载的化合物。
〈发光材料〉
作为本发明中可以使用的发光材料,可列举磷光发光性化合物(也称为磷光性化合物、磷光发光材料或磷光发光掺杂剂。)及荧光发光性化合物(也称为荧光性化合物或荧光发光材料。)。
〈磷光发光性化合物〉
磷光发光性化合物是观测到来自激发三重态的发光的化合物,具体地,是在室温(25℃)下进行磷光发光的化合物,定义为磷光量子收率在25℃下为0.01以上的化合物,优选的磷光量子收率为0.1以上。
上述磷光量子收率可以通过第4版实验化学讲座7的分光II的第398页(1992年版、丸善)中记载的方法测定。溶液中的磷光量子收率可以使用各种溶剂来测定,本发明中使用磷光发光性化合物的情况下,在任意的溶剂的任一种中,作为上述磷光量子收率,只要实现0.01以上即可。
磷光发光性化合物可以从一般的有机EL元件的发光层中使用的公知的化合物中适当选择而使用,优选为含有元素周期表中第8~10族的金属的络合物系化合物,更优选为铱化合物、锇化合物、铂化合物(铂络合物系化合物)或稀土类络合物,其中最优选为铱化合物。
本发明中,至少一个发光层可以含有二种以上的磷光发光性化合物,可以是发光层中的磷光发光性化合物的浓度比在发光层的厚度方向进行变化的方式。
作为本发明中可以使用的公知的磷光发光性化合物的具体例,可列举以下的文献中记载的化合物等。
可以列举Nature395,151(1998)、Appl.Phys.Lett.78,1622(2001)、Adv.Mater.19,739(2007)、Chem.Mater.17,3532(2005)、Adv.Mater.17,1059(2005)、国际公开第2009/100991号、国际公开第2008/101842号、国际公开第2003/040257号、美国专利申请公开第2006/835469号说明书、美国专利申请公开第2006/0202194号说明书、美国专利申请公开第2007/0087321号说明书、美国专利申请公开第2005/0244673号说明书等中记载的化合物。
另外,可以列举Inorg.Chem.40,1704(2001)、Chem.Mater.16,2480(2004)、Adv.Mater.16,2003(2004)、Angew.Chem.lnt.Ed.2006,45,7800、Appl.Phys.Lett.86,153505(2005)、Chem.Lett.34,592(2005)、Chem.Commun.2906(2005)、Inorg.Chem.42,1248(2003)、国际公开第2009/050290号、国际公开第2009/000673号、美国专利第7332232号说明书、美国专利申请公开第2009/0039776号、美国专利第6687266号说明书、美国专利申请公开第2006/0008670号说明书、美国专利申请公开第2008/0015355号说明书、美国专利第7396598号说明书、美国专利申请公开第2003/0138657号说明书、美国专利第7090928号说明书等中记载的化合物。
另外,也可以列举Angew.Chem.lnt.Ed.47,1(2008)、Chem.Mater.18,5119(2006)、Inorg.Chem.46,4308(2007)、Organometallics23,3745(2004)、Appl.Phys.Lett.74,1361(1999)、国际公开第2006/056418号、国际公开第2005/123873号、国际公开第2005/123873号、国际公开第2006/082742号、美国专利申请公开第2005/0260441号说明书、美国专利第7534505号说明书、美国专利申请公开第2007/0190359号说明书、美国专利第7338722号说明书、美国专利第7279704号说明书、美国专利申请公开第2006/103874号说明书等中记载的化合物。
进而,也可以列举国际公开第2005/076380号、国际公开第2008/140115号、国际公开第2011/134013号、国际公开第2010/086089号、国际公开第2012/020327号、国际公开第2011/051404号、国际公开第2011/073149号、日本特开2009-114086号公报、日本特开2003-81988号公报、日本特开2002-363552号公报等中记载的化合物。
