CN105519235A - 有机电致发光模块、智能设备以及照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于提供具有兼具发光功能和触摸检测功能的电极结构的有机EL元件和特定的控制电路结构并且能够实现小规格化以及薄膜化和工序的简单化的有机EL模块和具备该有机EL模块的智能设备以及照明装置。本发明的有机EL模块具有触摸检测功能,其特征在于,具有静电电容方式的触摸检测电路部件以及具有驱动有机EL面板的发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路部件,所述有机EL面板在内部的对置的位置处具有面状的一对电极,所述一对电极与所述发光元件驱动电路部件连接,且所述一对电极中的某一方是触摸检测电极,该触摸检测电极与所述触摸检测电路部件连接。
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该有机电致发光模块的智能设备以及照明装置。
背景技术
以往,作为平面状的光源体,可以举出使用导光板的发光二极管(LightEmittingDiode、以下简记为“LED”)、有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode:有机电致发光元件,以下简记为“有机EL元件”或者“OLED”)等。
从2008年前后起,在世界范围内智能设备(例如智能手机、平板等)的销售量飞跃式地增长起来。根据这些智能设备的操作性的观点来看,这些智能设备使用具有平坦的面的键。例如,作为设置在智能设备的下部的共用功能键按钮的图标部与该键相当。在该共用功能键按钮中,存在例如设置有表示“主页”(用四边形等标志显示)、“返回”(用箭头标志等显示)、“检索”(用放大镜标志等显示)这3种标志的结构例。
关于这样的共用功能键按钮,根据提高视觉辨认性的观点,公开了在与所显示的标志的图案形状相应地,在使用例如LED等的情况下,预先将LED导光板等平面发光器件设置于智能设备的内部而利用的方法(参照例如专利文献1)。
另外,公开了如下方法:作为使用LED光源的静电电容式信息输入部件,以通过提高传感器电极的灵敏度而使利用传感器电路进行的静电电容的变化的检测变得可靠并且稳定地处理使用者的输入操作为目的,通过在形成有传感器电极的柔性印刷电路(以下简记为“FPC”)与表面面板之间,在避开图标等部位的位置处,设置介电常数比相同形状的空气层高的粘接剂层,从而提高检测静电电容的检测电极的精度(参照例如专利文献2)。
作为图标部的显示方法,相对于上述使用LED光源的方法,近年来,还存在以更低功耗化、提高发光亮度的均匀性为目的而想要利用面发光型的有机电致发光器件这样的动向。通过向构成图标部的覆盖玻璃侧预先印刷标志等,在其相应部分背侧配置这些有机电致发光设备,从而实现显示功能。
另一方面,在利用智能设备时,触摸功能是必须的,直到显示器部以及共用功能键部,通常都将用于触摸检测的静电电容方式的触摸检测型设备配置到覆盖玻璃的背面侧。
作为该触摸检测设备,使用使膜/膜型的触摸传感器扩大至与覆盖玻璃同等的尺寸并进行层压而得到的例子的情况有很多。特别是在对厚度没有制约那样的机型的情况下,还有时使用玻璃/玻璃类型的例子。作为触摸的检测方式,近年来,采用静电电容方式的例子的情况有很多。面向主显示器,采用被称为“投影型静电电容方式”的、在x轴、y轴方向上分别具有精细的电极图案的方式。在该方式中,能够进行被称为所谓的“多触摸”的两点以上的触摸检测。
由于利用这样的触摸传感器,所以此前在共用功能键的部分,使用不具有触摸功能的发光设备。但是,近年来,由于所谓的“in-cell”型或者“on-cell”型的显示器登场,从而强烈地要求在共用功能键用的发光设备中独立地设置触摸检测功能的方式。
特别是在面发光型的有机电致发光设备的情况下,构成有机电致发光元件的阳极、阴极或者为了保护而利用的金属箔层对上述表面型静电电容方式的静电电容的变化的检测造成恶劣影响,所以在对有机电致发光设备赋予静电触摸功能的情况下,如后述图1所示,需要与有机电致发光面板一起,在其发光面侧上,作为装配而以不同的结构来配置由在柔性基板上设置静电电容方式的检测电路和布线部而成的电连接部件、例如柔性印刷电路(简称:FPC)构成的触摸功能检测用的触摸检测电极,存在由于构成部件的增加而膜变厚等问题,在其结构中存在大的制约。在设置这样的装配的方法中,需要追加提供触摸功能检测用的设备(例如FPC等),存在担负经济上的负担、设备厚膜化、制造工序中的工时增加等问题。
因此,要求开发一种高效地配置作为应用于图标部的发光设备的有机电致发光元件和控制其驱动的布线材料、实现小型化以及薄膜化并且具备对智能设备的适应性的有机电致发光模块。
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
本发明是鉴于上述问题/状况而完成的,其解决课题在于提供一种有机电致发光模块和具备该有机电致发光模块的智能设备以及照明装置,该有机电致发光模块具有具备兼具发光功能和触摸检测功能的电极的有机电致发光元件和特定的控制电路,能够实现小规格化以及薄膜化和工序的简单化。
本发明者为了解决上述课题而进行了潜心研究,其结果,发现能够使有机电致发光面板中的某一方的电极作为触摸检测电极发挥功能,通过将触摸检测电路部件和发光元件驱动电路部件连接到有机电致发光面板而得到的结构的有机电致发光模块来解决上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明的课题通过以下的手段而得到解决。
1.一种有机电致发光模块,具有触摸检测功能,所述有机电致发光模块的特征在于,具备:
静电电容方式的触摸检测电路部件;以及
发光元件驱动电路部件,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处具有面状的一对电极,所述一对电极与所述发光元件驱动电路部件连接,并且所述一对电极中的某一方是触摸检测电极,该触摸检测电极与所述触摸检测电路部件连接。
2.根据第1项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
所述触摸检测电路部件和发光元件驱动电路部件连接到一个共用的地线。
3.根据第1项或者第2项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极中的至少一方的电极是浮动电位的状态,以使得有机电致发光面板的电容不被检测。
4.根据第1项或者第2项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极的两方都是浮动电位的状态,以使得有机电致发光面板的电容不被检测。
5.根据第1项或者第2项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极中的至少一方的电极是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不被检测。
6.根据第1项或者第2项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极的两方都是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不被检测。
7.根据第1项或者第2项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
驱动方式为由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板连续地发光,由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间周期性地出现。
8.根据第1项至第7项中的任意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,具有反向施加电压期间。
9.根据第1项至第8项中的任意一项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
在连接所述发光元件驱动电路部和所述触摸检测电路部的地线的布线之间具备电容器。
10.一种智能设备,其特征在于,
具备第1项至第9项中的任意一项所述的有机电致发光模块。
