JP2004363034A

JP2004363034A - 有機ｅｌ表示装置

Info

Publication number: JP2004363034A
Application number: JP2003162194A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yoshida; 正典吉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】一透明基板上に複数配置した有機ＥＬ素子により、両面で異なる画像を表示可能な有機ＥＬ表示装置を提供すること。
【解決手段】透明電極６と不透明電極２との間に有機発光層４を含む有機層が少なくとも設けられた有機ＥＬ素子を透明基板１上に複数有する有機ＥＬ表示装置であって、複数の有機ＥＬ素子として、有機層の透明基板１側に不透明電極２が配置され、有機層から透明基板１とは反対側の面より発光を取り出すトップエミッション（ＴＥ）素子７ａと、有機層の透明基板１とは反対側に不透明電極２が配置され、有機層から透明基板１を介して発光を取り出すボトムエミッション（ＢＥ）素子７ｂとを含むことを特徴とする。ＴＥ素子部７ａの表示は透明基板１の側からは視認されず、ＢＥ素子部７ｂの表示は透明基板１０の側からは視認されないので、両面で異なる画像表示が可能となる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ装置に関し、詳しくは有機化合物からなる薄膜に電界を印加することにより光を放出する有機ＥＬ素子を透明基板上に複数有する有機ＥＬ表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ表示装置とは、陰極と陽極との間に流れる電流によって、両電極間に在る有機化合物が発光する有機ＥＬ素子を透明基板上に複数有する表示装置のことである。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置には２つの発光取り出し方式が存在する。すなわち、図１に示す様に、基板（１０１）、不透明電極（１０２）、正孔輸送層（１０３）、有機発光層（１０４）、電子輸送層（１０５）、透明電極（１０６）の順に層が形成され、有機発光層から前記透明基板とは反対側の面より発光（１０７）を取り出すトップエミッション素子。及び、図２に示す様に、透明な基板（１０１）、透明電極（１０６）、正孔輸送層（１０３）、有機発光層（１０４）、電子輸送層（１０５）、不透明電極（１０２）の順に層が形成され、有機発光層（１０４）から前記透明基板を介して発光（１０７）を取り出すボトムエミッション素子の２方式である。
【０００４】
両面発光可能であるという有機ＥＬ素子の特徴を利用した例として、特開平１０−１４４４７５号公報（特許文献１）、特開平１０−２９４１８２号公報（特許文献２）、特開２００１−３３２３９２号公報（特許文献３）が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１４４４７５号公報
【特許文献２】
特開平１０−２９４１８２号公報
【特許文献３】
特開２００１−３３２３９２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記３つの特許文献に記載の発明は、いずれも２層の透明電極間に有機発光層を挟持した透明な素子を用いることにより、両面発光を実現するものであり、ひとつの素子の発光を基板両面から取り出すため、有機ＥＬ表示装置の裏面で視認される表示は、有機ＥＬ表示装置の表面より視認される表示の反転となる。従って、有機ＥＬ表示装置の両面で異なる表示を独立して行うことは不可能である。
【０００７】
本発明の目的は、一透明基板上に複数配置した有機ＥＬ素子により、両面で異なる画像を表示可能な有機ＥＬ表示装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための発明は、
透明電極と不透明電極との間に有機発光層を含む有機層が少なくとも設けられた有機ＥＬ素子を透明基板上に複数有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記複数の有機ＥＬ素子として、有機層の前記透明基板側に不透明電極が配置され、該有機層から前記透明基板とは反対側の面より発光を取り出すトップエミッション素子と、有機層の前記透明基板とは反対側に不透明電極が配置され、該有機層から前記透明基板を介して発光を取り出すボトムエミッション素子とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また本発明は、
「前記透明電極と不透明電極との間に、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層が積層された状態で配置されていること」、
「トップエミッション素子とボトムエミッション素子とが、前記透明基板上で面内方向に隣接して配置されており、透明電極と不透明電極との間に設けられた層の少なくとも何れか一層が、互いに隣接するトップエミッション素子とボトムエミッション素子とにまたがって設けられていること」、
「トップエミッション素子部とボトムエミッション素子部とのいずれもがスイッチング能動素子により駆動されるアクティブマトリクス型表示部であること」、
「トップエミッション素子部とボトムエミッション素子部とのうちいずれか一方がスイッチング能動素子により駆動されるアクティブマトリクス型表示部であり、他方がパッシブ型表示部であること」、
「スイッチング能動素子が、トップエミッション素子の不透明電極と前記透明基板間に形成されていること」、
