DE10035606C2 - Organisches Elektrolumineszenz-Anzeigeelement und Filter dafür - Google Patents

Abstract

Bei einem Filter für eine organische Elektrolumineszenzanzeige, der durch eine Viertelwellenschicht (lambda/4-Plättchen), eine Polarisationsschicht und eine Blendschutzschicht gebildet wird, beträgt die Polarisation der Polarisationsschicht zwischen 50% und 70%, und die Trübung der Blendschutzschicht beträgt zwischen 5% und 15%.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein organisches Elektro­ lumineszenz-Anzeigeelement und einen Filter dafür, und, ge­ nauer ausgedrückt, eine organische Elektrolumineszenz­ anzeige und einen Filter dafür, die den Erhalt eines kla­ ren, scharfen Bildes ermöglichen.

Ein organisches Elektrolumineszenzelement wird gebildet von einer organischen Festkörper-Lumineszenzschicht aus einem Phosphor, wie Anthracen, und eine positive Löcherinjekti­ onsschicht aus einem Triphenylamin-Dielektrikum, oder von einer Lumineszenzschicht und eine aus einem Perylen herge­ stellten Elektroneninjektionsschicht, oder von einer posi­ tiven Löcherinjektionsschicht, einer Lumineszenzschicht und einer Elektroneninjektionsschicht, die sandwichartig zwi­ schen zwei Elektroden angeordnet sind, wobei diese allge­ mein auf einem Substrat ausgebildet sind.

In einem solchen organischen Elektrolumineszenzelement wird Licht emittiert, wenn von einer Kathode in die Lumineszenz­ schicht injizierte Elektronen mit positiven Löchern rekom­ binieren, die von einer Anode in die Lunineszenzschicht in­ jiziert werden. Aus diesem Grund kann ein organisches Elek­ trolumineszenzelement mit einer niedrigen Spannung so wie 4 V betrieben werden, indem die Lumineszenzschicht dünn aus­ geführt wird, und es hat weiter den Vorteil einer schnellen Reaktion. Da es selbst Licht emittiert, hat es weiter den Vorteil eines breiten Betrachtungswinkels.

Die oben genannten, aus relativ dünnen Filmen hergestellten beiden Elektroden haben jedoch einen hohen Reflexionsgrad bezüglich sichtbarem Licht, und gleichgültig ob das organi­ sche Elektrolumineszenzelement Licht emittiert oder nicht, tritt reflektiertes Licht von auf dieselben auftreffendem Umgebungslicht aus der Lichtextraktionsfläche aus. Aus die­ sem Grunde ist der Kontrast einer organischen Elektrolumi­ neszenz-Anzeige bisher relativ niedrig.

Unter Berücksichtigung der obigen Ausführungen, wird ein Filter für LCDs (liquid crystall displays, Flüssigkristall­ anzeigen) vom Übertragungstyp auf der Außenseite der Licht­ extraktionsfläche angeordnet. Fig. 4 zeigt einen früher verwendeten Filter. Dieser Filter (zum Beispiel der Nitto Denko Typ NPF-F1228DU) wird durch eine Polarisationsschicht 4 mit einer Polarisation von ungefähr 95% und eine Viertel­ wellenschicht (λ/4-Plättchen) 23 gebildet. Eine organische Elektrolumineszenzanzeige ist jedoch durch Selbstemission von Licht gekennzeichnet, so daß sie nicht so Viel Polari­ sation wie eine LCD benötigt.

In dem japanischen Patent Nr. 2,761,453 ist eine Technik angegeben, bei der zum Herstellen eines organischen Elek­ trolumineszenzelements, in dem der Durchlaßgrad einer auf der Lichtextraktionsfläche angeordneten Elektrode 10% oder mehr über den Wellenlängenbereich von 400 bis 600 nm be­ trägt, und der Reflexionsgrad der auf der entgegengesetzten Seite der Lichtextraktionsfläche angeordneten Elektrode 50% oder mehr über den Wellenlängenbereich von 400 bis 600 nm beträgt, ein Polarisierungsfilm mit einer Gangunterschied­ schicht oder einem Gangunterschiedfilm (λ/4-Plättchen) kom­ biniert und auf der Lichtextraktionsfläche angeordnet wird. Obwohl die zitierte Erfindung eine gewisse Verbesserung des Kontrastes verursacht, erreicht sie noch keine zufrieden­ stellende Höhe.