11.一种照明装置,其特征在于,
具备第1项至第9项中的任意一项所述的有机电致发光模块。
根据本发明的上述手段,能够提供一种具有兼具发光功能和触摸检测功能的电极结构的有机电致发光元件和特定的控制电路结构、并且能够实现小规格化以及薄膜化和工序的简单化的有机电致发光模块和具备该有机电致发光模块的智能设备以及照明装置。
由在本发明中规定的结构构成的有机电致发光模块的技术特征和其效果的表现机构如以下所述。
以往,应用于智能媒体所具备的图标显示部的有机电致发光模块如在后述图1中说明其结构的那样,由具有配置在对置的位置的一对电极部件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(简称:FPC)通过发光功能和触摸检测功能相分离的各个装配而构成,所以造成厚膜化而对小规格化造成障碍。
针对上述问题,在本发明的有机电致发光模块(以下简记为“有机EL模块”)中,其结构的特征在于,如在后述图2中示出其代表性的结构的那样,针对有机电致发光面板(以下简记为“有机EL面板”),作为第一电控制部件,在配置于对置位置处的一对电极之间,具有用于控制有机电致发光元件(以下简记为“有机EL元件”)的发光的发光元件驱动电路部件,作为第二电控制部件,使一对电极中的至少一方的电极作为触摸检测电极发挥功能,在此配置触摸检测电路部件。
通常,在有机EL面板或者有机EL元件的结构中,在想要将阳极电极(阳极)或者阴极电极(阴极)设为触摸检测电极(以下还简称为“检测电极”)的情况下,如果将进行触摸的手指与触摸检测电极之间的静电电容设为Cf,将阳极电极与阴极电极之间的静电电容设为Cel,则触摸时(手指触摸时)的静电电容为“Cf+Cel”,在无手指触摸的状态下为“Cel”,但在通常的情况下,Cf<Cel,所以难以触摸检测。
在本发明的有机EL模块中,通过将发光元件驱动电路部件和触摸检测电路部件独立地设置,并且在触摸检测时,断开阳极电极(阳极)以及阴极电极(阴极)与发光元件驱动电路部之间的开关并且将阳极电极(阳极)以及阴极电极(阴极)中的至少一方的电极设为浮动电位的状态,以使得阳极电极与阴极电极之间的静电电容Cel不被检测,从而能够实现触摸检测,其结果,能够实现小规格化以及薄膜化和工序的简单化。
另外,本发明中所称的浮动电位的状态是指未与电源、设备的地线连接的漂浮电位状态,触摸检测时的阳极电极(阳极)或者阴极电极(阴极)取浮动电位,所以有机EL面板的静电电容Cel成为未被检测的状态,其结果,能够进行基于手指触摸的触摸检测。
附图说明
图1是示出比较例的有机电致发光模块的结构的一个例子的概略剖面图。
图2是示出本发明的有机电致发光模块的结构(阳极电极是检测电极)的一个例子的概略剖面图。
图3是作为有机电致发光模块的一个例子的实施方式1的驱动电路图。
图4是示出本发明的发光元件驱动电路部件的结构的一个例子的概略电路图。
图5是示出实施方式1中的发光期间和传感期间的一个例子的时序图。
图6是示出实施方式1中的发光期间和传感期间的另一例子(赋予反向施加电压)的时序图。
图7是示出实施方式1的发光期间中的电路动作的一个例子的电路动作图。
图8是示出实施方式1的传感期间中的电路动作的一个例子的电路动作图。
图9是作为有机电致发光模块的另一例子的实施方式2的驱动电路图。
图10是示出实施方式2中的发光期间和传感期间的一个例子的时序图。
图11是示出实施方式2中的发光期间和传感期间的另一例子(赋予反向施加电压)的时序图。
图12是示出实施方式2的发光期间中的电路动作的一个例子的电路动作图。
图13是示出实施方式2的传感期间中的电路动作的一个例子的电路动作图。
图14A是用于说明实施方式2中的发光期间和传感期间(手指触摸时)的静电电容差的示意图1。
图14B是用于说明实施方式2中的发光期间和传感期间(手指触摸时)的静电电容差的示意图2。
图15是作为有机电致发光模块的另一例子的实施方式3的驱动电路图。
图16是示出实施方式3中的发光期间和传感期间的一个例子的时序图。
图17是示出实施方式3中的发光期间和传感期间的另一例子(赋予反向施加电压)的时序图。
图18是示出实施方式3的发光期间中的电路动作的一个例子的电路动作图。
图19是示出实施方式3的传感期间中的电路动作的一个例子的电路动作图。
图20是作为有机电致发光模块的另一例子的实施方式4中的手指触摸时的驱动电路图。
图21是实施方式4中的由连续地发光的发光期间和间歇传感期间构成的时序图。
图22是示出本发明的有机电致发光模块的其它结构(阴极电极是触摸检测电极)的一个例子的概略剖面图。
图23是在有机电致发光模块的一个例子中阴极电极为触摸检测电极的实施方式5的驱动电路图。
图24是在有机电致发光模块的另一例子中阴极电极为触摸检测电极的实施方式6的驱动电路图。
图25是示出具备本发明的有机电致发光模块的智能设备的一个例子的概略结构图。
(符号说明)
1:MD,有机EL模块;2:有机EL面板;3:透明基材;4:阳极电极;4A:兼具触摸检测电极的阳极电极;5:有机功能层部件;6:阴极电极;6A:兼具触摸检测电极的阴极电极;7:密封用粘接剂;8:密封部件;9:触摸检测部;10:现在类型的触摸检测电极;11:覆盖玻璃;12:发光元件驱动电路部件;13:分离型的触摸检测电路部件;14:触摸检测电路部件;15:手指;16:接地(地);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:阳极电极布线;26:阴极电极布线;27:地线;28:发光控制信息路径;29:触摸检测信息路径;30:电容器(Cs);100:智能设备;111:显示图案;120:液晶显示装置;1FT:1个帧期间;Cf:手指触摸时的静电电容;LT:发光期间;ST:传感期间;SW1:开关1;SW2:开关2;SW3:开关3;SW4:开关4;t1:等待时间;τ:OLED充放电时间常数。
具体实施方式
本发明的有机电致发光模块具有触摸检测功能,所述有机电致发光模块的特征在于,具有:静电电容方式的触摸检测电路部件;以及发光元件驱动电路部件,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处具有面状的一对电极,所述一对电极与所述发光元件驱动电路部件连接,并且所述一对电极中的某一方是触摸检测电极,该触摸检测电极与所述触摸检测电路部件连接。该特征是在技术方案1至11的技术方案的发明中共同的技术特征。
作为本发明的实施方式,根据能够进一步表现作为本发明的目的的效果的观点,触摸检测电路部件和发光元件驱动电路部件连接到一个共用的地线而成的结构根据能够设计更简单化以及高效化的控制电路的观点来看是优选的方式。
另外,由所述发光元件驱动电路部件控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部件控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极中的至少一方的电极或者所述一对电极中的两方为浮动电位的状态,以使得有机电致发光面板的电容不被检测,这根据能够更清楚地分离发光期间和传感期间的观点来看是优选的。
另外,由所述发光元件驱动电路部件控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部件控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,将所述一对电极中的至少一方的电极或者所述一对电极的两方设为浮动电位的状态、且将所述一对电极设为短路的状态,以使得有机电致发光面板的电容不被检测,这根据能够更清楚地分离发光期间和传感期间的观点来看是优选的。
另外,驱动方式为由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板连续地发光、由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间不连续地出现,这根据能够使电路简单化、实现高效的传感功能的观点来看是优选的。
另外,从在所述发光期间的最后,具有反向施加电压赋予期间,从而根据能够更清楚地分离发光期间和传感期间的观点来看是优选的。
另外,设为在连接发光元件驱动电路部和触摸检测电路部的地线的布线之间具备电容器的结构,这能够在使发光元件连续发光的同时使由触摸检测电路部控制的触摸传感期间不连续地出现,在这一点上是优选的。
