JP2005174606A - Organic el element and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏光を発する有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）、およびこの有機ＥＬ素子を用いて構成された画像表示装置に関するものである。 The present invention relates to an organic electroluminescence element (organic EL element) that emits polarized light, and an image display device that is configured using the organic EL element.
現在、最も一般的な透過型の液晶表示装置（ＬＣＤ）には、ＴＮ（Twist Nematic）型、ＳＴＮ（Super Twist Nematic）型の液晶が用いられ、近年、軽量、薄型、高輝度、高精細、高視野角とあらゆる面で高性能化が進み、フラットパネルディスプレイの代名詞として認知されるようになった。ＬＣＤの基本原理は、ディスプレイ側面に位置された冷陰極管などの光源からの光を、視認者の方向へ変換する導光板と呼ばれる部分（ここでは、光源と導光板との組み合わせ等、ディスプレイにおける光発生および光拡散部を特に「バックライト部」という。）を通過し、さらに、一枚目の偏光板を通過することにより、自然光を直線偏光に変換する。直線偏光された光（偏光光）は液晶セル内の液晶化合物の配向を電界によってスイッチングすることにより、視認者側に配置されたもう一枚の偏光板を透過あるいは遮断される偏光光に変換され、ディスプレイとしての機能を実現している。
また、ＬＣＤにおいて、高輝度、高視野角を実現するためには、位相差板や視覚補償板、輝度向上フィルム等のさまざまな光学フィルムを積層する必要があり、複雑な構成となる。さらに、カラーＬＣＤを構成するためには、カラーフィルタが使用される。
Currently, TN (Twist Nematic) type and STN (Super Twist Nematic) type liquid crystals are used for the most common transmissive liquid crystal display devices (LCDs). In recent years, they are lightweight, thin, high brightness, high definition, Higher viewing angle and improved performance in every aspect has become recognized as a synonym for flat panel displays. The basic principle of LCD is the part called a light guide plate that converts light from a light source such as a cold-cathode tube located on the side of the display in the direction of the viewer (here, a combination of a light source and a light guide plate, etc. The light generation and light diffusion part passes through the “backlight part” in particular, and further passes through the first polarizing plate to convert natural light into linearly polarized light. The linearly polarized light (polarized light) is converted into polarized light that is transmitted or blocked by another polarizing plate arranged on the viewer side by switching the orientation of the liquid crystal compound in the liquid crystal cell by an electric field. The function as a display is realized.
Further, in order to realize high luminance and high viewing angle in the LCD, it is necessary to laminate various optical films such as a phase difference plate, a visual compensation plate, and a luminance enhancement film, and the structure becomes complicated. Furthermore, a color filter is used to construct a color LCD.
ＬＣＤでは、このように光源の光が各種フィルタを透過した後に視認者に到達するため、きわめて光の利用効率が低く、光源からの光量を１００％とすると視認者に到達する光量はわずか数％ともいわれている。したがって、高輝度を実現するためには、あらかじめ冷陰極管の輝度を高くする必要があり、これがＬＣＤの低消費電力化に大きな障害となっている。
光源からの光の損失は、その多くをカラーＬＣＤにとって必要不可欠な偏光板とカラーフィルタによって占められている。なかでもバックライト部側に配置される二色性物質を用いた偏光板は約５０％の光を吸収することによって自然光を直線偏光光に変換しているため、最も損失の大きい部分となっている。
In the LCD, since the light from the light source reaches the viewer after passing through various filters in this way, the light utilization efficiency is extremely low. When the light amount from the light source is 100%, the amount of light reaching the viewer is only a few percent. It is also said. Therefore, in order to realize high luminance, it is necessary to increase the luminance of the cold cathode tube in advance, which is a great obstacle to reducing the power consumption of the LCD.
Most of the loss of light from the light source is accounted for by polarizing plates and color filters that are essential for color LCDs. Among them, a polarizing plate using a dichroic material arranged on the backlight side side converts natural light into linearly polarized light by absorbing about 50% of light, and thus becomes the most lossy part. Yes.
偏光板による光の損失を低減するためには、多くの試行錯誤が行われている。例えば、蛍光偏光板や、コレステリック液晶の選択反射とよばれる現象を利用し偏光板に入射する自然光のうち偏光板で吸収される偏光の光のみをバックライト部側へ反射させ、導光板で乱反射させられた光を再利用する輝度向上フィルム、偏光板を利用しないゲスト−ホスト型液晶などがある（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照。）。
しかし、実際に使用されているのは輝度向上フィルムくらいで、輝度向上フィルムを用いた場合でさえ従来の約１．５倍程度の輝度であるため、バックライト部側の偏光板での光の損失を大幅に低減しているとは言い難い状況にある。
Many trials and errors have been made to reduce the loss of light due to the polarizing plate. For example, by utilizing a phenomenon called selective reflection of a fluorescent polarizing plate or cholesteric liquid crystal, only the polarized light absorbed by the polarizing plate is reflected to the backlight side out of the natural light incident on the polarizing plate and diffusely reflected by the light guide plate. Examples include a brightness enhancement film that reuses the light that has been generated, and a guest-host liquid crystal that does not use a polarizing plate (see, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3).
However, the brightness enhancement film that is actually used is about 1.5 times the brightness even when the brightness enhancement film is used. It is difficult to say that the loss has been greatly reduced.
一方で、新しいフラットパネルディスプレイとして、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）ディスプレイが注目されている。有機ＥＬは、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料等を積層した低分子化合物を利用する低分子有機ＥＬと、導電性高分子を利用する高分子有機ＥＬとに大別される。こららは、いずれの有機層も厚さ１００ｎｍ程度の極めて薄い層で、この有機層に電流を流すことによって発光を得ることができるデバイスである。 On the other hand, organic electroluminescence (organic EL) displays have attracted attention as new flat panel displays. Organic EL is roughly classified into a low molecular organic EL using a low molecular compound in which a hole transport material, a light emitting material, an electron transport material and the like are laminated, and a high molecular organic EL using a conductive polymer. These are devices in which any organic layer is an extremely thin layer having a thickness of about 100 nm, and light emission can be obtained by passing a current through the organic layer.
有機ＥＬの発光メカニズムは、（１）陰極からの電子注入と陽極からの正孔注入、（２）電子と正孔の固体内の移動、（３）電子と正孔の再結合、（４）生成された励起子からの発光、という段階を経る。
このような有機ＥＬディスプレイはＬＣＤと異なり、自発光型のディスプレイであるため、上述した導光板等から成るバックライト部を必要としない。また高速応答が可能で、しかも有機層や電極の厚さを含めても数１００ｎｍでデバイスとしては極めて薄く、基板の厚さによってデバイスの厚さが決定されるという状況となっている。さらに、有機ＥＬは面発光デバイスであるため、照明やＬＣＤのバックライト部としての応用も検討されている。
上記の通り、有機ＥＬディスプレイは、ディスプレイとして多くの優れた点を有していることから、精力的な研究がなされている。
The light emission mechanism of organic EL is (1) electron injection from the cathode and hole injection from the anode, (2) movement of electrons and holes in the solid, (3) recombination of electrons and holes, (4) It goes through a stage of light emission from the generated excitons.