本发明中,作为优选的磷光发光性化合物,可列举在中心金属具有Ir的有机金属络合物。更优选地,优选含有金属-碳键、金属-氮键、金属-氧键、金属-硫键的至少1个的配位形式的络合物。
就上述说明了的磷光发光性化合物(也称为磷光发光性金属络合物)而言,例如可以应用OrganicLetter志、vol3、No.16、2579~2581页(2001)、InorganicChemistry,第30卷、第8号、1685~1687页(1991年)、J.Am.Chem.Soc.,123卷、4304页(2001年)、InorganicChemistry,第40卷、第7号、1704~1711页(2001年)、InorganicChemistry,第41卷、第12号、3055~3066页(2002年)、NewJournalofChemistry.,第26卷、1171页(2002年)、EuropeanJournalofOrganicChemistry,第4卷、695~709页(2004年)、进而这些文献中记载的参考文献等中公开的方法来合成。
〈荧光发光性化合物〉
作为荧光发光性化合物,可列举香豆素系色素、吡喃系色素、花青系色素、克酮酸系色素、方酸系色素、氧代苯并蒽系色素、荧光素系色素、若丹明系色素、吡喃鎓系色素、苝系色素、1,2-二苯乙烯系色素、聚噻吩系色素或稀土类络合物系荧光体等。
[有机功能层组]
接着,对于构成有机功能层单元的发光层以外的各层,按照电荷注入层、空穴传输层、电子传输层及阻挡层的顺序来进行说明。
(电荷注入层)
电荷注入层是为了驱动电压降低、发光亮度提高而设置于电极与有机层之间的层,在“有机EL元件和其工业化最前沿(1998年11月30日エヌ·ティー·エス社发行)”的第2编第2章“电极材料”(123~166页)中记载有其详细内容,有空穴注入层和电子注入层。
作为电荷注入层,一般地,如果为空穴注入层,可以使其存在于阳极与发光层或空穴传输层之间,如果是电子注入层,可以使其存在于阴极与发光层或电子传输层之间,本发明中,其特征在于,与透明电极邻接地配置电荷注入层。另外,在中间电极中使用的情况下,进行邻接的电子注入层及空穴注入层的至少一者满足本发明的必要条件即可。
空穴注入层是为了驱动电压降低、发光亮度提高而与作为透明电极的阳极邻接地进行配置的层,在“有机EL元件和其工业化最前沿(1998年11月30日エヌ·ティー·エス社发行)”的第2编第2章“电极材料”(123~166页)中记载有其详细内容。
空穴注入层在日本特开平9-45479号公报、日本特开平9-260062号公报、日本特开平8-288069号公报等中也记载有其详细内容,作为在空穴注入层中使用的材料,例如可列举卟啉衍生物、酞菁衍生物、噁唑衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、腙衍生物、1,2-二苯乙烯衍生物、聚芳基烷烃衍生物、三芳基胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、异吲哚衍生物、蒽、萘等的并苯系衍生物、芴衍生物、芴酮衍生物、及聚乙烯基咔唑、将芳香族胺导入了主链或侧链的高分子材料或低聚物、聚硅烷、导电性聚合物或低聚物(例如,PEDOT(聚亚乙基二氧噻吩):PSS(聚苯乙烯磺酸)、苯胺系共聚物、聚苯胺、聚噻吩等)等。
作为三芳基胺衍生物,可列举以α-NPD(4,4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯)为代表的联苯胺型、以MTDATA(4,4′,4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺)为代表的星爆型、在三芳基胺连结芯部具有芴、蒽的化合物等。
另外,在日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报等中记载的六氮杂三亚苯基衍生物也同样可以作为空穴传输材料来使用。
电子注入层是为了驱动电压降低、发光亮度提高而设置于阴极与发光层之间的层,在阴极由本发明涉及的透明电极构成的情况下,与该透明电极邻接地设置,在“有机EL元件和其工业化最前沿(1998年11月30日エヌ·ティー·エス社发行)”的第2编第2章“电极材料”(123~166页)中详细地记载。