在本发明中,有机EL元件是指由一对对置电极以及有机功能层群构成的元件,有机EL面板是指针对有机EL元件而通过密封树脂以及密封部件进行了密封的结构,有机EL模块具有通过电连接部件对有机EL面板连接静电电容方式的触摸检测电路部件和发光元件驱动电路部件而兼具发光功能和触摸检测功能的结构。
以下,结合附图,详细说明本发明的构成要素以及具体实施方式。另外,在本申请中,表示数值范围的“~”是在将在其前后记载的数值作为下限值以及上限值而包含的意思下使用的。另外,在各图的说明中,在构成要素的末尾在括弧内记载的数字表示各图记载的符号。
《有机EL模块》
本发明涉及一种有机EL模块,对有机EL面板接合了电连接部件,有机EL模块的结构的特征在于,作为该电连接部件,具有:静电电容方式的触摸检测电路部件;以及发光元件驱动电路部件,具有驱动所述有机电致发光面板的发光元件驱动电路部,构成所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处具有面状的一对电极,所述一对电极与发光元件驱动电路部件连接,所述一对电极中的某一方是触摸检测电极,该触摸检测电极与所述触摸检测电路部件连接。
在说明本发明的有机EL模块的详细结构之前,说明作为现在类型的比较例的有机EL模块的概略结构。
图1是示出比较例的有机电致发光模块的结构的一个例子的概略剖面图。
在图1所示的有机EL模块(1)中,在透明基材(3)上,层叠阳极电极(4、阳极)和由例如空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、电子注入层等构成的有机功能层部件(5)而构成发光区域。在有机功能层部件(5)的上部,层叠阴极电极(6、阴极),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,以防止来自外部环境的有害气体(氧气、水分等)向发光部浸透为目的而配置密封部件(8),构成有机EL面板(2)。
在图1记载的结构中,控制发光的发光元件驱动电路部件(12)连接于作为一对电极的阳极电极(4)与阴极电极(6)之间。另外,以与有机EL面板(2)分离的状态,在透明基材(3)的与形成了有机EL元件的面相反的一侧的面,设置由例如在柔性基板上设置有静电电容方式的检测电路和布线部的电连接部件(柔性印刷电路)构成的触摸功能检测用的触摸检测电极(10),将其周边用密封用粘接剂(7)密封而形成触摸检测部(9),在其上表面部,设置覆盖玻璃(11)。在该触摸检测电极(10)处,设置用于检测触摸(手指触摸)的触摸检测电路部件(14)。在如图1所示的以往的有机EL模块中,有机EL元件和触摸检测部(9)分别独立地构成,所以是厚膜的结构,妨碍智能设备等的小规格化、薄膜化。
接下来,说明本发明的有机EL模块的基本结构。
图2是作为本发明的有机电致发光模块的结构的一个例子,示出阳极电极为触摸检测电极的例子的概略剖面图。
在图2所示的有机EL模块(1)中,在透明基材(3)上,层叠阳极电极(4A、阳极)和与图1相同的有机功能层部件(5),构成发光区域。在有机功能层部件(5)的上部,层叠阴极电极(6、阴极),构成有机EL元件。将该有机EL元件的外周部用密封用粘接剂(7)密封,在其表面,配置密封部件(8),构成有机EL面板(2)。
另外,在本发明的有机EL面板(2)中,也可以是以保护有机EL元件为目的而在最表面侧具有金属箔层的结构。
在图2的结构中,具有如下特征:阳极电极(4A、阳极)是作为使有机EL元件发光的对置电极而发挥功能并且赋予作为触摸检测电极即检测电极的功能的结构。在图2记载的结构中,具有控制发光的发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路部件(12)连接于阳极电极(4A)与阴极电极(6)之间。
阳极电极(4A)作为触摸检测电极而发挥功能,所以连接有检测触摸(手指触摸)的触摸检测电路部件(14)。
在图2中,示出了使阳极电极(4A)兼作检测电极的结构,但也可以如后述图22记载的那样,对阴极电极(6A)赋予该功能。
接下来,结合附图,说明用于驱动本发明的有机EL模块的具体的驱动电路及其驱动方法。
〔有机EL模块的结构例:触摸检测电极=阳极电极〕
(实施方式1)
图3是作为本发明的有机EL模块的一个例子的实施方式1的驱动电路图。
在图3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)具有与阳极电极(4A、未图示)连接的阳极电极布线(25)和与阴极电极(6、未图示)连接的阴极电极布线(26),在两根布线之间,连接有作为二极管的有机EL元件(22)和电容器(21、Cel)。
在左侧的发光元件驱动电路部件(12)中,从阳极电极(4A、未图示)引出的阳极电极布线(25)经由开关1(SW1)与发光元件驱动电路部(23)连接,另一方面,从阴极电极(6、未图示)引出的阴极电极布线(26)经由开关2(SW2)与发光元件驱动电路部(23)连接。另外,发光元件驱动电路部(23)与地线(27)连接。详细而言,该地线(27)被称为信号地线。
在该发光元件驱动电路部件(12)中,具有发光元件驱动电路部(23),在该发光元件驱动电路部(23)中嵌入恒定电流驱动电路或者恒定电压驱动电路,控制有机EL元件的发光的定时,根据需要而进行反向偏置施加(反向施加电压)。另外,在图3中,示出了发光元件驱动电路部(23)与SW1及SW2分别独立的结构,但根据需要,也可以是在发光元件驱动电路部(23)中嵌入开关1(SW1)和/或开关2(SW2)而得到的结构。
本发明所称的发光元件驱动电路部件(12)如图3的虚线所示,是指由阳极电极布线(25)、SW1、发光元件驱动电路部(23)、SW2以及阴极电极布线(26)构成的电路范围。
作为本发明的发光元件驱动电路部(23),其结构没有特别限制,能够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)。一般情况下,发光元件驱动电路具有以下功能:与例如如后述图5所示的预先设定的发光元件的发光图案相应地,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。作为该光元件驱动电路,已知由升压型或者降压型的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恒定电流电路,另外,能够参照日本特开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。
图4示出能够应用于本发明的发光元件驱动电路部(23)的一个例子。
图4是示出具有本发明的发光元件驱动电路部的发光元件驱动电路部件的结构的一个例子的概略电路图。
在图4中,发光元件驱动电路部(23)具有升压型或者降压型的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,如果将检测电阻设为R1、将比较电位设为Vref,则通过利用DC-DC转换器电路(31)来对有机EL元件(22)的阳极电位进行升压或者降压,以使在有机EL元件(22)中流过的电流IOLED成为Vref/R1,从而能够当作恒定电流电路。此处,反馈电路(33)对DC-DC转换器电路(31)的输出Vout施加反馈,以使得VX=Vref。例如,如果设为Vref=0.19V、R1=100Ω,则通过DC-DC转换器电路(31)调整Vout,以使恒定电流值Vref/R1=1.9mA。
另一方面,在右侧记载的触摸检测电路部件(14)中,将从作为触摸检测电极而发挥功能的阳极电极(4A、未图示)引出的阳极电极布线(25)经由开关3(SW3)连接到触摸检测电路部(24),该触摸检测电路部(24)与地线(27)连接。也可以是在该触摸检测电路部(24)内部嵌入有开关3(SW3)的结构。
作为触摸检测电路部(24),其结构没有特别限制,能够应用以往的公知的触摸检测电路部。一般情况下,触摸检测电路由放大器、滤波器、AD变换器、整流平滑电路、比较器等构成,作为代表例,可以举出自电容检测方式、串联电容分压比较方式(欧姆龙(OMRON)方式)等,另外,能够参照日本特开2012-073783号公报、日本特开2013-088932号公报、日本特开2014-053000号公报等记载的触摸检测电路。