Unlike an LCD, such an organic EL display is a self-luminous display, and therefore does not require a backlight unit composed of the light guide plate described above. Moreover, high-speed response is possible, and even if the thickness of the organic layer and the electrode is included, the device is extremely thin at several hundreds of nanometers, and the thickness of the device is determined by the thickness of the substrate. Furthermore, since the organic EL is a surface emitting device, its application as an illumination or a backlight part of an LCD is also being studied.
As described above, the organic EL display has many excellent points as a display, and therefore intensive research has been conducted.
また、有機ＥＬの発光物質の遷移モーメントを一軸配向させる偏光有機ＥＬの報告もなされている。実際の報告例としては、例えば、正孔輸送材料をドープしたポリイミド配向層をラビングし、その上に主鎖型導電性液晶高分子であるポリフルオレン薄膜を形成し一軸配向させた偏光ＥＬ素子がある（例えば、特許文献４参照。）。また、他の例としては、発光性の導電性高分子自身をラビングすることによって導電性高分子を配向させる方法がある（例えば、特許文献５参照。）。さらに、他の例としては、「Ａ．Ｃｏｎｔｒｅｔ，Ｓ．Ｆａｒｒａｒ，Ｐ．Ｊａｃｋｓｏｎ，Ｓ．Ｍ．Ｋｅｌｌｙ，Ｓ．Ｋｈａｎ，Ｌ．Ｍａｙ，Ｅ．Ｎｉｃｈｏｌｌｅｓ，Ｇ．Ｒｉｃｈａｒｄｓ，Ｍ．Ｏ'Ｎｅｉｌｌ Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．１２，９７１（２０００）」に開示されるように、光配向材料に正孔輸送材料をドープし、偏光した紫外線を光配向材料に照射し、その上に発光性の液晶モノマーを配向させて光重合することによって偏光ＥＬ素子を実現している例がある。 There has also been a report of a polarizing organic EL that uniaxially orients the transition moment of an organic EL luminescent material. As an actual report example, for example, there is a polarization EL element in which a polyimide alignment layer doped with a hole transport material is rubbed, and a polyfluorene thin film that is a main chain type conductive liquid crystal polymer is formed thereon and uniaxially aligned. (For example, refer to Patent Document 4). As another example, there is a method of orienting the conductive polymer by rubbing the light-emitting conductive polymer itself (see, for example, Patent Document 5). Furthermore, other examples include “A. Contret, S. Farrar, P. Jackson, S. M. Kelly, S. Khan, L. May, E. Nicholles, G. Richards, M. O'Neill Adv. Mater. 12, 971 (2000) ", a photo-alignment material is doped with a hole transport material, polarized ultraviolet light is irradiated to the photo-alignment material, and a light-emitting liquid crystal monomer is aligned thereon. There is an example in which a polarization EL element is realized by photopolymerization.
また、液晶化合物がスメクチック層などのより高次な秩序を形成することによって、キャリア移動度が飛躍的に向上する報告がなされている（例えば、特許文献６および特許文献７参照。）。また、棒状のキャリア輸送性液晶化合物中に二色性蛍光色素をドープして、液晶化合物を一軸配向させることによって、偏光ＥＬを実現している報告が、「Ｋ．Ｋｏｇｏ，Ｔ．Ｇｏｄａ，Ｍ．Ｆｕｎａｈａｓｈｉ，Ｊ．Ｈａｎｎａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７３，１１，１５９５（１９９８）」あるいは、「Ｈ．Ｔｏｋｕｈｉｓａ，Ｍ．Ｅｒａ，Ｔ．Ｔｓｕｔｓｕｉ Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２，２１，２６３９（１９９８）」に記載されている。
このような偏光有機ＥＬ素子をＬＣＤのバックライト部に使用すると、バックライト部側の偏光板で吸収される光の損失が大きく低減できる。また、有機ＥＬは面発光光源であるため、ＬＣＤにて通常用いられる導光板が不要となり、ＬＣＤの薄型化に大きく寄与する。さらに、偏光有機ＥＬの偏光度が高い場合には、バックライト部側の偏光板も不要となり、一段とＬＣＤの薄型化に寄与する。
Further, it has been reported that the carrier mobility is remarkably improved when the liquid crystal compound forms a higher order such as a smectic layer (see, for example, Patent Document 6 and Patent Document 7). In addition, a report that realizes polarization EL by doping a dichroic fluorescent dye into a rod-like carrier transporting liquid crystal compound and uniaxially aligning the liquid crystal compound has been reported as “K. Kogo, T. Goda, M. Funahashi, J. Hanna, Appl. Phys. Lett., 73, 11, 1595 (1998) ”or“ H. Tokyo, M. Era, T. Tsutsui Appl. 1998) ”.
When such a polarizing organic EL element is used in the backlight portion of the LCD, the loss of light absorbed by the polarizing plate on the backlight portion side can be greatly reduced. In addition, since the organic EL is a surface emitting light source, a light guide plate that is usually used in an LCD is not necessary, which greatly contributes to the thinning of the LCD. Furthermore, when the polarization degree of the polarizing organic EL is high, the polarizing plate on the backlight unit side is not necessary, which contributes to further thinning of the LCD.
また、有機ＥＬの素子劣化における研究において、素子劣化の一因として素子駆動中に、電極に使用しているインジウムやマグネシウム等の金属が有機ＥＬを構成する有機材料中を拡散し、発光領域まで金属の拡散が及び、発光効率が著しく低下することが「Ｓ．Ｔ．Ｌｅｅ，Ｚ．Ｑ．Ｇａｏ，Ｌ．Ｓ．Ｈｕｎｇ，７５，１０，１４０４（１９９９）」に開示されている。これに対して、発光領域への金属の拡散を抑制するため、発光層と電極との間に数ｎｍから約１０ｎｍ程度の絶縁材料であるテトラフルオロエチレン膜を挿入することによって、発光効率、発光寿命が向上するという報告が「Ｙ．Ｇａｏ，Ｌ．Ｗａｎｇ，Ｄ．Ｚｈａｎｇ，Ｌ．Ｄｕａｎ，Ｇ．Ｄｏｎｇ，Ｙ．Ｑｉｕ，８２，２，１５５（２００３）」に開示されている。
上述した偏光を発する有機ＥＬでは、発光物質を一軸配向させるための手段として、ラビングや、正孔輸送材料をドープした光配向材料に直線偏光紫外線等の偏光した活性エネルギー線を照射することによる、光配向技術が主として適用されている。これは、特に配向物質として液晶性を示す化合物を利用した偏光有機ＥＬにおいてより顕著である。 In the organic EL that emits polarized light as described above, as a means for uniaxially orienting the luminescent material, rubbing or irradiating a photo-alignment material doped with a hole transport material with a polarized active energy ray such as linearly polarized ultraviolet rays, Photo-alignment technology is mainly applied. This is particularly remarkable in a polarizing organic EL using a compound exhibiting liquid crystallinity as an alignment material.