を好ましい態様として含むものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、図３に示すように、透明電極６と不透明電極２との間に有機発光層４を含む有機層が少なくとも設けられた有機ＥＬ素子を透明基板１上に複数有する有機ＥＬ表示装置であって、前記複数の有機ＥＬ素子として、有機層の前記透明基板１側に不透明電極２が配置され、該有機層から前記透明基板１とは反対側の面より発光を取り出すトップエミッション素子（７ａ）と、有機層の前記透明基板１とは反対側に不透明電極２が配置され、該有機層から前記透明基板１を介して発光を取り出すボトムエミッション素子（７ｂ）とを含むものである。不透明電極２により発光した光が遮断されるため、トップエミッション素子部７ａの表示は透明基板１の側からは視認されず、ボトムエミッション素子部７ｂの表示は透明基板１０の側からは視認されない。そのため、これら両素子部を用いて両面で異なる画像を表示可能となる。
【００１１】
尚、有機ＥＬ表示装置の強度向上や、有機化合物を含む有機層を外気から保護する等の目的で、図３のように透明基板１、１０を有機ＥＬ素子を挟んで両側に配置することがあるが、この場合には、どちらの透明基板を本発明の構成要素である透明基板として見ても構わない。但し、後述のように薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等により構成されるスイッチング能動素子を透明基板と不透明電極との間に形成する形態の場合には、該スイッチング能動素子が形成された側の特定の透明基板が本発明の構成要素となる。
【００１２】
透明電極と不透明電極との間に設けられる層は、図３のような正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層の３層構成に限られず、電子輸送層が発光層を兼ねる構成や、混合一層構成で正孔輸送層、電子輸送層、発光層を兼ねた構成等、従来知られている構成で良いが、高効率の発光を得るために好ましくは、正孔輸送層と電子輸送層にて有機発光層を挟んだ図３に示すような積層構造を有することである。
【００１３】
また、本発明では、トップエミッション素子（７ａ）とボトムエミッション素子（７ｂ）とを、前記透明基板１上で面内方向に隣接して配置し、透明電極６と不透明電極２との間に設けられた層の少なくとも何れか一層、例えば図３に示した形態の有機ＥＬ表示装置においては正孔輸送層３、有機発光層４、電子輸送層５のうちのいずれか一層を、互いに隣接するトップエミッション素子とボトムエミッション素子とにまたがって設け、トップエミッション素子とボトムエミッション素子とのそれぞれを構成する機能層の一部を共通化することにより、製造工程削減が可能となる。
【００１４】
一方、本発明において、トップエミッション素子部とボトムエミッション素子部とのいずれもがスイッチング能動素子により駆動されるアクティブマトリクス型表示部としておくことにより、基板両面で、任意の画像パターンを独立して表示することができる。また、トップエミッション素子部とボトムエミッション素子部とのうちいずれか一方がスイッチング能動素子により駆動されるアクティブマトリクス型表示部であり、他方がパッシブ型表示部である構成も有効である。
【００１５】
また、図４に示すように、スイッチング能動素子８を、トップエミッション素子（７ａ）の不透明電極２と前記透明基板１との間に形成しておくことにより、スイッチング能動素子による素子の開口率ロスを低減することができる。
【００１６】
透明基板１としては、有機ＥＬ素子を表面に形成できるものであれば良く、例えばソーダライムガラスなどのガラス、樹脂フィルム等の透明絶縁性基板を用いるのが好ましい。
【００１７】
透明電極の材料としては、ＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等が使用できる。不透明電極の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｇ、ＭｇとＡｇの合金、ＡｌとＬｉとの合金等が使用できる。また、これら不透明電極の材料であっても、２０ｎｍ以下の膜厚で形成することで透明電極の材料としても使用できる。
【００１８】
仕事関数が大きいＣｕＩ、ＩＴＯ、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ等が陽極に、仕事関数が小さいＡｌ、Ｍｇ、ＭｇとＡｇの合金、ＡｌとＬｉの合金等が陰極に用いられるのが一般的であるため、通常は、透明電極を陽極とし、不透明電極を陰極とすれば良いが、本発明はこれに限られるものではない。
【００１９】
正孔輸送層、電子輸送層、有機発光層を構成する材料には、従来一般的に使用されているものが使用できる。例えば、正孔輸送層の材料としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）や、αＮＰＤ等の有機材料や、ａ−Ｓｉ、ａ−ＳｉＣなどの無機材料が、電子輸送層の材料としては、アルミキレート錯体（Ａｌｑ３）やフェナントロリン化合物等が、有機発光層の材料としては、Ａｌｑ３と、クマリン６とを混ぜたもの等がそれぞれ使用可能である。
【００２０】
【実施例】
（実施例１）
本発明に基づく実施例１について、図３にしたがって説明する。スイッチング能動素子（８）を形成した透明基板（１）上に絶縁膜パターン（９）を形成した後、ボトムエミッション素子に対応する画素部位に、ＩＴＯ透明電極パターン（６）を１５０ｎｍの膜厚で形成、引き続いて、トップエミッション素子部に対応する画素部に、クロム不透明電極パターン（２）を２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００２１】
その後、該基板をＵＶ／オゾン洗浄した。
【００２２】
次いで、真空蒸着装置（真空機工社製）を用いて、洗浄後の該基板上に正孔輸送性を有する下記化学式１：
【００２３】
【化１】