另外,开关1~3(SW1~SW3)是FET(场效应晶体管)、TFT(薄膜晶体管,Thin-filmtransistor)等具备开关功能的开关即可,没有特别限制。
接下来,使用时序图,说明图3所示的实施方式1中的发光期间和传感期间(触摸检测期间)的时间序列的动作。
图5是示出实施方式1中的发光期间和传感期间的一个例子的时序图。
在由图3所示的驱动电路结构构成的有机EL模块(1)中,通过利用各开关的接通/断开控制以使由发光元件驱动电路部件(12)控制的有机EL面板的发光期间与由触摸检测电路部件(14)控制的触摸传感期间分离的方式进行驱动,从而能够实现图标部处的触摸传感器功能。
图5的最上一栏是示出发光元件驱动电路部件(12)中的SW1的接通/断开的动作定时的图,在其下方,同样地示出了SW2、SW3的动作定时。在此处所示的图中,高电平期间表示开关的接通状态。在以后说明的时序图中也是相同的。
最下一栏是示出针对有机EL元件的施加电压的历史的图,当SW1以及SW2成为“接通”的状态时,在电压从OLED截止电压开始上升而成为发光所需的电压的时间点下开始发光。接下来,当使SW1以及SW2成为“断开”时,停止向OLED供给电流而熄灭。但是,即使使SW1以及SW2成为“断开”,也不会瞬间熄灭,而是依照OLED充放电时间常数τ,需要一定的时间(t1)进行熄灭。
另一方面,SW3是控制触摸检测电路部件(14)的驱动的开关,在SW1以及SW2为“接通”的状态下,设为“断开”状态,在使SW1以及SW2成为“断开”之后,设为“接通”,进行触摸检测。但是,将SW3设为“接通”的定时是在上述说明的使SW1以及SW2成为“断开”之后,经过预定的等待时间(t1)之后设为“接通”。作为该等待期间(t1),优选为OLED充放电时间常数τ的0τ~5τ左右的范围内。
在图5所示的时序图中,从使SW1以及SW2成为“接通”至成为“断开”的期间是发光期间(LT),使SW1以及SW2成为“断开”、经过等待时间(t1)使SW3成为“接通”而进行触摸检测之后直至成为“断开”为止的期间是传感期间(ST),将LT+ST称为1个帧期间(1FT)。
作为本发明的有机EL模块中的发光期间(LT)、传感期间(ST)以及1个帧期间(1FT),没有特别限制,能够适当地选择适于所应用的环境的条件,作为一个例子,作为OLED的发光期间(LT),是0.1~2.0msec.的范围内,作为传感期间(ST),是0.05~0.3msec.的范围内,作为1个帧期间(1FT),能够设为0.15~2.3msec的范围内。另外,作为1个帧期间(1FT),为了降低闪烁,优选设为60Hz以上。
图6是基于作为实施方式1中的发光期间和传感期间的另一例子而对OLED赋予反向偏置施加电压的方法的时序图。
在图6中,针对图5记载的OLED施加电压图案,在使SW1以及SW2成为“接通”之后,在发光期间的最后即将成为“断开”之前,在阳极电极与阴极电极之间赋予反向施加电压(反向偏置电压的施加),从而抑制了OLED熄灭时的充放电,在这样的时序图中,作为SW3的图案,无需设置如图5所示的等待时间(t1)。
图7是示出实施方式1的发光期间(LT)中的电路动作的一个例子的电路动作图。
如图7所示,在实施方式1的发光期间(LT)中,使SW1以及SW2成为“接通”的状态,利用发光元件驱动电路部(23)控制发光条件,依照发光控制信息路径(28),使有机EL元件(22)发光。
此时,将与触摸检测电路部件(14)连接的SW3设为“断开”的状态。
图8是示出实施方式1的传感期间(ST)中的电路动作的一个例子的电路动作图。
在图8中,通过在使发光元件驱动电路部件(12)的SW1以及SW2成为“断开”而使发光元件驱动电路开路、并使触摸检测电路部件(14)的开关3(SW3)成为“接通”的状态下,由手指(15)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)的玻璃基板上表面部,从而在手指(15)与作为检测电极的阳极电极(4A)之间产生静电电容(Cf)。静电电容(Cf)与地(16)连接。29是传感时的触摸检测信息路径。
此时,SW1以及SW2是“断开”状态,一对电极处于检测不到有机EL面板的电容的浮动电位的状态,所以作为静电电容,是Cf>Cel的状态,所以能够进行触摸检测。
(实施方式2)
图9是作为本发明的有机EL模块的另一例子的实施方式2的驱动电路图。
在图9所示的实施方式2中,是针对上述图3记载的实施方式1的驱动电路图嵌入了电容器Cs(30)来代替构成触摸检测电路部件(14)的开关(SW3)的结构。通过将电容器Cs(30)嵌入到电路,从而能够赋予与开关3(SW3)相同的功能。
此时,也可以是在发光元件驱动电路部(23)中嵌入了开关1(SW1)或者开关2(SW2)的结构。另外,也可以是在触摸检测电路部(24)内部嵌入了电容器Cs(30)的结构。
图10是实施方式2中的发光期间和传感期间的一个例子,是作为传感的定时而设置了等待时间(t1)的时序图。
相对于先前说明的图5所示的时序图,图10所示的时序图是示出不基于SW3的“接通/断开”操作而基于电容器Cs(30)的传感定时的图。
图11是实施方式2中的发光期间和传感期间的另一例子,是对示出实施方式2的传感期间中的电路动作的一个例子的电路动作图赋予了反向偏置施加电压而得到的时序图。
相对于先前说明的图6所示的赋予了反向偏置施加电压的时序图,图11所示的时序图是示出不基于SW3的“接通/断开”操作而基于电容器Cs(30)的传感定时的图。
图12是示出实施方式2的发光期间中的电路动作的一个例子的电路动作图,与先前在图7中说明的实施方式1的发光期间中的电路动作相同。
图13是示出实施方式2的传感期间中的电路动作的一个例子的驱动电路动作图,是通过在使发光元件驱动电路部件(12)的SW1以及SW2成为“断开”而使发光元件驱动电路开路的状态下,由手指(15)触摸作为检测电极的阳极电极(4A、未图示)的玻璃基板上表面部,从而在手指(15)与作为检测电极的阳极电极(4A)之间产生静电电容(Cf),根据该静电电容(Cf)进行触摸检测的方法。
图14A以及图14B是用于说明实施方式2中的发光期间与传感期间(手指触摸时)的静电电容差的示意图,如图14A所示,在未进行手指触摸的状态下,一方的电极是浮动电位的状态,所以检测不到设置在触摸检测电路部件(14)的电容Cs(30)。相对于此,在图14B所示的触摸检测时(手指触摸时),作为静电电容,是在手指(15)与作为触摸检测电极的阳极电极(4A)之间产生的静电电容Cf与Cs的串联合成电容值,所以能够检测触摸。
(实施方式3)
图15是作为有机EL模块的另一例子的实施方式3的驱动电路图。
在图15所示的有机EL模块(1)中,基本的驱动电路结构是与先前说明的图3的驱动电路相同的结构,但是是为了使阳极电极布线(25)与阴极电极布线(26)短路(短接)而设置了第4开关4(SW4)的结构。
此时,也可以是在发光元件驱动电路部(23)中嵌入了开关1(SW1)以及/或者开关2(SW2)的结构。另外,也可以是在触摸检测电路部(24)内部嵌入了开关3(SW3)的结构。
图16是示出实施方式3中的发光期间和传感期间的一个例子的时序图。
相对于先前的图5,在图16记载的具有SW4的结构中,在发光期间(LT)中,使SW1以及SW2全部成为“接通”而使OLED发光,在转移到传感期间(ST)的瞬间,使SW1以及SW2成为“断开”,同时使SW3以及SW4成为“接通”。通过将作为短路开关的SW4设为“接通”,从而瞬间地去除在OLED的电极之间残留的充放电分量,从而无需设置等待时间(t1),就能够从发光期间(LT)转移到传感期间(ST)。
图17是实施方式3中的发光期间和传感期间的另一例子,是基于对OLED赋予反向施加电压的方法的时序图。
相对于图16所示的时序图,图17所示的时序图是通过在使SW1以及SW2成为“接通”之后,在发光期间的最后即将成为“断开”之前,在阳极电极与阴极电极之间赋予反向施加电压(反向偏置电压的施加),从而抑制了OLED熄灭时的充放电的时序图。
图18是示出实施方式3的发光期间中的电路动作的一个例子的驱动电路动作图。
在图18所示的发光期间中,在基本的发光元件驱动电路部件(12)的电路结构中,使SW1以及SW2成为“接通”,将SW4设为“断开”的状态,电路的状态与图7所示的结构相同。