光配向技術を利用した方法においては、一般的に光配向材料は絶縁性であるため、正孔輸送材料等のキャリア輸送性低分子化合物をドープする必要がある。しかし、光配向技術は、直線偏光紫外線照射による光配向材料の異方的な光二量化や光分解を利用した技術であるため、光配向材料中に他の機能を有する物質を混合すると、異方的な光二量化や光分解が阻害され、十分な配向能力を発現できないという問題があった。また、一般に光配向材料が十分な配向能力を発現するために必要な光量は大きいため、光配向材料中に添加されていたキャリア輸送性低分子化合物が、紫外線照射に伴い劣化し、素子性能を大きく損なう可能性がある。 In the method using the photo-alignment technique, since the photo-alignment material is generally insulative, it is necessary to dope a carrier transporting low molecular compound such as a hole transport material. However, the photo-alignment technology is a technology that utilizes anisotropic photodimerization and photolysis of photo-alignment materials by irradiation with linearly polarized ultraviolet rays. Therefore, if substances having other functions are mixed in the photo-alignment materials, they are anisotropic. There is a problem in that sufficient photo-dimerization and photolysis are hindered and sufficient orientation ability cannot be expressed. In general, the amount of light necessary for the photo-alignment material to exhibit sufficient alignment ability is large, so that the carrier transporting low-molecular compound added to the photo-alignment material deteriorates with ultraviolet irradiation, and the device performance is improved. There is a possibility of serious damage.
ラビングによる液晶化合物の配向方法では、従来、ＬＣＤの分野で用いられる液晶配向膜はポリイミドやポリビニルアルコールなど絶縁性の高分子材料であるため、偏光ＥＬに用いられる場合は正孔輸送材料や電子輸送材料を添加することによって、電荷の輸送を実現している。しかしながら、良好な電荷輸送性を得るために、電荷輸送性材料を配向膜材料に高濃度で添加した場合、電荷輸送性材料と配向膜材料は、相分離し、電荷輸送性材料は結晶化する。配向膜中に電荷輸送性材料が結晶化した状態でラビング処理を施すと配向膜表面に深刻な損傷を与え、有機ＥＬとして機能しない可能性がある。また、電荷輸送性材料の低分子成分の濃度が高くなると、配向膜上に発光層を塗工する工程において溶媒による影響を受けやすくなることが考えられる。 In the method of aligning liquid crystal compounds by rubbing, the liquid crystal alignment film used in the LCD field is an insulating polymer material such as polyimide or polyvinyl alcohol, so that when used for polarized EL, a hole transport material or electron transport is used. By adding materials, charge transport is realized. However, in order to obtain good charge transportability, when a charge transport material is added to the alignment film material at a high concentration, the charge transport material and the alignment film material are phase-separated and the charge transport material is crystallized. . If the rubbing treatment is performed in a state where the charge transporting material is crystallized in the alignment film, the alignment film surface may be seriously damaged and may not function as an organic EL. In addition, when the concentration of the low molecular component of the charge transporting material is increased, it is considered that the step of applying the light emitting layer on the alignment film is likely to be affected by the solvent.
また、特許文献５（特開平８−３０６９５４号公報）には、発光層の下地層を形成し、下地層をラビング処理することによって発光層を一軸配向させ、偏光ＥＬを実現する方法や、発光層自体をラビングすることによって偏光ＥＬを実現する方法が開示されている。しかし、下地層については膜厚に関する言及はなく、実施例において５０ｎｍのポリイミド膜を設けていることのみ例示されている。
ところが、ポリイミドをはじめとする液晶配向膜は一般的に絶縁材料であるため、例示されている５０ｎｍの厚さでＥＬ素子を作製すると、極めて動作電圧が高くなったり、それに伴う素子劣化が著しい場合や、素子自体が機能しない場合も考えられる。さらに、発光層自体をラビングする方法については、ラビング時に発光層を損傷させる可能性が高いことや、十分な異方性が得られないといった欠点があった。
Further, Patent Document 5 (Japanese Patent Laid-Open No. 8-306954) discloses a method for realizing a polarization EL by forming a base layer of a light-emitting layer and rubbing the base layer to align the light-emitting layer uniaxially. A method for realizing polarization EL by rubbing the layer itself is disclosed. However, there is no mention of the film thickness for the underlayer, and only a 50 nm polyimide film is provided in the examples.
However, since a liquid crystal alignment film such as polyimide is generally an insulating material, when an EL element is manufactured with a thickness of 50 nm as exemplified, the operating voltage becomes extremely high, or the element deterioration accompanying it is remarkable. There are also cases where the element itself does not function. Further, the method for rubbing the light emitting layer itself has a drawback that the light emitting layer is highly likely to be damaged during rubbing, and sufficient anisotropy cannot be obtained.
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであって、発光層自体にラビング処理等を行うことなく、トンネル電流が流れるほど薄く形成され且つラビング処理が施された液晶配向制御層を設けることによって、キャリア輸送性を維持し且つ発光層の発光分子を一軸に配向させて、高効率、長寿命な偏光を発することが可能な有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。また、本発明は、このような有機ＥＬ素子を用いて構成された画像表示装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and the light emitting layer itself is formed so thin that a tunnel current flows without being subjected to rubbing or the like and is subjected to rubbing. By providing a liquid crystal alignment control layer, it is an object to provide an organic EL element capable of emitting polarized light with high efficiency and long life by maintaining carrier transportability and orienting light emitting molecules in a light emitting layer uniaxially. And Moreover, this invention makes it a subject to provide the image display apparatus comprised using such an organic EL element.