Die japanische, nicht geprüfte Patentveröffentlichung (KO­ KAI) Nr. 10-508979 (internationale Veröffentlichungsnummer WO 97/07654 A1) offenbart eine Elektrolumineszenzanzeige; diese Elektrolumineszenzanzeige unterscheidet sich jedoch hinsichtlich des zu lösenden Problems und der Struktur von der vorliegenden Erfindung.

Dementsprechend ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, das oben aufgeführte, beim Stand der Technik auftre­ tende Problem zu verbessern und durch Spezifizieren der Po­ larisation und der Trübung des Filters eine organische Elektrolumineszenzanzeige mit einem klaren und scharfen Bild zu erhalten.

Zum Erfüllen der oben genannten Aufgabe hat die vorliegende Erfindung die folgende technische Grundstruktur.

Genau ausgedrückt, stellt ein erster Aspekt der vorliegen­ den Erfindung einen Filter für eine organische Elektrolumi­ neszenzanzeige dar, der durch ein λ/4-Plättchen, eine Pola­ risationsschicht und eine Blendschutzschicht gebildet wird, wobei die Polarisation der Polarisationsschicht zwischen 50% und 70% beträgt.

In einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung beträgt die Trübung der Blendschutzschicht zwischen 5% und 15%.

In einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das λ/4-Plättchen auf ein Glassubstrat der organischen Elektro­ lumineszenzanzeige geschichtet, und auf die λ/4-Plättchen­ schicht wird die Polarisationsschicht geschichtet.

In einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Polarisationsschicht auf das Glassubstrat des organischen Elektrolumineszenzglases geschichtet, und auf die Polarisa­ tionsschicht wird die λ/4-Plättchenschicht geschichtet.

Fig. 1 ist eine Querschnittansicht eines Filters einer or­ ganischen Elektrolumineszenzanzeige gemäß der vor­ liegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine Querschnittansicht einer organischen Elek­ trolumineszenzanzeige mit einem daran aufgebauten Filter gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 ist eine Tabelle, die die Ergebnisse der Messung der Auswirkung der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 4 ist eine Querschnittansicht eines Filters gemäß ei­ nem Beispiel des Standes der Technik.

Ausführungsformen einer organischen Elektrolumineszenzan­ zeige und eines Filter für dieselbe gemäß der vorliegenden Erfindung sind im folgenden ausführlich beschrieben, wobei auf die jeweiligen beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Die Fig. 1 bis Fig. 3 zeigen eine organische Elektrolumi­ neszenzanzeige gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der ein Filter für eine organische Elektrolumineszenzanzeige gezeigt ist, die durch eine Viertelwellenschicht, eine Po­ larisationsschicht und eine Blendschutzschicht gebildet wird, wobei die Polarisation der Polarisationsschicht zwi­ schen 50% und 70% beträgt, und die Trübung der Blendschutz­ schicht zwischen 5% und 15% beträgt.

Diese Ausführungsform ist im folgenden ausführlicher be­ schrieben.

Der Aufbau einer organischen Elektrolumineszenzanzeige ge­ mäß der vorliegenden Erfindung ist hier unter Bezugnahme auf die Querschnittansicht von Fig. 1 beschrieben. In die­ ser Zeichnung sind verschiedene Teile mit Abmessungen ge­ zeigt, die sie deutlicher sichtbar machen, welche sich von den Abmessungen der tatsächlichen dünnen Filme unterschei­ den.

Der Filter gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch ei­ nen Trennfilm 7, einen Klebstoff 2, ein λ/4-Plättchen (auf Farbstoff basierend) 3, eine Polarisationsschicht 4 mit ei­ ner Polarisation von 60%, eine Blendschutzschicht (AG) mit einer Trübung von 10%, und einen Schutzfilm 6 und den Trennfilm 7 gebildet. Der Klebstoff 2, die Viertelwellen­ schicht 3, die Polarisationsschicht 4, die Blendschutz­ schicht (AG) 5 und ein Schutzfilm 6 werden geschichtet. Das auf Farbstoff basierende λ/4-Plättchen 3 weist eine bessere Haltbarkeit als eine auf Jod basierende Schicht auf.

Die organische Elektrolumineszenzanzeige 11, an die der Filter 1 gemäß der vorliegenden Erfindung geklebt werden soll, wurde durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren hergestellt.