就电子注入层而言,在日本特开平6-325871号公报、日本特开平9-17574号公报、日本特开平10-74586号公报等中也记载有其详细内容,作为在电子注入层中优选使用的材料的具体例,可列举以锶、铝等为代表的金属、以氟化锂、氟化钠、氟化钾等为代表的碱金属化合物、以氟化镁、氟化钙等为代表的碱金属卤化物层、以氟化镁为代表的碱土类金属化合物层、以氧化钼、氧化铝等为代表的金属氧化物、以8-羟基喹啉锂(Liq)等为代表的金属络合物等。另外,在本发明中的透明电极为阴极的情况下,特别优选使用金属络合物等的有机材料。希望电子注入层为极薄的膜,也因构成材料而异,其层厚优选1nm~10μm的范围。
(空穴传输层)
空穴传输层由具有传输空穴的功能的空穴传输材料构成,从广义上讲空穴注入层及电子阻挡层也具有空穴传输层的功能。空穴传输层可以设置单层或多层。
作为空穴传输材料,是具有空穴的注入或传输、电子的屏蔽性的任意的材料,可以是有机物、无机物的任意。例如可列举三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、1,2-二苯乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物、导电性高分子低聚物和噻吩低聚物等。
作为空穴传输材料,可以使用上述的空穴传输材料,但也可以使用卟啉化合物、芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物,特别优选使用芳香族叔胺化合物。
作为芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物的代表例,可列举N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基苯基、N,N′-二苯基-N,N′-双(3-甲基苯基)-[1,1′-联苯]-4,4′-二胺(TPD)、2,2-双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)丙烷、1,1-双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)环己烷、N,N,N′,N′-四-对-甲苯基-4,4′-二氨基联苯、1,1-双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)-4-苯基环己烷、双(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)苯基甲烷、双(4-二-对-甲苯基氨基苯基)苯基甲烷、N,N′-二苯基-N,N′-二(4-甲氧基苯基)-4,4′-二氨基联苯、N,N,N′,N′-四苯基-4,4′-二氨基二苯基醚、4,4′-双(二苯基氨基)四联苯、N,N,N-三(对-甲苯基)胺、4-(二-对-甲苯基氨基)-4′-[4-(二-对-甲苯基氨基)苯乙烯基]1,2-二苯乙烯、4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4′-N,N-二苯基氨基苯乙烯基苯及N-苯基咔唑等。
空穴传输层可以通过将上述空穴传输材料例如通过真空蒸镀法、旋涂法、流延法、包含喷墨法的印刷法及LB法(朗格缪尔-布洛杰特、LangmuirBlodgett法)等的公知的方法进行薄膜化而形成。对于空穴传输层的层厚并无特别限制,通常为5nm~5μm左右,优选为5~200nm的范围。该空穴传输层可以是由上述材料的一种或二种以上构成的一层结构。
另外,通过在空穴传输层的材料中掺杂杂质,也可以提高p性。作为其实例,可列举在日本特开平4-297076号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报及J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等中记载的例子。
这样,如果提高空穴传输层的p性,可以制作进一步低消耗电力的元件,因此优选。
(电子传输层)
电子传输层由具有传输电子的功能的材料构成。从广义上讲,电子注入层、空穴阻挡层也包含在电子传输层中。电子传输层可以设置为单层结构或多层的层叠结构。