上記課題を解決するためになされた本発明は、正孔注入電極と電子注入電極との間に有機化合物からなる発光層を挟持して構成された有機ＥＬ素子であって、前記発光層が液晶性発光層であり、前記液晶性発光層の少なくとも一面側に電子および／または正孔が透過し得る厚さの液晶配向制御層が設けられており、前記液晶配向制御層にラビング処理が施されていることを特徴としている。より具体的には、正孔注入用電極と電子注入用電極との間に、有機化合物からなる発光層と液晶配向制御層とを挟持し、ラビング処理が施された前記液晶配向制御層の上に、液晶性を示す発光層、あるいは液晶化合物を含む発光層を積層して構成された有機ＥＬ素子であることを特徴とし、この液晶配向制御層によって、発光分子が一軸に配向することによって偏光を発するように構成されている。 The present invention made in order to solve the above problems is an organic EL device having a light emitting layer made of an organic compound sandwiched between a hole injection electrode and an electron injection electrode, wherein the light emitting layer is a liquid crystal. A liquid crystal alignment control layer having a thickness capable of transmitting electrons and / or holes is provided on at least one surface side of the liquid crystal light emission layer, and the liquid crystal alignment control layer is rubbed. It is characterized by having. More specifically, a light emitting layer made of an organic compound and a liquid crystal alignment control layer are sandwiched between a hole injection electrode and an electron injection electrode, and the rubbing treatment is performed on the liquid crystal alignment control layer. The organic EL element is formed by laminating a light emitting layer exhibiting liquid crystallinity or a light emitting layer containing a liquid crystal compound, and the liquid crystal alignment control layer makes it possible to polarize by aligning luminescent molecules uniaxially. Is configured to emit.
また、本発明にかかる有機ＥＬ素子においては、 前記液晶配向制御層の厚さが、２５ｎｍ以下である構成が好ましい。 Moreover, in the organic EL element concerning this invention, the structure whose thickness of the said liquid crystal orientation control layer is 25 nm or less is preferable.
さらに、上記課題を解決するためになされた本発明にかかる画像表示装置は、上述したいずれかの有機ＥＬ素子をバックライト部として用いたことを特徴としている。 Furthermore, an image display device according to the present invention made to solve the above-described problems is characterized in that any one of the above-described organic EL elements is used as a backlight unit.
このような構成によれば、液晶ディスプレイ等の画像表示装置を構成する際に従来必要であった冷陰極管、導光板等のバックライト部構成要素が不要となって、光の利用効率を向上させることができる。また、このような構成によれば、バックライト部として有機ＥＬ素子を用いることによって、画像表示装置の大幅な薄型化、軽量化等を実現することができる。 According to such a configuration, backlight components such as a cold cathode tube and a light guide plate, which are conventionally required when configuring an image display device such as a liquid crystal display, are unnecessary, and light use efficiency is improved. Can be made. Further, according to such a configuration, by using the organic EL element as the backlight unit, the image display device can be significantly reduced in thickness and weight.
本発明においては、極めて薄い液晶配向制御層を発光層の下側あるいは上側（すなわち、少なくとも一面側）に設けることによって、トンネル電流によるキャリア輸送を実現しすることができる。また、液晶配向制御層には、極めて簡便な方向であるラビング処理が施されているため、容易に発光層を配向させることができる。したがって、本発明によれば、このような液晶配向制御層を設けることにより、比較的簡単に且つ経済性よく、発光層を配向させることによって偏光を発する、有機ＥＬ素子を得ることができる。
さらに、本発明においては、このような有機ＥＬ素子を用いることによって（バックライト部に使用することによって）、従来必要であった冷陰極管、導光板、バックライト部側の偏光板を用いることなく、画像表示装置を構成することができる。。したがって、本発明にかかる画像表示装置によれば、光の利用効率を向上させると共に、ディスプレイの大幅な薄型化、軽量化等の効果を得ることができる。
In the present invention, carrier transport by a tunnel current can be realized by providing a very thin liquid crystal alignment control layer on the lower side or the upper side (that is, at least one side) of the light emitting layer. Further, since the liquid crystal alignment control layer is subjected to a rubbing process which is a very simple direction, the light emitting layer can be easily aligned. Therefore, according to the present invention, by providing such a liquid crystal alignment control layer, it is possible to obtain an organic EL element that emits polarized light by aligning the light emitting layer relatively easily and economically.
Furthermore, in the present invention, by using such an organic EL element (by using it in the backlight portion), a cold cathode tube, a light guide plate, and a polarizing plate on the backlight portion side, which are conventionally required, are used. And an image display device can be configured. . Therefore, according to the image display device of the present invention, it is possible to improve the light utilization efficiency and to obtain effects such as a significant reduction in thickness and weight of the display.
実施形態に基づいて、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明にかかる有機ＥＬ素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）は、正孔注入電極と電子注入電極とで、有機化合物からなる発光層と液晶配向制御層とを挟持して構成されている。このような有機ＥＬ素子は、より具体的には、ラビング処理された液晶配向制御層の上に液晶性を示す発光層、あるいは液晶化合物を含む発光層が積層され、発光分子が一軸に配向することによって偏光を発すべく構成されている。
Based on the embodiment, the present invention will be described in more detail.
The organic EL device (organic electroluminescence device) according to the present invention is configured by sandwiching a light emitting layer made of an organic compound and a liquid crystal alignment control layer between a hole injection electrode and an electron injection electrode. More specifically, in such an organic EL element, a light emitting layer exhibiting liquid crystallinity or a light emitting layer containing a liquid crystal compound is laminated on a rubbing-treated liquid crystal alignment control layer, and light emitting molecules are aligned uniaxially. Thus, it is configured to emit polarized light.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかる偏光を発する有機ＥＬ素子の基本構造の一例を示す概略断面図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a basic structure of an organic EL element that emits polarized light according to an embodiment of the present invention.
本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０は、図１に示すように、ガラス等にて形成された基板１上に、正孔注入電極２、ラビング処理された液晶配向制御層３、液晶性発光層４（ここで、「液晶性発光層」とは、液晶性を示す発光層あるいは液晶化合物を含む発光層である。）、および電子注入電極５を積層して構成されている。より具体的には、基板１上に正孔注入電極２を配設し、この正孔注入電極２と電子注入電極５との間に、液晶配向制御層３および液晶発光層４を設けている。また、本実施形態においては、正孔注入電極２側に液晶配向制御層３を設け、電子注入電極５側に液晶性発光層４を設けている。 As shown in FIG. 1, an organic EL device 10 according to this embodiment includes a hole injection electrode 2, a rubbing-treated liquid crystal alignment control layer 3, and a liquid crystal light emitting layer on a substrate 1 formed of glass or the like. 4 (here, “liquid crystalline light emitting layer” is a light emitting layer exhibiting liquid crystallinity or a light emitting layer containing a liquid crystal compound) and an electron injection electrode 5 are laminated. More specifically, the hole injection electrode 2 is disposed on the substrate 1, and the liquid crystal alignment control layer 3 and the liquid crystal light emitting layer 4 are provided between the hole injection electrode 2 and the electron injection electrode 5. . In this embodiment, the liquid crystal alignment control layer 3 is provided on the hole injection electrode 2 side, and the liquid crystalline light emitting layer 4 is provided on the electron injection electrode 5 side.