图19是示出实施方式3的传感期间中的电路动作的一个例子的驱动电路动作图,是通过在使发光元件驱动电路部件(12)的SW1以及SW2成为“断开”而使发光元件驱动电路开路的状态下,由手指(15)触摸作为检测电极的阳极电极(4A、未图示)的玻璃基板上表面部,从而在手指(15)与作为触摸检测电极的阳极电极(4A)之间产生静电电容(Cf),根据该静电电容(Cf)进行触摸检测的方法。此时,通过同时地将发光元件驱动电路部件(12)内的开关4(SW4)设为“接通”的状态,从而能够瞬间地进行对置电极之间的充放电。
另外,在图15~图19的说明中,示出了用开关(SW3)进行触摸检测电路部件(14)的“接通/断开”控制的例子,但也可以如在上述实施方式2中说明的那样,是代替开关(SW3)而使用电容器(30)的结构。
(实施方式4)
作为有机电致发光模块的另一例子的实施方式4,在图20中,作为由发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板连续地发光、由触摸检测电路部(24)控制的传感期间(ST)周期性地出现的驱动方式的一个例子,例示了手指触摸时的驱动电路图。具体而言,其结构的特征在于,相对于图3所示的结构,删除SW1以及SW2,在连接上述发光元件驱动电路部(23)和上述触摸检测电路部(24)的地线的布线之间具备电容器(31)。
在图20中,在发光元件驱动电路部件(12)侧不存在开关,所以始终处于连接了电路的状态,处于有机EL元件(22)连续地发光的状态。
另一方面,在右侧记载的触摸检测电路部件(14)中,将从作为触摸检测电极而发挥功能的阳极电极(4A、未图示)引出的阳极电极布线(25)经由开关3(SW3)连接到触摸检测电路部(24),该触摸检测电路部在中途经由电容器(31)与地线(27)连接。
在图20中,通过将触摸检测电路部件(14)的SW3设为“接通”的状态,由手指(15)触摸作为构成有机EL面板(2)的检测电极的阳极电极(4)的玻璃基板上表面部,从而在手指(15)与作为检测电极的阳极电极(4A、未图示)之间产生静电电容(Cf),能够检测触摸。
图21是由实施方式4中的连续地发光的发光期间和通过SW3的[接通/断开]来进行控制的间歇传感期间构成的时序图,不存在如上述图5所示的SW1以及SW2,始终处于连接了电路的状态,所以如下部所示,OLED施加电压始终处于“接通”的状态,始终发光。相对于此,通过使触摸检测电路部件(14)的SW3成为“接通/断开”,从而能够周期性地进行触摸检测。
另外,在图20~图21的说明中,示出了通过开关3(SW3)进行触摸检测电路部件(14)的“接通/断开”控制的例子,但也可以如在所述实施方式2中说明的那样,是代替开关3(SW3)而使用电容器(30)的结构。
〔有机EL模块的其它结构例:触摸检测电极=阴极电极〕
以上,在图2~图21中,示出了将触摸检测电极设为阳极电极(阳极)的例子,但还能够将阴极电极(6、阴极)设为触摸检测电极。
图22是本发明的有机电致发光模块的其它结构,是示出将阴极电极设为检测电极的一个例子的概略剖面图。
图2记载的触摸检测电极是阳极电极(4A、阳极),与此相对地,在图22所示的结构中,将阴极电极(6A)设为触摸检测电极,对该阴极电极(6A)连接触摸检测电路部件(14),阴极电极(6A)面侧是由手指(15)触摸的触摸检测面。
(实施方式5)
图23是有机电致发光模块的一个例子,是阴极电极(6A、未图示)为触摸检测电极的实施方式5的驱动电路图,相对于所述图3~图8所示的实施方式1的驱动电路图,是经由SW3而通过阴极电极布线(26)来实现向触摸检测电路部(24)的布线的图,其它结构与图3等完全相同。
(实施方式6)
图24是有机电致发光模块的另一例子,是阴极电极为触摸检测电极的实施方式6的驱动电路图,相对于所述图15~图19所示的实施方式3的驱动电路图,是经由SW3而通过阴极电极布线(26)来实现向触摸检测电路部(24)的布线的图,其它结构与图15等完全相同。
另外,在实施方式5以及实施方式6中,示出了阴极电极(6A)为检测电极的驱动电路图的一个例子,但除此以外,还能够利用相同的电路结构,在上述实施方式2以及实施方式4中例示的结构中,采取作为触摸检测电极使用阴极电极而非阳极电极的结构。
《有机电致发光面板的结构》
构成有机EL模块(1)的有机EL面板(2)例如如所述图2例示的那样,在透明基材(3)上,层叠阳极电极(4A、阳极)和有机功能层部件(5),构成发光区域。在有机功能层部件(5)的上部,层叠阴极电极(6、阴极),构成有机EL元件。将该有机EL元件的外周部用密封用粘接剂(7)密封并且在其表面配置密封部件(8)来构成。
以下,示出有机EL元件的结构的代表例。
(i)阳极/空穴注入输送层/发光层/电子注入输送层/阴极
(ii)阳极/空穴注入输送层/发光层/空穴阻挡层/电子注入输送层/阴极
(iii)阳极/空穴注入输送层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子注入输送层/阴极
(iv)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
(v)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/空穴阻挡层/电子输送层/电子注入层/阴极
(vi)阳极/空穴注入层/空穴输送层/电子阻挡层/发光层/空穴阻挡层/电子输送层/电子注入层/阴极
进而,在发光层由多个层构成的情况下,也可以在发光层之间具有非发光性的中间层。中间层既可以是电荷产生层,也可以是多光子部件结构。
关于能够应用于本发明的有机EL元件的结构的详细内容,作为一个例子,可以举出例如日本特开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号公报等记载的结构。
进而,说明构成本发明的有机EL元件的各层。
〔透明基材〕
作为能够应用于本发明的有机EL元件的透明基材(3),可以举出例如玻璃、塑料等透明材料。作为优选使用的透明基材(3),可以举出玻璃、石英、树脂膜。
作为玻璃材料,可以举出例如石英玻璃、钠钙硅玻璃、铅玻璃、硼硅酸盐玻璃、无碱玻璃等。在这些玻璃材料的表面,根据赋予与邻接的层的密合性、耐久性、平滑性的观点来看,能够根据需要而进行研磨等物理处理,形成由无机物或者有机物构成的薄膜或者形成组合了这些薄膜而得到的混合薄膜。
作为构成树脂膜的材料,可以举出例如聚对酞酸乙二酯(PET)、萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯、聚乙烯、聚丙烯、玻璃纸、二醋酸纤维素、三醋酸纤维素(TAC)、乙酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素(CAP)、乙酸邻苯二甲酸纤维素、硝酸纤维素等纤维素酯类以及它们的衍生物、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯乙烯醇、间规聚苯乙烯、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、聚醚酮亚胺、聚酰胺、氟树脂、尼龙、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸以及聚芳酯类、ARTON(商品名,JSR公司制)以及阿佩尔(Appel,商品名,三井化学公司制)等环烯烃系树脂等。
在有机EL元件中,也可以是在上述说明的透明基材(3)上根据需要而设置气体势垒层的结构。
作为形成气体势垒层的材料,是具有抑制水分、氧等导致有机EL元件劣化的成分侵入的功能的材料即可,能够使用例如氧化硅、二氧化硅、氮化硅等无机物。进而,为了改善气体势垒层的脆弱性,更优选具有这些无机层与由有机材料构成的有机层的层叠构造。关于无机层和有机层的层叠顺序,没有特别限制,优选为使两者交替多次层叠而得到的结构。
(阳极电极:阳极)
作为构成有机EL元件的阳极,可以举出Ag、Au等金属或者以金属为主成分的合金、CuI或者铟-锡的复合氧化物(ITO)、SnO2以及ZnO等金属氧化物,但优选是金属或者以金属为主成分的合金,更优选的是银或者以银为主成分的合金。另外,在阳极侧为光取出侧的情况下,需要是具有光透射性的透明阳极。
在透明阳极是以银为主成分而构成的层的情况下,具体而言,可以由银单独形成,或者也可以为了确保银的稳定性而由含有银(Ag)的合金构成。作为这样的合金,可以举出例如银/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。
