JP2004039371A

JP2004039371A - 白色光有機エレクトロルミネッセント装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004039371A
Application number: JP2002193157A
Authority: JP
Inventors: Hojo So; 莊　豐如
Original assignee: Optotech Corp
Current assignee: Optotech Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】白色光有機エレクトロルミネッセント装置及びその製造方法の提供。
【解決手段】白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板上に形成された下部電極と、
有機発射層を具えて該下部電極の表面に横向きに設けられ、第１色光を発射できる、少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に形成された、少なくとも一つの透光対向電極と、
該有機層と対向電極を被覆し、内表面にカラー変換層が固定され、第１色光の一部を第２色光及び第３色光に変換する、隔離密封層と、
を具えたことを特徴とする。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の白色光有機エレクトロルミネッセント装置及びその製造方法に係り、特に、白色光を投射できる有機エレクトロルミネッセント装置を指し、製造工程が比較的簡易で、且つ装置の使用寿命を延長できるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
白色光有機エレクトロルミネッセント装置は体積が小さく、使用寿命が長く、衝撃に耐え、電源を節約し、有毒化合物を含まず、応答時間が短い、等の機能を有し、このため新世代の照明用光源の最良の製品と見なされている。
【０００３】
白色光を発射可能な発光ダイオードの材質中、有機エレクトロルミネッセント装置（ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅ，以後有機ＥＬ装置と称する）は視野角度が大きく、応答時間が短く、ディスプレイ厚が薄く、電力消耗が少なく、製造工程が簡単で、衝撃に耐え、バックライト不要でフルカラー光を発射できる長所を有するため、新時代のディスプレイパネルにあって各方面から注目され及び使用されている。
【０００４】
図１は、周知の有機ＥＬ装置の構造断面図であり、それは、基板１１上に下部電極（透明電極）１３が形成され、且つ下部電極１３の適当な位置に、蒸着によりホール注入層、ホール輸送層、有機発射層或いは電子輸送層を具えた有機層１５、対向電極１７及び隔離密封層１９が順に形成されている。有機層１５は材質特性の制限を受けるため、一度にただ一色の色光、例えば青色光、赤色光、或いは緑色光しか発射できず、これによりもし有機ＥＬ装置に白色光を投射させる必要があれば、上述の構成要件をいくらか改変する必要がある。
【０００５】
例えば、米国特許第５，７５７，０２６号のＴｈｅ　Ｔｒｕｓｔｅｅｓ　ｏｆＰｒｉｎｃｅｔｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　による「ＭｕｌｔｉｃｏｌｏｒＯｒｇａｎｉｃ　ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅｓ」或いは英国特許第６，０３７，１９０号のＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅによる「Ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｎｇ　ａｎ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏ−ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　ｄｅｖｅｃｅ」を参照されたい。図２は英国特許第６，０３７，１９０号に記載の白色光投射可能な有機ＥＬ装置に類似の装置の構造断面図であり、それは、下部電極１３と対向電極１７の間に三つの有機層２５Ｇ、２５Ｒ、２５Ｂがそれぞれ形成され、並びに個別に対応する緑色光（Ｇ）、赤色光（Ｒ）、青色光（Ｂ）を発射でき、さらにこれら三色光の混合により必要とされる白色光を射出できる。
【０００６】
しかし、このような有機ＥＬ装置は以下のような欠点があった。即ち、（１）赤色光有機層の使用寿命がその他の色光有機層より短く、これにより、赤色光有機層の使用不能のために全体の有機ＥＬ装置が機能を失うことがよくある。（２）一つの基板上に異なる色光の有機層をそれぞれ形成するのは製造工程上非常に面倒であった。（３）異なる色光有機層の必要とする駆動電圧は同じでなく、相対的使用設計上の面倒を形成した。
【０００７】
このため、白色光有機ＥＬ装置は第２種の研究方向に向かい、例えば米国特許第６，００８，５７８号のＨｓｉｎｇ　Ｃｈｅｎによる「Ｆｕｌｌ−ｃｏｌｏｒ
ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｈｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅ
ｗｉｔｈ　ｓｐａｃｅｄ　ａｐａｒｔ　ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ　ａｒｅａｓ」、米国特許第５，２９４，８７０号のＥａｓｔｍａｎ　Ｋｏｄａｋ　Ｃｏｍｐａｎｙによる「ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ　ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ　ｉｍａｇｅ　ｄｉｓｐｌａｙ　ｄｅｖｉｃｅ」或いは、米国特許第５，７１７，２８９号のＮＥＣ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによる「Ｍｕｌｔｉｃｏｌｏｒ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｌｉｇｈｔ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｄｅｖｉｃｅｓ」がある。図３は米国特許第５，７１７，２８９号に類似の白色光有機ＥＬ装置構造断面図であり、それは、下部電極１３と基板１１の間にカラー変換層３０が設けられ、該カラー変換層３０が蛍光粉物質で組成され、下部電極１３と対向電極１７に通電される時、有機層１５が青色光（Ｂ）を発射し、青色光（Ｂ）がカラー変換層３０を通過する時に一部が赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）に変換され、こうしてＲ、Ｂ、Ｇ三原色を投射でき、混合作用の後、必要な白色光を投射できる。
【０００８】
しかし、上述のカラー変換層３０で色光を変換する手段は、そのカラー変換層３０が基板１１と下部電極１３の間に設置され、このため有機層１５の後続形成時の表面に影響を与えて不平坦とし、相対的に有機層１５の使用寿命に影響を与えた。
【０００９】
また、別の一種の従来の構造は、カラー変換層３０を有機層１５の垂直延伸上表面位置に設けている。しかし、このような構造は有機層１５形成後でなければカラー変換層３０を形成できず、このためカラー変換層３０形成時に、その蒸着作業の高温が先に形成した有機層１５に傷害を与え、この技術も同様に顕像品質の不安定と劣化の欠点を有している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
これにより、上述の各種の従来の白色光有機ＥＬ装置の発生する問題に対して、新規な解決方法を提供し、簡単な製造方法を利用し、装置の使用寿命及び表示品質安定の効果を達成できるようにする必要がある。
【００１１】
本発明の主要な目的は、一種の白色光有機ＥＬ装置とその製造方法を提供することにあり、それは、簡易な製造方法により、色光有機ＥＬ装置に白色光を投射させられるようにし、投射光の品質を安定させるだけでなく、且つ装置の使用寿命を延長できるようにした構造と方法であるものとする。
【００１２】
本発明の次の目的は、一種の白色光有機ＥＬ装置とその製造方法を提供することにあり、それは、カラー変換層を先に隔離密封層の内表面に固設し、ゆえに製造上、有機層とカラー変換層間に存在する相互影響或いは傷害を防止でき、これにより製造フローを簡易化し装置の品質を確保できるようにした構造と装置であるものとする。
【００１３】
本発明の別の目的は、一種の白色光有機ＥＬ装置とその製造方法を提供することにあり、それは、透光隔離密封層の巧妙な設計により有機ＥＬ装置の二辺にあってそれぞれ異なる色光を投射できるようにした構造と装置であるものとする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板上に形成された下部電極と、
有機発射層を具えて該下部電極の表面に横向きに設けられ、第１色光を発射できる、少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に形成された、少なくとも一つの透光対向電極と、
該有機層と対向電極を被覆し、内表面にカラー変換層が固定され、第１色光の一部を第２色光及び第３色光に変換する、隔離密封層と、
を具えたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項２の発明は、請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、下部電極が透光材料で形成されたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項３の発明は、請求項２に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、基板の底表面にカラーフィルタが固定されたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項４の発明は、請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、隔離密封層が透光材料で形成されたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項５の発明は、請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、隔離密封層内に複数の有機層が設けられ、二つの有機層の間に間隙が存在することを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項６の発明は、請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、有機層の投射する第１色光が青色光とされたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項７の発明は、白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板の上表面に形成された下部電極と、
有機発射層を具えて該下部電極の表面に横向きに設けられ、第１色光を発射できる、少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に形成された、少なくとも一つの透光対向電極と、
該有機層と対向電極を被覆する隔離密封層と、