在单层结构的电子传输层及层叠结构的电子传输层中,作为构成与发光层邻接的层部分的电子传输材料(兼作空穴阻挡材料),只要具有将从阴极注入的电子传送到发光层的功能即可。作为这样的材料,可以从以往公知的化合物中选择任意的化合物而使用。例如可列举硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷、蒽酮衍生物和噁二唑衍生物等。进而,上述噁二唑衍生物中,将噁二唑环的氧原子替换为硫原子的噻二唑衍生物、具有作为吸电子基团而已知的喹喔啉环的喹喔啉衍生物也可以作为电子传输层的材料来使用。进而也可以使用将这些材料导入了高分子链的高分子材料或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。
另外,8-羟基喹啉衍生物的金属络合物、例如三(8-羟基喹啉)铝(简称:Alq3)、三(5,7-二氯-8-羟基喹啉)铝、三(5,7-二溴-8-羟基喹啉)铝、三(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(8-羟基喹啉)锌(简称:Znq)等及这些金属络合物的中心金属被替换为In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或Pb的金属络合物也可以作为电子传输层的材料来使用。
电子传输层可以通过将上述材料例如通过真空蒸镀法、旋涂法、流延法、包含喷墨法的印刷法及LB法等公知的方法进行薄膜化而形成。对于电子传输层的层厚并无特别限制,通常为5nm~5μm左右,优选为5~200nm的范围内。电子传输层可以为由上述材料的一种或二种以上构成的单一结构。
(阻挡层)
作为阻挡层,可列举空穴阻挡层及电子阻挡层,是除了上述说明的有机功能层单元3的各构成层以外根据需要设置的层。例如可以列举在日本特开平11-204258号公报、日本特开平11-204359号公报及“有机EL元件和其工业化最前沿(1998年11月30日エヌ·ティー·エス社发行)”的第237页等中记载的空穴阻挡(空穴阻止)层等。
所谓空穴阻挡层,从广义上讲,具有电子传输层的功能。空穴阻挡层由具有传输电子的功能、且传输空穴的能力显著地小的空穴阻挡材料构成,通过传输电子且阻挡空穴,可以使电子与空穴的复合概率提高。另外,可以将电子传输层的构成根据需要作为空穴阻挡层来使用。空穴阻挡层优选与发光层邻接地设置。
另一方面,所谓电子阻挡层,从广义上讲,具有空穴传输层的功能。电子阻挡层由具有传输空穴的功能、且传输电子的能力显著地小的材料构成,通过传输空穴且阻挡电子,可以使电子与空穴的复合概率提高。另外,可以将空穴传输层的构成根据需要作为电子阻挡层来使用。作为本发明中适用的空穴阻挡层的层厚,优选为3~100nm的范围,更优选为5~30nm的范围。
[阴极]
阴极是为了向有机功能层组、发光层供给空穴而发挥功能的电极膜,可使用金属、合金、有机或无机的导电性化合物或者这些的混合物。具体地,可列举金、铝、银、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铟、锂/铝混合物、稀土类金属、ITO、ZnO、TiO2及SnO2等的氧化物半导体等。
阴极可以通过将这些导电性材料通过蒸镀、溅射等的方法形成薄膜而制作。另外,作为第2电极的薄层电阻优选数百Ω/□以下,膜厚通常在5nm~5μm、优选地在5~200nm的范围选择。
予以说明,有机EL元件可以也从阴极侧取出发光光L的、两面发光型的情况下选择光透过性良好的阴极而构成。
[密封构件]
作为用于将有机EL元件密封的密封手段,例如可以列举将密封构件与阴极及透明基板用粘接剂来进行粘接的方法。
作为密封构件,可以配置为使得覆盖有机EL元件的显示区域,可以为凹板状,也可以为平板状。另外对透明性及电绝缘性也无特别限定。
作为具体的密封构件,可列举玻璃板、聚合物板、膜、金属板、膜等。作为玻璃板,特别可以列举钠钙玻璃、含有钡·锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、石英等。另外,作为聚合物板,可以列举聚碳酸酯、丙烯酸类、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫醚、聚砜等。作为金属板,可列举选自不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗和钽中的一种以上的金属或合金。