Zuerst wurde auf ein 1,1 mm dickes, nicht alkalisches Glas­ substrat 12 ein ITO-Film bis zu einer Dicke von 100 nm als eine Anode 13 gesputtert, wodurch ein transparentes Sub­ strat gebildet wurde. Als nächstes wurde das transparente Substrat auf einem Substrathalter in einer Vakuumbeschich­ tungskammer gehalten, wobei der ITO-Film nach unten gerich­ tet war, und N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(α-Naphthyl)-1,1'- Biphenyl-4,4'-Diamin (im folgenden abgekürzt α-NPD) als ein positives Lochinjektionsmaterial und positives Lochträ­ germaterial wurde in ein Widerstandsheizschiffchen gegeben, und tris(8-Chinolinolat)-Aluminiumkomplex (im folgenden abgekürzt als Alq₃) als ein Lumineszenzmaterial wurde in ein anderes Widerstandsheizschiffchen gegeben, wobei eine Vakuumpumpe verwendet wurde, um diese Vakuumbeschichtungs­ kammer auf ungefähr 1 × 10E - 4 Pa oder darunter zu entlüf­ ten. Nachdem dies durchgeführt war, wurde eine Schattenmas­ ke mit einem Ausschnitt zum Bilden der positiven Lochträ­ gerschicht und der Elektrolumineszenzschicht an der Anoden­ seite des transparenten Substrats befestigt, woraufhin Strom durch das mit α-NPD gefüllte Widerstandsheizschiff­ chen geleitet wird und α-NPD erhitzt wird. Eine α-NPD- Schicht wurde bis zu einer Filmdicke von 50 nm aufgebracht, und eine positive Lochträgerschicht wurde ausgebildet, wo­ nach Strom durch das mit Alq₃ gefüllte Widerstandsheiz­ schiffchen geleitet wird, um so Wärme anzulegen und eine grüne Lumineszenzschicht mit einer Filmdicke von 50 nm zu bilden. Diese grüne Lumineszenzschicht stellt ein organi­ sches Elektrolumineszenzelement 14 dar.

Anschließend wurden zum Beispiel Magnesium und Silber bis zu einer Filmdicke von 200 nm aufgebracht, um so eine Ka­ thode 15 zu bilden. Die Größe der Lumineszenzschicht be­ trachtet als eine Ebene beträgt 0,3 × 0,3 mm für ein Pixel, wobei diese Pixel in einer 16 × 16 Matrix angeordnet sind. Um diese organische Elektrolumineszenzanzeige gegen Luft­ feuchtigkeit zum schützen, wird die organische Elektrolumi­ neszenzanzeige in einer mit Stickstoff gefüllten Glaskappe 16 eingesiegelt.

Durch Abtasten der Kathode 15 einer so hergestellten orga­ nischen Elektrolumineszenzanzeige 11 durch Anlegen einer Impulsspannung, und durch Anlegen einer Impulsspannung an eine ausgewählte Anode 13 synchron mit dem Abtasten der Ka­ thode 15, ist es möglich, ein gewünschtes Anzeigemuster zu erhalten. In Fig. 2 ist die Kathode 15 senkrecht zu der An­ ode 13.

Da der wie beschrieben hergestellte organische dünne Film nicht nur dünn, sondern auch lichtdurchlässig ist, wird ex­ ternes Licht auf der Spiegeloberfläche des Metallkathoden­ films reflektiert. Zum Verhindern von Reflexionen und Ver­ bessern von Kontrast, wird ein Filter 1 auf der Lichtex­ traktionsfläche der organischen Elektrolumineszenzanzeige 11 angeordnet, die mit einer Glaskappe abgedichtet ist. Dieser Filter 1 ist wie in Fig. 1 gezeigt aufgebaut. Der Filter 1 hat eine Polarisation von 62%, eine Trübung von 11,8%, einen Durchlaßgrad von 59,0% und eine neutrale graue Farbe. Die Blendschutzverarbeitung wird durch Hartvergütung durchgeführt. Nach Entfernung des Trennfilms 7 wird eine Klebefläche an der Lichtextraktionsfläche der organischen Elektrolumineszenzanzeige 11 befestigt.

Vergleichsbeispiel 1 ist ein solches, bei dem ein Filter an der organischen Elektrolumineszenzanzeige befestigt wird, und Vergleichsbeispiel 2 ist ein solches, bei dem ein transparenter LCD-Filter (Nitto Denko Typ NPF-F1228DU, mit einem Durchlaßgrad von 48,2% und einer Polarisation von 84,7%) befestigt wird. Der Kontrast und die Leuchtdichte von wie beschrieben hergestellten organischen Elektrolumi­ neszenzanzeige wurden gemessen. Für diese Messung wurde der Kontrast als die Leuchtdichte bei einer angelegten Spannung (Leuchtzustand) relativ zu der Leuchtdichte ohne angelegte Spannung (nicht leuchtender Zustand) unter einer Beleuch­ tung von 300 Lux gemessen.