即使在构成上述阳极的各结构材料中,作为构成本发明的有机EL元件的阳极,优选是以银为主成分而构成,厚度处于2~20nm的范围内的透明阳极,但更优选的是厚度是4~12nm的范围内。如果厚度是20nm以下,则将透明阳极的吸收分量以及反射分量抑制得低,维持高的光透射率,所以是优选的。
在本发明中所称的以银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,优选的是银的含量为80质量%以上,更优选的是银的含量为90质量%以上,特别优选的是银的含量为98质量%以上。另外,在本发明的透明阳极中所称的“透明”是指波长550nm下的光透射率为50%以上。
在透明阳极中,也可以是将以银为主成分而构成的层根据需要分成多个层而层叠的结构。
另外,在本发明中,在阳极是以银为主成分而构成的透明阳极的情况下,根据提高所形成的透明阳极的银膜的均匀性的观点来看,优选在其下部设置基底层。作为基底层,没有特别限制,但含有具有氮原子或者硫原子的有机化合物的层是优选的,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〕
在本发明的有机EL元件中,能够采用如下构造:具有在阳极与阴极之间层叠了两个以上的由有机功能层群和发光层构成的有机功能层部件的构造,通过具有用于得到电连接的独立的连接端子的中间电极层部件将两个以上的有机功能层部件之间分离。
〔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者荧光发光性化合物作为发光材料的结构。
该发光层是从电极或者电子输送层注入的电子与从空穴输送层注入的空穴再结合而发光的层,发光的部分既可以是发光层的层内也可以是发光层与邻接的层的界面。
作为这样的发光层,只要所包含的发光材料满足发光必要条件,则对其结构没有特别限制。另外,具有相同的发光光谱、发光极大波长的层也可以是多个层。在该情况下,优选在各发光层之间具有非发光性的中间层。
发光层的厚度的总和优选处于1~100nm的范围内,由于能够得到更低的驱动电压,所以更优选为1~30nm的范围内。另外,发光层的厚度的总和是指在发光层之间存在非发光性的中间层的情况下还包括该中间层的厚度。
关于以上那样的发光层,能够应用例如真空蒸镀法、旋涂法、铸造法、LB法(朗缪尔-布洛杰特、LangmuirBlodgett法)或者喷涂法等公知的方法来形成后述发光材料、主体化合物。
另外,在发光层中,可以混合多个发光材料,可以将磷光发光材料和荧光发光材料(还称为荧光掺杂物、荧光性化合物)在同一发光层中混合而使用。作为发光层的结构,优选含有主体化合物(还称为发光主体物质等)以及发光材料(还称为发光掺杂物化合物),通过发光材料而发光。
<主体化合物>
作为发光层所含有的主体化合物,优选为室温(25℃)下的磷光发光的磷光量子产率小于0.1的化合物。更优选的是磷光量子产率小于0.01。另外,在发光层所含有的化合物中,优选该层中的体积比是50%以上。
作为主体化合物,可以单独地使用公知的主体化合物,或者也可以使用多种主体化合物。通过使用多种主体化合物,从而能够调整电荷的移动,能够使有机电场发光元件高效化。另外,通过使用多种后述发光材料,从而能够使不同的发光混合,由此能够得到任意的发光颜色。
作为在发光层中使用的主体化合物,既可以是以往公知的低分子化合物,也可以是具有重复单位的高分子化合物,也可以是具有乙烯基、环氧基那样的聚合基的低分子化合物(蒸镀聚合性发光主体物质)。
作为能够应用于本发明的主体化合物,可以举出例如日本特开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号说明书等记载的化合物。
<发光材料>
作为能够在本发明中使用的发光材料,可以举出磷光发光性化合物(还称为磷光性化合物、磷光发光材料或者磷光发光掺杂物)以及荧光发光性化合物(还称为荧光性化合物或者荧光发光材料)。
<磷光发光性化合物>
磷光发光性化合物是指来自受激三重态的发光被观测到的化合物,具体而言被定义为是在室温(25℃)下磷光发光的化合物,是在25℃下磷光量子产率为0.01以上的化合物,但优选的磷光量子产率是0.1以上。
能够通过第4版实验化学讲座7的分光II的398页(1992年版、丸善)记载的方法而测定上述磷光量子产率。溶液中的磷光量子产率能够使用各种溶剂来测定,但当在本发明中使用磷光发光性化合物的情况下,在任意的某一种溶剂中,作为上述磷光量子产率,只要达到0.01以上即可。
磷光发光性化合物能够从在一般的有机EL元件的发光层中使用的公知的物质中适当地选择并使用,但优选的是含有元素周期表中8~10族的金属的络合物系化合物,更优选的是铱化合物、锇化合物、铂化合物(铂络合物系化合物)或者稀土类络合物,其中最优选的也是铱化合物。
在本发明中,也可以是一个发光层含有两种以上的磷光发光性化合物,也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上变化的方式。
作为能够在本发明中使用的公知的磷光发光性化合物的具体例,可以举出以下的文献记载的化合物等。
可以举出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号说明书等记载的化合物。
另外,可以举出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号说明书等记载的化合物。
另外,还可以举出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号说明书等记载的化合物。
进而,还可以举出国际公开第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号公报等记载的化合物。
在本发明中,作为优选的磷光发光性化合物,可以举出作为中心金属而具有Ir的有机金属络合物。更优选的是包括金属-碳键合、金属-氮键合、金属-氧键合、金属-硫键合中的至少1个配位样式的络合物。
能够通过应用例如OrganicLetter杂志、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记载的方法,来合成上述说明的磷光发光性化合物(还称为磷光发光性金属络合物)。
<荧光发光性化合物>
作为荧光发光性化合物,可以举出香豆素系色素、吡喃系色素、花青色素、克酮酸系色素、方酸菁色素、氧苯并蒽系色素、荧光素系色素、若丹明系色素、吡喃鎓系色素(pyryliumdyes)、苝系色素、二苯乙烯系色素、聚噻吩系色素或者稀土类络合物系荧光体等。
〔有机功能层群〕
接下来,关于构成有机功能层部件的发光层以外的各层,按照电荷注入层、空穴输送层、电子输送层以及阻挡层的顺序说明。
(电荷注入层)
电荷注入层是为了降低驱动电压、提高发光亮度而在电极与发光层之间设置的层,在“有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日NTS公司发行)”的第2篇第2章“电极材料”(123~166页)中记载了其详细内容,有空穴注入层和电子注入层。
作为电荷注入层,一般而言,如果是空穴注入层,则能够存在于阳极与发光层或者空穴输送层之间,如果是电子注入层,则能够存在于阴极与发光层或者电子输送层之间,但在本发明中,其特征在于,与透明电极邻接地配置电荷注入层。另外,当在中间电极中使用的情况下,邻接的电子注入层以及空穴注入层中的至少一方满足本发明的必要条件即可。
空穴注入层是指为了降低驱动电压、提高发光亮度而与作为透明电极的阳极邻接地配置的层,详细地记载在了“有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日NTS公司发行)”的第2篇第2章“电极材料”(123~166页)中。
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号公报等中也记载了空穴注入层的详细内容,作为在空穴注入层中使用的材料,可以举出例如卟啉衍生物、酞菁衍生物、恶唑衍生物、恶二唑衍生物、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、二苯乙烯衍生物、多芳基烷烃衍生物、三芳胺衍生物、咔唑衍生物、吲哚咔唑衍生物、异吲哚衍生物、蒽、萘等并苯系衍生物、芴衍生物、芴酮衍生物以及将聚乙烯基咔唑、芳香族胺导入到主链或者侧链而得到的高分子材料或者低聚物、聚硅烷、导电性聚合物或者低聚物(例如PEDOT(聚乙烯基二氧噻吩):PSS(聚苯乙烯磺酸)、苯胺系共聚物、聚苯胺、聚噻吩等)等。