本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０は、液晶性発光層４が、極めて薄く（例えば、２５ｎｍ以下に）形成された液晶配向制御層３の上に積層されていることを最大の特徴としている。そして、この液晶配向制御層３によって液晶性発光層４の発光分子が一軸に配向するため、その結果得られる発光は、図１の矢印Ａで示すように、直線偏光性の発光となる。 The organic EL element 10 according to this embodiment is characterized in that the liquid crystal light emitting layer 4 is laminated on the liquid crystal alignment control layer 3 formed extremely thin (for example, 25 nm or less). And since the light emitting molecule | numerator of the liquid crystalline light emitting layer 4 aligns uniaxially by this liquid crystal orientation control layer 3, as a result, as shown by the arrow A of FIG.
ここで、図２は、従来技術にかかる有機ＥＬ素子２０を示している。なお、この図２においては、図１に示した本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０の構成要素と同様の部分については、同様の符号を付し、その説明を省略する。
図２に示した従来技術にかかる有機ＥＬ素子２０は、図１のような液晶配向制御層３を有しないため、正孔注入電極２と電子注入電極５との間に液晶性発光層４を挟持して構成しても、液晶性発光層４の発光分子は三次元的にランダムに配向することとなる。したがって、有機ＥＬ素子２０の基板１側からの発光は、直線偏光性を有しない。また、この図２に示した有機ＥＬ素子２０は、発光領域において電極に使用した金属が拡散するため、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０（図１参照）に比較して、素子寿命も短くなった。
Here, FIG. 2 shows an organic EL element 20 according to the prior art. In FIG. 2, the same components as those of the organic EL element 10 according to the present embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
Since the organic EL element 20 according to the prior art shown in FIG. 2 does not have the liquid crystal alignment control layer 3 as shown in FIG. 1, the liquid crystal light emitting layer 4 is provided between the hole injection electrode 2 and the electron injection electrode 5. Even if it is configured to be sandwiched, the light emitting molecules of the liquid crystalline light emitting layer 4 are randomly oriented three-dimensionally. Therefore, the light emission from the substrate 1 side of the organic EL element 20 does not have linear polarization. Further, the organic EL element 20 shown in FIG. 2 has a shorter element lifetime than the organic EL element 10 according to the present embodiment (see FIG. 1) because the metal used for the electrode diffuses in the light emitting region. became.
さて、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０を構成する正孔注入電極２としては、発光層、正孔輸送層、または正孔注入層に正孔を効率よく注入するという点から、仕事関数が４．０ｅＶ以上の電気伝導体を用いることが好ましい。具体的には、このような性質を有するものであれば、金属、無機酸化物、半導体等の無機物、有機物等のいずれからなるものであってもよい。
また、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０においては、通常、基板１側すなわち正孔注入電極２側から光を取り出すため、この正孔注入電極２としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、Ｉｎ2Ｏ3（酸化インジウム）、ＳｎＯ2（酸化錫）等からなる透明な電極を用いることがより好ましい。
The hole injection electrode 2 constituting the organic EL element 10 according to the present embodiment has a work function from the viewpoint of efficiently injecting holes into the light emitting layer, the hole transport layer, or the hole injection layer. It is preferable to use an electric conductor of 4.0 eV or more. Specifically, as long as it has such properties, it may be made of any of metals, inorganic oxides, inorganic substances such as semiconductors, and organic substances.
Moreover, in the organic EL element 10 according to the present embodiment, light is usually extracted from the substrate 1 side, that is, the hole injection electrode 2 side. Therefore, as the hole injection electrode 2, ITO (indium tin oxide), In It is more preferable to use a transparent electrode made of 2 O 3 (indium oxide), SnO 2 (tin oxide) or the like.
また、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０を構成する電子注入電極５としては、発光層、電子輸送層、または電子注入層に電子を効率よく注入する点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下である電気伝導体を用いることが好ましい。具体的には、このような性質を有するものであれば、金属、無機酸化物、半導体等の無機物、有機物等のいずれかからなるものであってもよい。さらには、注入効率の点から、アルミニウム、マグネシウム−銀の合金等からなる電極であることがより好ましい。 Moreover, as the electron injection electrode 5 which comprises the organic EL element 10 concerning this embodiment, a work function is 4.5 eV or less from the point which injects an electron efficiently into a light emitting layer, an electron carrying layer, or an electron injection layer. It is preferred to use some electrical conductor. Specifically, it may be made of any one of metals, inorganic oxides, inorganic substances such as semiconductors, and organic substances as long as they have such properties. Furthermore, from the viewpoint of injection efficiency, an electrode made of aluminum, a magnesium-silver alloy, or the like is more preferable.
また、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０を構成する液晶性発光層４は、正孔注入電極２と電子注入電極５とに電圧を印加することによって発光する有機化合物、あるいは有機化合物の混合物であって、この有機化合物の薄膜が一軸に配向することによって、分子単位の発光が偏光を示すものであればよい。一軸に配向する有機化合物としては、液晶性を示す導電性高分子、キャリア輸送性を有する液晶化合物に二色性の蛍光性有機化合物をドープした液晶組成物、蛍光性とキャリア輸送特性を合わせ持つ液晶化合物が好ましい。 Moreover, the liquid crystalline light emitting layer 4 constituting the organic EL element 10 according to the present embodiment is an organic compound that emits light by applying a voltage to the hole injection electrode 2 and the electron injection electrode 5 or a mixture of organic compounds. And what is necessary is just that the light emission of a molecular unit shows polarization | polarized-light by orientating the thin film of this organic compound uniaxially. Examples of the uniaxially oriented organic compound include a conductive polymer exhibiting liquid crystallinity, a liquid crystal composition obtained by doping a liquid crystal compound having carrier transportability with a dichroic fluorescent organic compound, and having both fluorescence and carrier transport properties. Liquid crystal compounds are preferred.