該基板の底側に固定され、内表面にカラー変換層が固定され、該カラー変換層が第１色光の一部を変換して第２色光及び第３色光となす、下部密封隔離層と、を具えたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項８の発明は、請求項７に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、隔離密封層及び対向電極が透光材料で形成されて第１色光投射に便利とされたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項９の発明は、請求項７に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、有機層の発射する第１色光が青色光とされたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置としている。
請求項１０の発明は、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、
Ａ．下部電極を基板の上表面に形成するステップ、
Ｂ．第１色光を投射できる有機層を下部電極の表面に横向きに跨ぐように設け、該有機層の表面に更に対向電極を形成するステップ、
Ｃ．第１色光の一部を変換して第２色光及び第３色光となすことができるカラー変換層を一つの隔離密封層の内表面に形成するステップ、
Ｄ．該隔離密封層をカラー変換層と共に基板の表面に固定し、並びに有機層及び対向電極を隔離密封層内に密封するステップ、
以上のＡからＤのステップを具えたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法としている。
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、カラーフィルタを基板の底側に増設するステップを更に含むことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法としている。
請求項１２の発明は、請求項１０に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、Ｄのステップで、隔離密封層をカラー変換層と共に基板の底側に固定し、基板の上表面に下部隔離密封層を設け、並びに有機層及び対向電極を下部隔離密封層内に密封することを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図４に示されるのは本発明の好ましい実施例の構造断面図である。図示されるように、まず、基板４１の上表面に下部電極４３を形成し、並びに下部電極４３の適当な位置に、順に、少なくとも一つの有機発射層（ｏｒｇａｎｉｃ　ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ｌａｙｅｒ）を具えた有機層４５と対向電極４７を形成し、これ以前の製造ステップは従来の技術と同じである。しかし、本発明の特徴は、隔離密封層４９を基板４１に固設する前に、蛍光物質で組成したカラー変換層４０を隔離密封層４９の内表面に形成し、該カラー変換層４０を、隔離密封層４９と一緒に基板４１上に密封し、こうして有機ＥＬ装置の製造を完成することにある。下部電極４３と対向電極４７に電流を導通させる時、有機層４５が色光、例えば本実施例で使用する青色光（Ｂ）を発生し、投射された青色光（Ｂ）（第１色光）が対向電極４７或いは隔離密封層４９内のその他の空間間隔を透過してカラー変換層４０に照射され、一部の第１色光Ｂがカラー変換層４０の作用により赤色光（Ｒ）（Ｒ；第２色光）及び緑色光（Ｂ；第３色光）に変換され、変換後のＧ及びＲがさらに隔離密封層４９により反射され、さらにセルフ照射する青色光Ｂが加わり、基板４１を透過してＲ、Ｇ、Ｂ三原色が投射され（矢印点線で表示）、これにより混合作用後に白色光となる。
【００１６】
該有機層４５は青色光（Ｂ）をセルフ発射し、且つその下向きに照射する光程は基板４１位置に比較的接近し、これによりその光強度或いは光照度は反射された赤色光（Ｒ）或いは緑色光（Ｇ）より強く、白色光が青色光（Ｂ）系列に偏りすぎないようにするため、本発明では基板４１の底側にカラーフィルタ４２を固定し、これにより一定比率の青色光（Ｂ）を除去し、これにより良好なＢ、Ｒ、Ｇ混合比を獲得する。
【００１７】
当然、上述の実施例中、下部電極４３及び対向電極４７はいずれも光を透過させる必要があり、ゆえに下部電極４３及び対向電極４７はいずれも透光導電の材料で形成される。
【００１８】
上述の実施例中、カラー変換層４０は先に隔離密封層４９の内表面に固定され、並びに直接には基板表面或いは有機層垂直延伸方向に形成されず、ゆえに製造上、両者間の後先のフローの問題を考慮する必要がなく、当然また相互間の作業の高温により別の部品に傷害を与える問題もない。
【００１９】
さらに、図５は本発明の別の実施例の構造断面図である。図示されるように、それは、上述の実施例の青色光強度が比較的強い問題を解決するものであり、ゆえに、同じ大きさの単位基板４１、下部電極４３及び隔離密封層５９内に複数の、断面積が比較的小さい有機層５５を設け、二つの有機層５５の間に内部間隙５０が存在するようにし、これにより有効に青色光（Ｂ）の生産量を減らし、有機層５５は四面発射であるため、そのカラー変換層４０への照射は変換作用により赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）に変換される光子の減少量は比較的小さく、これにより比較的良好なＲ、Ｇ、Ｂ混合比が得られる。
【００２０】
このほか、この実施例中にあって、隔離密封層５９を、透光材質を採用して形成すると、有機層５５の照射する光はカラー変換層４０を経由して直接Ｒ、Ｇ、Ｂ三原色を投射するか或いは白色光を投射する（矢印実線で表示）、ゆえにこの実施例の下部電極４３及び基板４１は必ずしも透光材料で形成する必要はない。
【００２１】
最後に図６に示されるのは、本発明のまた別の実施例の構造断面図である。図示されるように、基板４１より隔離密封層４９に至る製造ステップは従来の有機ＥＬ装置製造フローと同じである。しかし、本発明では有機ＥＬ装置完成後に、基板４１の底側に透光材料で形成した下部密封隔離層６９を固定し、該下部密封隔離層６９の内表面に先にカラー変換層４０を固定し、ゆえに同様に、有機層４５より照射された一部の青色光（Ｂ）を変換して赤色光（Ｒ）及び緑色光（Ｇ）に変換でき、並びに混合して白色光となす。
【００２２】