作为密封构件,从可以将有机EL元件进行薄膜化的观点考虑,可以优选使用聚合物膜及金属膜。进而,就聚合物膜而言,优选用按照JISK7129-1992的方法测定了的温度25±0.5℃、相对湿度90±2%RH下的水蒸汽透过度为1×10-3g/m2·24h以下,进而,优选用按照JISK7126-1987的方法测定的氧透过度为1×10-3ml/m2·24h·atm(1atm为1.01325×105Pa)以下、温度25±0.5℃、相对湿度90±2%RH下的水蒸汽透过度为1×10-3g/m2·24h以下。
在密封构件与有机EL元件的显示区域(发光区域)的间隙,优选在气相及液相中注入氮、氩等的非活性气体、如氟化烃、硅油这样的非活性液体。另外,也可以使密封构件与有机EL元件的显示区域的间隙为真空、将吸湿性化合物封入间隙。
[有机EL元件的制造方法]
作为有机EL元件的制造方法,在透明基材上将阳极、有机功能层组1、发光层、有机功能层组2及阴极层叠而形成层叠体。
首先,准备透明基材,在该透明基材上以成为1μm以下、优选地10~200nm的范围内的膜厚的方式通过蒸镀、溅射等的方法形成由所期望的电极物质、例如阳极用物质构成的薄膜,形成阳极。同时,在阳极端部形成与外部电源连接的连接电极部。
接着,在其上将构成有机功能层组1的空穴注入层及空穴传输层、发光层、构成有机功能层组2的电子传输层等依次层叠。
就这些各层的形成而言,有旋涂法、流延法、喷墨法、蒸镀法、印刷法等,但从容易得到均质的层、且难以生成针孔等的方面考虑,特别优选真空蒸镀法或旋涂法。进而,每层可应用不同的形成法。在这些各层的形成中采用蒸镀法的情况下,其蒸镀条件因使用的化合物的种类等而不同,一般优选在舟皿加热温度50~450℃、真空度1×10-6~1×10-2Pa、蒸镀速度0.01~50nm/秒、基板温度-50~300℃、层厚0.1~5μm的范围内适当选择各条件。
如以上那样形成了有机功能层组2后,在其上部通过蒸镀法、溅射法等的适当的形成法形成阴极。此时,就阴极而言,通过有机功能层组对于阳极保持绝缘状态、同时以从有机功能层组的上方向透明基板的周边引出了端子部分的形状进行图案形成。
阴极的形成后,将这些透明基材、阳极、有机功能层组、发光层和阴极用密封材料进行密封。即,在使阳极和阴极的端子部分(各电极的引出配线)露出了的状态下,在透明基材上设置至少覆盖有机功能层组的密封材料。
另外,有机EL面板的制造中,例如,有机EL元件的各电极和发光元件驱动电路单元(12)或触摸检测电路单元(14)进行电连接,但作为此时可以使用的电连接构件(引出配线),只要是具备导电性的构件,则并无特别限制,为各向异性导电膜(ACF)、导电性糊或金属糊是优选的方式。
所谓各向异性导电膜(ACF),例如可以列举具有在热固化性树脂中混合了的具有导电性的微细的导电性粒子的层。作为本发明中可以使用的含有导电性粒子的层,只要是含有作为各向异性导电构件的导电性粒子的层,则并无特别限制,可以根据目的适当选择。作为可以作为本发明涉及的各向异性导电构件使用的导电性粒子,并无特别限制,可以根据目的适当选择,例如可列举金属粒子、金属被覆树脂粒子等。作为市售的ACF,例如可列举MF-331(日立化成制造)等的、也可应用于树脂膜的低温固化型的ACF。
作为金属粒子,例如可列举镍、钴、银、铜、金、钯等,作为金属被覆树脂粒子,例如可列举在树脂芯的表面被覆了镍、铜、金及钯的任一种金属的粒子,作为金属糊,可以列举市售的金属纳米粒子糊等。
《有机EL模块的应用领域》
本发明的有机电致发光模块为能够达到小幅面化及薄膜化、达到工序的简洁化的有机电致发光模块,可以优选地在智能手机、平板电脑等的各种智能设备及照明装置中利用。
[智能设备]
图21为表示在图符部中具备了本发明的有机EL模块的智能设备(100)的一例的概略构成图。
本发明的智能设备100具备在图2~图20中说明了的具有触摸检测功能的有机电致发光模块(MD)和液晶显示装置120等而构成。作为液晶显示装置120,可以使用以往公知的液晶显示装置。