Fig. 3 zeigt die Ergebnisse der Messung des Kontrasts und der Leuchtdichte der oben genannten Ausführungsform und der Vergleichsbeispiele. Aus dieser Tabelle kann entnommen wer­ den, daß die vorliegende Erfindung eine organische Elektro­ lumineszenzanzeige mit hoher Sichtbarkeit schafft, die so­ wohl ein scharfes Bild als auch die Vermeidung von Blendung erreicht.

Wenn die Polarisierung der Polarisierungsschicht 70% über­ steigt, wird die durch den Filter 4 hindurchgehende Leucht­ dichte im Vergleich zu der Leuchtdichte ohne Filter verrin­ gert. Das heißt, wenn die gewünschte Intensität durch einen Filter erhalten werden soll, ist es erforderliche, weiter die Leuchtdichte einer Elektrolumineszenzanzeige zu vergrö­ ßern, was zu einer Erhöhung des Stromverbrauchs führt. Wenn die Polarisation andererseits unter 50% beträgt, geht die Zirkularpolarisationsfunktion des λ/4-Plättchens verloren, was zu Reflexion und Blendung von externem Licht führt. Deshalb liegt der Polarisationsbereich ideal zwischen 50% und 70%.

Wenn die Trübung der Blendschutzschicht 15% überschreitet, wird von dem Licht von der Platte der Anteil von gestreutem Licht groß, wodurch Schirmschärfe geopfert wird, und wenn die Trübung unter 5% ist, wurde festgestellt, daß die Funk­ tion der Blendschutzschicht versagt. Deshalb liegt der Trü­ bungswertbereich idealerweise zwischen 5% und 15%.

In der vorhergehenden Beschreibung wird ein λ/4-Plättchen auf ein Glassubstrat einer organischen Elektrolumineszenz­ anzeige geschichtet, und eine Polarisationsschicht wird über das λ/4-Plättchen geschichtet; es ist alternativ mög­ lich, die Aufgabe der vorliegenden Erfindung durch Schich­ ten einer Polarisationsschicht auf das Glassubstrat einer organischen Elektrolumineszenzanzeige zu erreichen, und dann das λ/4-Plättchen über die Polarisationsschicht zu schichten.

Durch Annahme der vorhergehend ausführlich beschriebenen Konfigurationen liefern eine organische Elektrolumineszenz­ anzeige und ein zugehöriger Filter gemäß der vorliegenden Erfindung eine sehr gut sichtbare organische Elektrolumi­ neszenzanzeige, die sowohl Vermeidung von Blendung als auch ein scharfes Bild erreicht.

Claims (6)

1. Filter einer organischen Elektrolumineszenzanzeige, der durch eine Viertelwellenschicht (λ/4-Plättchen), eine Pola­ risationsschicht und eine Blendschutzschicht gebildet wird, wobei die Polarisation der Polarisationsschicht zwischen 50% und 70% beträgt.

2. Filter einer organischen Elektrolumineszenzanzeige nach Anspruch 1, wobei die Trübung der Blendschutzschicht zwi­ schen 5% und 15% beträgt.

3. Organische Elektrolumineszenzanzeige versehen mit einem Filter, der durch eine Viertelwellenschicht, eine Polarisa­ tionsschicht und eine Blendschutzschicht auf einer Licht­ austrittsfläche derselben gebildet wird, wobei die Polari­ sation der Polarisationsschicht zwischen 50% und 70% be­ trägt.

4. Organische Elektrolumineszenzanzeige nach Anspruch 3, wobei die Trübung der Blendschutzschicht zwischen 5% und 15% beträgt.

5. Organische Elektrolumineszenzanzeige nach Anspruch 3, wobei die Viertelwellenschicht auf ein Glassubstrat der or­ ganischen Elektrolumineszenzanzeige geschichtet ist, und die Polarisationsschicht auf die Viertelwellenschicht (λ/4- Plättchen) geschichtet ist.

6. Organische Elektrolumineszenzanzeige nach Anspruch 3, wobei die Polarisationsschicht auf ein Glassubstrat der or­ ganischen Elektrolumineszenzanzeige geschichtet ist, und die Viertelwellenschicht (λ/4-Plättchen) auf die Polarisa­ tionsschicht geschichtet ist.