作为三芳胺衍生物,可以举出以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、作为三芳胺连结芯部而具有芴、蒽的化合物等。
另外,如日本特表2003-519432号公报、日本特开2006-135145号公报等所记载的那样的六氮杂苯并菲衍生物也同样地能够用作空穴输送材料。
电子注入层是指为了降低驱动电压、提高发光亮度而在阴极与发光层之间设置的层,在阴极由本发明的透明电极构成的情况下,与该透明电极邻接地设置,详细记载在了“有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日NTS公司发行)”的第2篇第2章“电极材料”(123~166页)中。
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,也记载了电子注入层的详细内容,作为在电子注入层中优选使用的材料的具体例,可以举出以锶、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、以锂-8-羟基喹(Liq)等为代表的金属络合物等。另外,在本发明中的透明电极是阴极的情况下,特别优选使用金属络合物等有机材料。电子注入层期望是极其薄的膜,虽然还依赖于构成材料,但其层厚优选为1nm~10μm的范围内。
(空穴输送层)
空穴输送层是指由具有输送空穴的功能的空穴输送材料构成,在宽泛的意义上空穴注入层以及电子阻挡层也具有作为空穴输送层的功能。空穴输送层能够设置单层或者多层。
作为空穴输送材料,是具有空穴的注入或者输送、电子的势垒性中的某一种性质的材料,可以是有机物、无机物中的任意一个。例如,可以举出三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、多芳基烷烃衍生物、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、氨基置换查耳酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、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以及噻吩低聚物等。
作为空穴输送材料,能够使用上述材料,但也能够使用卟啉化合物、芳香族叔胺化合物以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以及苯乙烯基胺化合物的代表例,可以举出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(简称: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)四苯基、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]二苯乙烯基、4-N,N-二苯基氨基-(2-二苯基乙烯基)苯、3-甲氧基-4’--N,N-二苯基氨基萘基苯以及N-苯基咔唑等。
通过例如真空蒸镀法、旋涂法、铸造法、包括喷涂法的印刷法以及LB法(朗缪尔-布洛杰特、LangmuirBlodgett法)等公知的方法来使上述空穴输送材料薄膜化,从而能够形成空穴输送层。关于空穴输送层的层厚,没有特别限制,但通常是5nm~5μm左右、优选为5~200nm的范围。该空穴输送层也可以是由上述材料的一种或者两种以上构成的单层构造。
另外,还能够通过在空穴输送层的材料中掺入杂质来提高p性。作为其例子,可以举出日本特开平4-297076号公报、日本特开2000-196140号公报、日本特开2001-102175号公报以及J.Appl.Phys.,95,5773(2004)等记载的例子。
这样,如果提高空穴输送层的p性,则能够制作功耗更低的元件,所以是优选的。
(电子输送层)
电子输送层由具有输送电子的功能的材料构成,在广泛的意义上,电子注入层、空穴阻挡层也对应于电子输送层。电子输送层能够设置成单层构造或者多层的层叠构造。
在单层构造的电子输送层以及层叠构造的电子输送层中,作为构成与发光层邻接的层部分的电子输送材料(兼作空穴阻挡材料),具有将从阴极注入的电子传递到发光层的功能即可。作为这样的材料,能够从以往公知的化合物中选择使用任意的例子。例如,可以举出硝基置换芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二亚胺、亚芴基衍生物、蒽醌、蒽酮衍生物以及恶二唑衍生物等。进而,在上述恶二唑衍生物中,将恶二唑环的氧原子置换为硫原子而得到的噻二唑衍生物、具有作为电子吸引基而已知的喹喔啉环的喹喔啉衍生物也能够用作电子输送层的材料。进而,还能够使用将这些材料导入到高分子链而得到的高分子材料或者以这些材料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)等以及将这些金属络合物的中心金属置换为In、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga或者Pb而得到的金属络合物也能够用作电子输送层的材料。
通过例如真空蒸镀法、旋涂法、铸造法、包括喷涂法的印刷法以及LB法等公知的方法来使上述材料薄膜化,从而能够形成电子输送层。关于电子输送层的层厚,没有特别限制,但通常是5nm~5μm左右、优选为5~200nm的范围内。电子输送层也可以是由上述材料的一种或者两种以上构成的单一构造。
(阻挡层)
作为阻挡层,可以举出空穴阻挡层以及电子阻挡层,是除了上述说明的有机功能层部件3的各结构层以外,根据需要而设置的层。例如,可以举出日本特开平11-204258号公报、日本特开平11-204359号公报以及“有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日NTS公司发行)”的237页等记载的空穴阻挡(holeblock)层等。
空穴阻挡层在广泛的意义上,具有电子输送层的功能。空穴阻挡层由具有输送电子的功能且输送空穴的能力显著小的空穴阻挡材料构成,通过在输送电子的同时阻挡空穴,从而能够提高电子与空穴的再结合概率。另外,根据需要,能够将电子输送层的结构用作空穴阻挡层。空穴阻挡层优选与发光层邻接地设置。
另一方面,电子阻挡层在广泛的意义上,具有空穴输送层的功能。电子阻挡层由具有输送空穴的功能且输送电子的能力显著小的材料构成,通过在输送空穴的同时阻挡电子,从而能够提高电子与空穴的再结合概率。另外,根据需要,能够将空穴输送层的结构用作电子阻挡层。作为应用于本发明的空穴阻挡层的层厚,优选的是在3~100nm的范围内,更优选的是在5~30nm的范围内。
〔阴极〕
阴极是为了对有机功能层群、发光层提供空穴而发挥功能的电极膜,能够使用金属、合金、有机或者无机的导电性化合物或者它们的混合物。具体而言,可以举出金、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以及SnO2等氧化物半导体等。
能够通过蒸镀、溅射等方法来使这些导电性材料形成薄膜而制作阴极。另外,作为第2电极的薄层电阻优选为几百Ω/□以下,关于膜厚,通常在5nm~5μm内选择,优选在5~200nm的范围内选择。
另外,在有机EL元件是也从阴极侧取出发光光的方式或者是两面发光型的情况下,选择光透射性良好的阴极而构成即可。
〔密封部件〕
作为用于密封有机EL元件的密封单元,可以举出例如用粘接剂将密封部件与阴极以及透明基板粘接的方法。
作为密封部件,配置成覆盖有机EL元件的显示区域即可,既可以是凹板状的,也可以是平板状的。另外,对透明性以及电绝缘性没有特别限定。
作为具体的密封部件,可以举出玻璃板、聚合物板、膜、金属板、膜等。作为玻璃板,可以特别举出钠钙玻璃、含钡及锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸玻璃、钡硼硅酸玻璃、石英等。另外,作为聚合物板,可以举出由聚碳酸酯、丙烯酸、聚对酞酸乙二酯、聚醚硫化物、聚砜等构成的板。作为金属板,可以举出从由不锈钢、铁、铜、铝、镁、镍、锌、铬、钛、钼、硅、锗以及钽构成的组中选择的一种以上的金属或者合金。