在图21中,表示本发明的有机电致发光模块(MD)发光的状态,从正面侧观看,看到各种的显示图案(111)的发光。在有机电致发光模块(MD)为非发光状态的情况下,看不到各种显示图案(111)。应予说明,图21中所示的显示图案(111)的形状为一例,并不限于这些,可以是任何的图形、文字、花纹等。其中,所谓“显示图案”,是指通过有机EL元件的发光而表示的图案(图案、花纹)、文字、图像等。
[照明装置]
本发明的有机电致发光模块也可以应用于照明装置。作为具备本发明的有机电致发光模块的照明装置,也可有用地用于家庭用照明、车内照明、液晶显示装置的背光等、显示装置。此外,可列举钟表等的背光、招牌广告、信号机、光存储介质等的光源、电子照相复印机的光源、光通信处理机的光源、光传感器的光源等、进而需要显示装置的一般的家庭用电气器具等广泛的范围的用途。
产业上的可利用性
本发明的有机电致发光模块可以达到小幅面化及薄膜化,达到工序的简洁化,可以优选地在智能手机、平板电脑等的各种智能设备及照明装置中利用。
符号的说明
1、MD有机EL模块
2有机EL面板
3透明基材
4阳极电极
4A兼作触摸检测电极的阳极电极
5有机功能层单元
6阴极电极
6A兼作触摸检测电极的阴极电极
7密封用粘接剂
8密封构件
9触摸检测部
10以往型的触摸检测电极
11盖玻璃
12发光元件驱动电路单元
14触摸检测电路单元
15手指
16接地(earth)
21电容器(Cel)
22有机EL元件
23发光元件驱动电路部
24触摸检测电路部
25阳极电极配线
26阴极电极配线
27地线
28发光控制信息路线
29触摸检测信息路线
30电容器(Cs)
31DC-DC转换器电路
32DC-DC转换器的开关元件控制电路
33电流值的反馈电路
100智能设备
111显示图案
120液晶显示装置
1FT1帧期间
Cf手指接触时的静电容量
LT发光期间
R1检测电阻
ST传感期间
SW1开关1
SW3开关3
SW4开关4
t1待机时间
τOLED充放电时常数
Claims (7)
1.一种有机电致发光模块,其特征在于,其为具有触摸检测功能的有机电致发光模块,
具有静电容量方式的触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元,该发光元件驱动电路单元具有驱动有机电致发光面板的发光元件驱动电路部,
所述有机电致发光面板在内部的对置的位置具有面状的一对电极,
所述一对电极连接于所述发光元件驱动电路单元,
所述一对电极的任一者为触摸检测电极,该触摸检测电极连接于所述触摸检测电路单元,
且所述触摸检测电路单元和发光元件驱动电路单元分别连接于独立的地线。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光模块,其特征在于,通过所述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板的发光期间与通过所述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间,所述一对电极的至少一个电极为浮动电位的状态以使得有机电致发光面板的电容量不被检测。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光模块,其特征在于,通过所述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板的发光期间与通过所述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间,所述一对电极的至少一个电极为浮动电位的状态、且所述一对电极处于短路的状态以使得有机电致发光面板的电容量不被检测。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光模块,其特征在于,为通过所述发光元件驱动电路部而进行控制的有机电致发光面板连续地发光、通过所述触摸检测电路部而进行控制的触摸传感期间周期性地出现的驱动方式。
5.根据权利要求1至权利要求3的任一项所述的有机电致发光模块,其特征在于,在所述发光期间的最后具有反施加电压期间。
6.一种智能设备,其特征在于,具备权利要求1至权利要求5的任一项所述的有机电致发光模块。
7.一种照明装置,其特征在于,具备权利要求1至权利要求5的任一项所述的有机电致发光模块。
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