液晶性を示す導電性高分子としては、ポリフルオレン系の高分子が特に好ましい。キャリア輸送性を有する液晶化合物としては、フェニルナフタレンやフェニルベンゾチアゾール、ターチオフェン等を液晶メソゲンに有する、スメクチック相等の秩序の高い相においてキャリア輸送特性を発現する化合物が好ましく、従来用いられているキャリア輸送性の化合物の化学構造を液晶性を示すような化学構造に変換した化合物でもよい。 As the conductive polymer exhibiting liquid crystallinity, a polyfluorene-based polymer is particularly preferable. As the liquid crystal compound having carrier transportability, a compound that has phenyl naphthalene, phenylbenzothiazole, terthiophene, etc. in the liquid crystal mesogen and exhibits carrier transport properties in a highly ordered phase such as a smectic phase is preferable, and a conventionally used carrier A compound obtained by converting a chemical structure of a transporting compound into a chemical structure exhibiting liquid crystallinity may be used.
また、これらの液晶化合物は低分子液晶でも重合性液晶でも液晶高分子でもよいが、低分子液晶では、液晶層転移温度でのみ配向状態を保持するため、配向状態の固定が困難である。また、重合性液晶では、光重合開始剤等を添加する必要があり、光重合開始剤は薄膜形成後にもデバイス内に残存するため、デバイスの性能を低下させる可能性がある。液晶高分子は、液晶転移温度にて配向させた後、材料のガラス転移温度以下では配向が固定されるため、最も好ましい。 These liquid crystal compounds may be a low molecular liquid crystal, a polymerizable liquid crystal, or a liquid crystal polymer. However, in the low molecular liquid crystal, since the alignment state is maintained only at the liquid crystal layer transition temperature, it is difficult to fix the alignment state. In addition, in the polymerizable liquid crystal, it is necessary to add a photopolymerization initiator and the like, and the photopolymerization initiator remains in the device even after the thin film is formed, so that the performance of the device may be deteriorated. The liquid crystal polymer is most preferable because it is aligned at the liquid crystal transition temperature and then the alignment is fixed below the glass transition temperature of the material.
ドーパントとして使用する二色性の蛍光性有機化合物としては、その化学構造が異方性を有し、その異方性によって分子単位の発光が偏光を示すものであればよい。このような蛍光性有機化合物としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、ピレン、ペリレン、フェナントレン、ペンタセン、テトラセン、クリセン、クマリン、コロネン、ペリノン、およびこれら誘導体との縮合多環芳香族である平面状分子、オリゴフェニレン、オリゴチオフェン、スチルベン、ビススチリルベンゼン、オリゴフェニレンビニレン、オリゴチエニレンビニレン、オリゴフェニレンエチレン、ジフェニルオキサゾール、ビス（フェニルオキサゾール）ベンゼン、ビス（ベンゾオキサゾリル）チオフェン、キノジカルボシアニンイオダイド、オキサカルボシアニンイオダイド、およびこれら誘導体等の棒状分子等が挙げられる。 As the dichroic fluorescent organic compound used as the dopant, any chemical structure may be used as long as the chemical structure has anisotropy and the light emission of the molecular unit exhibits polarization due to the anisotropy. Examples of such fluorescent organic compounds include naphthalene, anthracene, pyrene, perylene, phenanthrene, pentacene, tetracene, chrysene, coumarin, coronene, perinone, and planar molecules that are condensed polycyclic aromatics with these derivatives, Oligophenylene, oligothiophene, stilbene, bisstyrylbenzene, oligophenylenevinylene, oligothienylene vinylene, oligophenyleneethylene, diphenyloxazole, bis (phenyloxazole) benzene, bis (benzoxazolyl) thiophene, quinodicarbocyanine iodide , Oxacarbocyanine iodide, and rod-like molecules such as derivatives thereof.
本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０を構成する液晶配向制御層３の形成材料としては、ポリビニルアルコールやポリイミド等の公知の液晶配向膜材料を用いることができ、耐熱性や機械的強度等の観点から鑑みればポリイミドを用いることが好ましい。 As a material for forming the liquid crystal alignment control layer 3 constituting the organic EL element 10 according to the present embodiment, a known liquid crystal alignment film material such as polyvinyl alcohol or polyimide can be used. From the viewpoints of heat resistance, mechanical strength, and the like. Therefore, it is preferable to use polyimide.
液晶配向制御層３は、液晶性発光層４（液晶性を示す発光層、あるいは液晶化合物を含む発光層）の下層に形成されていればよい。
また、正孔注入電極２と電子注入電極５との間にはこれらの２層（液晶配向制御層３および液晶性発光層４）以外に、正孔注入層や正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層を別途積層してもよいが、有機層全体の厚さが厚くなると印加電圧が高くなるため、あまり好ましくない。逆に、薄くなりすぎると、素子短絡の可能性が高くなるため、薄すぎるのも問題である。
そこで、本実施形態においては、有機層全体の厚さを抑えつつ、素子短絡の可能性を低減させるために、有機ＥＬ素子１０の電極２，５間厚さ（図１の基板１を除いた厚さ）は、数１０ｎｍから数μｍに設定することが好ましい。また、必要に応じて、約５０ｎｍから約５００ｎｍに設定することが好ましく、最も好ましいのは、約８０ｎｍから約１５０ｎｍ程度に設定することである。
なお、液晶配向制御層３の厚さについては、電子および／または正孔が透過し得る厚さに設定されている。また、この液晶配向制御層３の厚さは、厚くなるとキャリアの移動が極めて困難になり、逆に薄くなると液晶配向能が低下するため、約１０オングストロームから約２５ｎｍ程度であることが好ましく、さらに好ましくは約３ｎｍから約１５ｎｍ、最も好ましいのは約５ｎｍから約１０ｎｍ程度に設定することである。
The liquid crystal alignment control layer 3 should just be formed in the lower layer of the liquid crystalline light emitting layer 4 (the light emitting layer which shows liquid crystallinity, or the light emitting layer containing a liquid crystal compound).
In addition to these two layers (the liquid crystal alignment control layer 3 and the liquid crystalline light emitting layer 4), a hole injection layer, a hole transport layer, and an electron injection layer are provided between the hole injection electrode 2 and the electron injection electrode 5. The electron transport layer may be separately laminated. However, since the applied voltage increases when the thickness of the entire organic layer increases, it is not preferable. On the other hand, if the thickness is too thin, the possibility of an element short circuit increases.
Therefore, in the present embodiment, the thickness between the electrodes 2 and 5 of the organic EL element 10 (excluding the substrate 1 in FIG. 1) is reduced in order to reduce the possibility of an element short circuit while suppressing the thickness of the entire organic layer. The (thickness) is preferably set to several tens of nm to several μm. Moreover, it is preferable to set to about 50 nm to about 500 nm as needed, and it is most preferable to set to about 80 nm to about 150 nm.
In addition, about the thickness of the liquid crystal orientation control layer 3, it sets to the thickness which an electron and / or a hole can permeate | transmit. The thickness of the liquid crystal alignment control layer 3 is preferably about 10 angstroms to about 25 nm because the movement of carriers becomes extremely difficult as the thickness increases, and the liquid crystal alignment ability decreases as the thickness decreases. It is preferably set to about 3 nm to about 15 nm, and most preferably about 5 nm to about 10 nm.