作为密封部件,根据能够使有机EL元件薄膜化的观点来看,能够优选使用聚合物膜以及金属膜。进而,在聚合物膜中,优选的是,按照依照JISK7129-1992的方法而测定出的温度25±0.5℃、相对湿度90±2%RH下的水蒸气透射度是1×10-3g/m2·24h以下,进一步优选的是,按照依照JISK7126-1987的方法而测定出的氧透过度是1×10-3ml/m2·24h·atm(1atm是1.01325×105Pa)以下,温度25±0.5℃、相对湿度90±2%下的水蒸气透射度是1×10-3g/m2·24h以下。
在密封部件与有机EL元件的显示区域(发光区域)的间隙中,优选在气相以及液相下注入氮气、氩气等惰性气体、氟化烃、硅油那样的惰性液体。另外,还能够使密封部件与有机EL元件的显示区域的间隙成为真空、在间隙中封入吸湿性化合物。
〔有机EL元件的制造方法〕
有机EL元件的制造方法主要是在透明基材上层叠阳极、有机功能层群1、发光层、有机功能层群2以及阴极而形成层叠体的方法。
首先,准备透明基材,在该透明基材上,通过蒸镀、溅射等方法而以成为1μm以下、优选10~200nm的范围内的膜厚的方式形成由所期望的电极物质、例如阳极用物质构成的薄膜,从而形成阳极。同时,在阳极端部,形成与外部电源连接的连接电极部(例如从图3记载的阳极电极引出的阳极电极布线)。
接下来,在其上,依次层叠构成有机功能层群1的空穴注入层以及空穴输送层、发光层、构成有机功能层群2的电子输送层等。
作为这些各层的形成方法,可以举出旋涂法、铸造、喷涂法、蒸镀法、印刷法等,但根据易于得到均质的层且不易生成针孔等观点来看,特别优选真空蒸镀法或者旋涂法。进而,也可以针对每个层应用不同的形成法。当在这些各层的形成中采用蒸镀法的情况下,其蒸镀条件根据所使用的化合物的种类等而不同,但一般期望舟皿加热温度是50~450℃的范围内,真空度是1×10-6~1×10-2Pa的范围内,蒸镀速度是0.01~50nm/秒的范围内,基板温度是-50~300℃的范围内,层厚是0.1~5μm的范围内,适当地选择各条件。
在如以上那样形成了有机功能层群2之后,在其上部,通过蒸镀法、溅射法等适当的形成法而形成阴极。此时,阴极在通过有机功能层群而相对于阳极保持绝缘状态的同时,按照从有机功能层群的上方向透明基板的周边引出端子部分而成的形状来进行图案形成。
在形成阴极之后,用密封材料密封这些透明基材、阳极、有机功能层群、发光层以及阴极。即,在使阳极以及阴极的端子部分(各电极的引出布线)露出的状态下,在透明基材上,设置至少覆盖有机功能层群的密封材料。
另外,在有机EL面板的制造中,例如,将有机EL元件的各电极与发光元件驱动电路部件(12)或者触摸检测电路部件(14)电连接,但作为此时能够使用的电连接部件(引出布线),只要是具备导电性的部件,则没有特别限制,但优选是各向异性导电膜(ACF)、导电性膏或者金属膏的方式。
关于各向异性导电膜(ACF),可以举出例如具有在热硬化性树脂中混合的具有导电性的微小的导电性粒子的层。作为能够在本发明中使用的导电性粒子含有层,只要是含有作为各向异性导电部件的导电性粒子的层,则没有特别限制,能够根据目的适当地选择。作为能够用作本发明的各向异性导电部件的导电性粒子,没有特别限制,能够根据目的适当地选择,可以举出例如金属粒子、金属包覆树脂粒子等。作为市面销售的ACF,可以举出例如MF-331(日立化成制)等也能够应用于树脂膜的低温硬化型的ACF。
作为金属粒子,可以举出例如镍、钴、银、铜、金、钯等,作为金属包覆树脂粒子,可以举出例如在树脂芯的表面包覆了镍、铜、金以及钯中的某一种金属而成的粒子,作为金属膏,可以举出市面销售的金属纳米粒子膏等。
《有机EL模块的应用领域》
本发明的有机电致发光模块是能够实现小规格化以及薄膜化、实现工序的简单化的有机电致发光模块,能够适合地在智能手机、平板等各种智能设备以及照明装置中利用。
〔智能设备〕
图25是示出在图标部中具备本发明的有机EL模块的智能设备(100)的一个例子的概略结构图。
本发明的智能设备100构成为具备具有在图3~图24中说明的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。作为液晶显示装置120,能够使用以往公知的液晶显示装置。
在图25中,示出了本发明的有机电致发光模块(MD)发光的状态,从正面侧观察,各种显示图案(111)的发光被视觉辨认。在有机电致发光模块(MD)为非发光状态的情况下,各种显示图案(111)不被视觉辨认。另外,图25所示的显示图案(111)的形状是一个例子而不限于这些,也可以是任意的图形、字符、花纹等。此处,“显示图案”是指通过有机EL元件的发光而显示的图案(图的纹理、花纹)、字符、图像等。
〔照明装置〕
本发明的有机电致发光模块还能够应用于照明装置。作为具备本发明的有机电致发光模块的照明装置,适用于家庭用照明、车内照明、液晶显示装置的背光源等以及显示装置。除此之外,还可以举出钟表等的背光源、广告牌、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器等宽范围的用途。
产业上的可利用性
本发明的有机电致发光模块能够实现小规格化以及薄膜化、工序的简单化,能够适合地在智能手机、平板等各种智能设备以及照明装置中利用。
Claims (11)
1.一种有机电致发光模块,具有触摸检测功能,所述有机电致发光模块的特征在于,具备:
静电电容方式的触摸检测电路部件;以及
发光元件驱动电路部件,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处具有面状的一对电极,所述一对电极与所述发光元件驱动电路部件连接,并且所述一对电极中的某一方是触摸检测电极,该触摸检测电极与所述触摸检测电路部件连接。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光模块,其特征在于,
所述触摸检测电路部件和发光元件驱动电路部件连接到一个共用的地线。
3.根据权利要求1或者2所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极中的至少一方的电极是浮动电位的状态,以使得有机电致发光面板的电容不被检测。
4.根据权利要求1或者2所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极的两方都是浮动电位的状态,以使得有机电致发光面板的电容不被检测。
5.根据权利要求1或者2所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极中的至少一方的电极是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不被检测。
6.根据权利要求1或者2所述的有机电致发光模块,其特征在于,
由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板的发光期间与由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间分离,在所述触摸传感期间中,所述一对电极的两方都是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不被检测。
7.根据权利要求1或者2所述的有机电致发光模块,其特征在于,
驱动方式为由所述发光元件驱动电路部控制的有机电致发光面板连续地发光,由所述触摸检测电路部控制的触摸传感期间周期性地出现。
8.根据权利要求1至7中的任意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,具有反向施加电压期间。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的有机电致发光模块,其特征在于,
在连接所述发光元件驱动电路部和所述触摸检测电路部的地线的布线之间具备电容器。
10.一种智能设备,其特征在于,
具备权利要求1至9中的任意一项所述的有机电致发光模块。
11.一种照明装置,其特征在于,
具备权利要求1至9中的任意一项所述的有机电致发光模块。
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