また、もし上面の隔離密封層４９及び対向電極４７を透光材料を利用して形成すると、有機層４５が上向きに照射する青色光（Ｂ）もまた直接隔離密封層４９を経由して投射される。
【００２３】
【発明の効果】
総合すると、本発明は一種の有機ＥＬ装置及びその製造方法を提供し、それは、白色光を投射できる有機ＥＬ装置であり、製造工程が比較的簡易であるだけでなく、且つ装置の使用寿命を延長できる。ゆえに、新規性、進歩性及び産業上の利用価値を有している。なお、以上に記載した実施例は本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】周知の有機ＥＬ装置の構造断面図である。
【図２】周知の別の白色光有機ＥＬ装置の構造断面図である。
【図３】周知のさらに別の白色光有機ＥＬ装置の構造断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例の構造断面図である。
【図５】本発明の別の好ましい実施例の構造断面図である。
【図６】本発明のさらに別の好ましい実施例の構造断面図である。
【符号の説明】
１１　基板　　　　　　　　　　　　１３　下部電極
１５　有機層　　　　　　　　　　　１７　対向電極
１９　隔離密封層　　　　　　　　　３０　カラー変換層
４０　カラー変換層　　　　　　　　４１　基板
４２　カラーフィルタ　　　　　　　４３　下部電極
４５　有機層　　　　　　　　　　　４７　対向電極
４９　隔離密封層　　　　　　　　　５０　間隙
５５　有機層　　　　　　　　　　　５７　対向電極
６９　下部密封隔離層

Claims

白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板上に形成された下部電極と、
有機発射層を具えて該下部電極の表面に横向きに設けられ、第１色光を発射できる、少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に形成された、少なくとも一つの透光対向電極と、
該有機層と対向電極を被覆し、内表面にカラー変換層が固定され、第１色光の一部を第２色光及び第３色光に変換する、隔離密封層と、
を具えたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、下部電極が透光材料で形成されたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項２に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、基板の底表面にカラーフィルタが固定されたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、隔離密封層が透光材料で形成されたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、隔離密封層内に複数の有機層が設けられ、二つの有機層の間に間隙が存在することを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項１に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、有機層の投射する第１色光が青色光とされたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、
基板と、
該基板の上表面に形成された下部電極と、
有機発射層を具えて該下部電極の表面に横向きに設けられ、第１色光を発射できる、少なくとも一つの有機層と、
該有機層の表面に形成された、少なくとも一つの透光対向電極と、
該有機層と対向電極を被覆する隔離密封層と、
該基板の底側に固定され、内表面にカラー変換層が固定され、該カラー変換層が第１色光の一部を変換して第２色光及び第３色光となす、下部密封隔離層と、
を具えたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項７に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、隔離密封層及び対向電極が透光材料で形成されて第１色光投射に便利とされたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
請求項７に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置において、有機層の発射する第１色光が青色光とされたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置。
白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、
Ａ．下部電極を基板の上表面に形成するステップ、
Ｂ．第１色光を投射できる有機層を下部電極の表面に横向きに跨ぐように設け、該有機層の表面に更に対向電極を形成するステップ、
Ｃ．第１色光の一部を変換して第２色光及び第３色光となすことができるカラー変換層を一つの隔離密封層の内表面に形成するステップ、
Ｄ．該隔離密封層をカラー変換層と共に基板の表面に固定し、並びに有機層及び対向電極を隔離密封層内に密封するステップ、
以上のＡからＤのステップを具えたことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
請求項１０に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、カラーフィルタを基板の底側に増設するステップを更に含むことを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。
請求項１０に記載の白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法において、Ｄのステップで、隔離密封層をカラー変換層と共に基板の底側に固定し、基板の上表面に下部隔離密封層を設け、並びに有機層及び対向電極を下部隔離密封層内に密封することを特徴とする、白色光有機エレクトロルミネッセント装置の製造方法。