これらの有機薄膜を形成する方法としては、ドライプロセスとウェットプロセス、あるいはそれら両方を組み合わせた方法がある。
ドライプロセスとしては、真空蒸着法、分子線蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、クラスターイオンビーム法、イオン蒸着法、イオンプレーティング法、各種化学気相堆積（ＣＶＤ）法、プラズマ重合法、パルスレーザー蒸着法等の方法であり、分子を効率よく配向させるという点や簡便に有機層を形成するという点から真空蒸着法が好ましい。
また、ウェットプロセスとしては、有機溶剤による溶液として塗工方法やインクジェット法が適用できる。通常、有機溶剤による溶液として塗工する。塗工は、バーコーターやスピンコーター、ロールコーター等の適宜な塗工機にて行うことができる。
As a method for forming these organic thin films, there are a dry process and a wet process, or a combination of both.
Examples of dry processes include vacuum deposition, molecular beam deposition, molecular beam epitaxial growth, cluster ion beam, ion deposition, ion plating, various chemical vapor deposition (CVD), plasma polymerization, and pulsed laser deposition. The vacuum evaporation method is preferable from the viewpoint of efficiently orienting molecules and forming an organic layer easily.
In addition, as the wet process, a coating method or an inkjet method can be applied as a solution using an organic solvent. Usually, it coats as a solution with an organic solvent. The coating can be performed with an appropriate coating machine such as a bar coater, a spin coater, or a roll coater.
本実施形態にかかる有機ＥＬ素子１０は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。 Since the organic EL element 10 according to the present embodiment is configured as described above, the following effects can be obtained.
本実施形態においては、図１に示すように、有機ＥＬ素子１０は、液晶発光層４と正孔注入電極２との間に液晶配向制御層３を設け、この液晶配向制御層３および液晶発光層４が、正孔注入電極２と電子注入電極５との間に挟持されている。すなわち、本実施形態によれば、液晶配向制御層３を設けたことによって、液晶発光層４に対するラビング処理等を行うことなく、液晶発光層４の発光分子を一軸に配向させ、偏光を発する構成を得ることができる。つまり、本実施形態によれば、液晶配向制御層３を設けた構成とすることにより、液晶発光層４について直接的なラビング処理を行うことなく、有機ＥＬ素子１０に対して適切な配向処理を施すことが可能となる。 In this embodiment, as shown in FIG. 1, the organic EL element 10 is provided with a liquid crystal alignment control layer 3 between the liquid crystal light emitting layer 4 and the hole injection electrode 2, and the liquid crystal alignment control layer 3 and the liquid crystal light emission. A layer 4 is sandwiched between the hole injection electrode 2 and the electron injection electrode 5. That is, according to the present embodiment, by providing the liquid crystal alignment control layer 3, the light emitting molecules of the liquid crystal light emitting layer 4 are aligned uniaxially without emitting a rubbing treatment or the like to the liquid crystal light emitting layer 4 to emit polarized light. Can be obtained. That is, according to the present embodiment, by providing the liquid crystal alignment control layer 3, an appropriate alignment process is performed on the organic EL element 10 without performing a direct rubbing process on the liquid crystal light emitting layer 4. Can be applied.
また、本実施形態によれば、発光層自体にラビング処理等を行うことなく、トンネル電流が流れるほど薄く形成され且つラビング処理が施された液晶配向制御層が設けられているため、キャリア輸送性を維持し且つ発光層の発光分子を一軸に配向させて、高効率、長寿命な偏光を発することが可能な有機ＥＬ素子を得ることができる。 In addition, according to the present embodiment, the light emitting layer itself is provided with the liquid crystal alignment control layer formed so as to be thin enough to flow a tunnel current without being subjected to rubbing or the like and subjected to rubbing. Thus, an organic EL element capable of emitting polarized light with high efficiency and long life can be obtained by aligning the light emitting molecules of the light emitting layer uniaxially.
さらに、本実施形態にかかる有機ＥＬ素子をバックライト部に使用して画像表示装置を構成すれば、従来必要であった冷陰極管、導光板、バックライト部側の偏光板を用いることなく、画像表示装置を構成することができるため、光の利用効率を向上させると共に、ディスプレイの大幅な薄型化、軽量化等の効果を得ることができる。 Furthermore, if the organic EL element according to the present embodiment is used for the backlight portion to constitute the image display device, the cold cathode tube, the light guide plate, and the polarizing plate on the backlight portion side, which have been conventionally required, are used. Since the image display device can be configured, it is possible to improve the light utilization efficiency and to obtain effects such as a significant reduction in thickness and weight of the display.
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。 Next, examples of the present invention will be shown. However, the present invention is not limited to the following examples as a matter of course, and it is of course possible to implement the invention with appropriate modifications within a range that can be adapted to the gist of the preceding and following descriptions. These are all included in the technical scope of the present invention.