で表されるαＮＰＤを真空蒸着法により５０ｎｍの膜厚で成膜して、正孔輸送層（３）を形成した。蒸着時の真空度は、１．３×１０^−４Ｐａ、成膜速度は、成膜速度は０．２〜０．３ｎｍ／ｓｅｃの条件で成膜した。
【００２４】
次に、同様の手法で、前記正孔輸送層（３）の上に、化学式２：
【００２５】
【化２】

で表される、アルミキレート錯体（Ａｌｑ３）と、化学式３：
【００２６】
【化３】

で表せるクマリン６を１００：６の重量比率で共蒸着し、５０ｎｍの膜厚で有機発光層（４）を形成した。
【００２７】
次に、電子輸送層（５）として、化学式４：
【００２８】
【化４】

で表されるフェナントロリン化合物を１０ｎｍ成膜した。
【００２９】
続いて、ボトムエミッション素子部に対応する画素部に、アルミ不透明電極パターン（２）を２００ｎｍの膜厚で成膜して、引き続いて、トップエミッション素子に対応する画素部位に、ＩＴＯ透明電極パターン（６）を１５０ｎｍの膜厚で形成した。
【００３０】
さらに、透明フィルム（１０）とエポキシ系シール樹脂（アラルダイト、日本チバガイギー社製）で素子全体を封止、半導体素子を実装することにより、有機ＥＬ表示装置を得た。
【００３１】
このようにして得られた有機ＥＬ表示装置は、素子の両面で異なる画像を表示することが可能であった。
【００３２】
（実施例２）
本発明に基づく実施例２について、図４にしたがって説明する。本実施例に示す形態においては、透明基板（１）上に、スイッチング能動素子（８）により駆動するアクティブマトリクス型表示部（１１）（ボトムエミッション素子部７ｂ）と、パッシブ型表示部（１２）（トップエミッション素子部７ａ）とが存在しており、スイッチング能動素子（８）はパッシブ型表示部（１２）が形成された領域の不透明電極（２）と透明基板（１）との間に形成されている。
【００３３】
前記透明基板（１）上に絶縁膜パターン（９）を形成した後、アクティブマトリクス型表示部（１１）に、ＩＴＯ透明電極パターン（６）を１５０ｎｍの膜厚で形成、引き続いて、パッシブ型表示部（１２）に対応する画素部に、クロム不透明電極パターン（２）を２００ｎｍの膜厚で成膜した。
【００３４】
その後、該基板をＵＶ／オゾン洗浄した。
【００３５】
次いで、実施例１と同様の材料、手法で、正孔輸送層（３）、有機発光層（４）、電子輸送層（５）を成膜した。続いて、アクティブマトリクス型表示部（１１）に、アルミ不透明電極パターン（２）を２００ｎｍの膜厚で成膜して、引き続いて、パッシブ型表示部（１２）にＩＴＯ透明電極パターン（６）を１５０ｎｍの膜厚で形成した。さらに、透明基板（１０）とエポキシ系シール樹脂（アラルダイト、日本チバガイギー社製）で素子全体を封止、半導体素子を実装することにより、有機ＥＬ表示装置を得た。
【００３６】
このようにして得られた有機ＥＬ表示装置は、アクティブマトリクス型表示部がボトムエミッション素子であり、パッシブ型表示部トップエミッション素子であり、両面で異なる画像を表示することが可能であった。また、遮光性のスイッチング能動素子をトップエミッション素子部の不透明電極と透明基板との間に形成した為、ボトムエミッション素子部の開口率が向上した。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一透明基板上に複数配置した有機ＥＬ素子により、両面で異なる画像を表示可能な有機ＥＬ表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的なトップエミッション素子の一例を示す断面図である。
【図２】一般的なボトムエミッション素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ表示装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１透明基板
２不透明電極
３正孔輸送層
４有機発光層
５電子輸送層
６透明電極
７ａトップエミッション素子部
７ｂボトムエミッション素子部
８スイッチング素子
９絶縁膜
１０透明基板
１１アクティブマトリクス型表示部
１２パッシブ型表示部

Claims

透明電極と不透明電極との間に有機発光層を含む有機層が少なくとも設けられた有機ＥＬ素子を透明基板上に複数有する有機ＥＬ表示装置であって、
前記複数の有機ＥＬ素子として、有機層の前記透明基板側に不透明電極が配置され、該有機層から前記透明基板とは反対側の面より発光を取り出すトップエミッション素子と、有機層の前記透明基板とは反対側に不透明電極が配置され、該有機層から前記透明基板を介して発光を取り出すボトムエミッション素子とを含むことを特徴とする有機ＥＬ表示装置。
前記透明電極と不透明電極との間に、正孔輸送層、有機発光層、電子輸送層が積層された状態で配置されていることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
トップエミッション素子とボトムエミッション素子とが、前記透明基板上で面内方向に隣接して配置されており、透明電極と不透明電極との間に設けられた層の少なくとも何れか一層が、互いに隣接するトップエミッション素子とボトムエミッション素子とにまたがって設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置。
トップエミッション素子部とボトムエミッション素子部とのいずれもがスイッチング能動素子により駆動されるアクティブマトリクス型表示部であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
トップエミッション素子部とボトムエミッション素子部とのうちいずれか一方がスイッチング能動素子により駆動されるアクティブマトリクス型表示部であり、他方がパッシブ型表示部であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
スイッチング能動素子が、トップエミッション素子の不透明電極と前記透明基板間に形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の有機ＥＬ表示装置。