正孔注入電極であるＩＴＯをコートしたガラス基板をイソプロピルアルコール超音波洗浄し、次いで純水で洗浄し、さらにイソプロピルアルコールでリンスして直ちに乾燥させた。さらに、この基板をＵＶオゾン洗浄した後、基板上に正孔注入材料であるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）をスピンコート法により２５ｎｍの厚さに製膜した。その上に、ポリイミドの前駆体であるポリアミノエステル（メルク社製、ＺＬＩ−２６５０）をスピンコート法により塗布した後、２５０℃で１時間加熱することにより熱的にイミド化してポリイミドとした。ここでは、このポリイミド層の膜厚を５ｎｍに製膜した。ポリイミド層をレーヨン布でラビング処理した後（このようにラビン処理が施されたものが、本発明の「液晶配向制御層」に相当。）、ポリ（９，９−ジ−ｎ−オクチルフルオレン）をスピンコート法により８０ｎｍの厚さに製膜した。これらの有機薄膜を形成したガラス基板を１８０℃で１分間、加熱配向した後、室温まで急冷することで、ポリフルオレンを一軸配向させた。一軸配向した有機薄膜を形成したガラス基板を真空チャンバー内に導入し、真空排気を行った。真空度が１０-5Ｐａに到達した後、マグネシウムと銀を共蒸着（マグネシウム：銀＝１０：１（重量比））することによって、有機ＥＬ素子とした（発光面積０．２５ｃｍ2）。この有機ＥＬ素子は１５Ｖの印加電圧で２００ｃｄ／ｍ2の輝度を示し、偏光板を介して発光を観察すると、偏光板の透過軸を回転させると、９０度毎に明暗が繰り返されていることから、この有機ＥＬからの発光は直線偏光であることが確認された。 The glass substrate coated with ITO as the hole injection electrode was ultrasonically cleaned with isopropyl alcohol, then with pure water, rinsed with isopropyl alcohol, and immediately dried. Further, this substrate was subjected to UV ozone cleaning, and then a poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) as a hole injection material was formed on the substrate to a thickness of 25 nm by a spin coating method. On top of that, a polyamino ester (ZLI-2650, manufactured by Merck & Co., Inc.), which is a polyimide precursor, was applied by spin coating, and then thermally imidized by heating at 250 ° C. for 1 hour to obtain a polyimide. Here, the film thickness of this polyimide layer was formed into 5 nm. After rubbing the polyimide layer with rayon cloth (the one subjected to the rubin treatment in this way corresponds to the “liquid crystal alignment control layer” of the present invention), poly (9,9-di-n-octylfluorene) Was formed into a thickness of 80 nm by spin coating. The glass substrate on which these organic thin films were formed was heated and oriented at 180 ° C. for 1 minute, and then rapidly cooled to room temperature, whereby polyfluorene was uniaxially oriented. A glass substrate on which a uniaxially oriented organic thin film was formed was introduced into a vacuum chamber and evacuated. After the degree of vacuum reached 10 −5 Pa, magnesium and silver were co-evaporated (magnesium: silver = 10: 1 (weight ratio)) to obtain an organic EL device (light emitting area 0.25 cm 2 ). This organic EL element exhibits a luminance of 200 cd / m 2 at an applied voltage of 15 V. When light emission is observed through the polarizing plate, light and darkness are repeated every 90 degrees when the transmission axis of the polarizing plate is rotated. From this, it was confirmed that the light emission from the organic EL was linearly polarized light.
（比較例１）
ポリイミド層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様の方法で有機ＥＬ素子（発光面積０．２５ｃｍ2）を作製した。この有機ＥＬ素子は、１５Ｖの印加電圧で２００ｃｄ／ｍ2の輝度を示したが、偏光板を介して発光を観察しても、輝度に変化はなかった。したがって、このポリイミド層を有しない有機ＥＬ素子からの発光は非偏光であることが確認された。
(Comparative Example 1)
An organic EL element (light emitting area of 0.25 cm 2 ) was produced in the same manner as in Example 1 except that the polyimide layer was not formed. This organic EL device showed a luminance of 200 cd / m 2 at an applied voltage of 15 V, but there was no change in the luminance even when light emission was observed through the polarizing plate. Therefore, it was confirmed that light emitted from the organic EL element not having the polyimide layer was non-polarized light.
以上のように、実施例１によれば、液晶配向制御層を成す極薄膜をＩＴＯ上のＰＥＤＯＴ上に塗布してラビング処理を行うことによって、液晶配向制御層を有する有機ＥＬ素子が形成されているため、液晶性発光層に対しては非接触で、適切に配向可能な有機ＥＬ素子を得ることができる。
この実施例１にて示した液晶配向制御層は絶縁性であるが、極めて薄いため、キャリアはトンネル効果で移動が可能である。したがって、チャージのバランスが取れて高効率での発光を実現できる。
さらに、ポリマー一層の場合、ＩＴＯからのインジウムの拡散による有機層の汚染を防止することができる。
As described above, according to Example 1, an organic EL element having a liquid crystal alignment control layer is formed by applying a rubbing treatment by applying an ultrathin film forming a liquid crystal alignment control layer on PEDOT on ITO. Therefore, it is possible to obtain an organic EL element that can be properly aligned without contact with the liquid crystal light-emitting layer.
Although the liquid crystal alignment control layer shown in Example 1 is insulative, the carrier can move by the tunnel effect because it is extremely thin. Therefore, the charge can be balanced and light emission with high efficiency can be realized.
Further, in the case of a single polymer layer, contamination of the organic layer due to indium diffusion from ITO can be prevented.
一対のＩＴＯガラスを使用し、その電極側表面にスピンコートでポリビニルアルコール溶液を塗布・乾燥させた後、ラビング処理を行って、ラビング膜を形成した。ラビング方向が直交するように前記基板の一対を透明電極に対向させて、ギャップ調整材を配し、周囲をエポキシ樹脂でシールした後、メルク社製液晶「ＺＬＩ−４７９２」を注入した。ガラス基板の外側にラビング方向と平行になるように偏光板を貼り、ＴＮ型液晶セルを作製した。偏光板には、上側基板、下側基板とも日東電工株式会社製偏光板「ＮＰＦ ＥＧＷ１２２５ＤＵ」を使用した。
この液晶セルを実施例１で作製した有機ＥＬ素子上に配置した。このとき、有機ＥＬ素子と接する液晶セルの偏光板は、偏光板の透過軸が、有機ＥＬ素子の発する直線偏光発光の発光軸と一致するように配置し、画像表示装置とした。液晶セルには電圧を印加せず、有機ＥＬ素子には、１５Ｖの電圧を印加すると、１５０ｃｄ／ｍ2の輝度で画像表示装置が点灯した。
A pair of ITO glass was used, and a polyvinyl alcohol solution was applied to the electrode side surface by spin coating and dried, followed by a rubbing treatment to form a rubbing film. A pair of the substrates was opposed to the transparent electrode so that the rubbing directions were orthogonal to each other, a gap adjusting material was disposed, and the periphery was sealed with an epoxy resin, and then liquid crystal “ZLI-4792” manufactured by Merck was injected. A polarizing plate was attached to the outside of the glass substrate so as to be parallel to the rubbing direction, and a TN liquid crystal cell was produced. As the polarizing plate, the polarizing plate “NPF EGW1225DU” manufactured by Nitto Denko Corporation was used for both the upper substrate and the lower substrate.
This liquid crystal cell was placed on the organic EL device produced in Example 1. At this time, the polarizing plate of the liquid crystal cell in contact with the organic EL element was arranged so that the transmission axis of the polarizing plate coincided with the emission axis of the linearly polarized light emitted from the organic EL element, thereby forming an image display device. When no voltage was applied to the liquid crystal cell and a voltage of 15 V was applied to the organic EL element, the image display device was turned on with a luminance of 150 cd / m 2 .
（比較例２）
比較例１で作製した有機ＥＬ素子を使用した以外は、実施例２と同様の方法で画像表示装置を作製した。液晶セルには電圧を印加せず、有機ＥＬ素子には１５Ｖの電圧を印加すると、８０ｃｄ／ｍ2の輝度で画像表示装置が点灯した。
(Comparative Example 2)
An image display device was produced in the same manner as in Example 2 except that the organic EL element produced in Comparative Example 1 was used. When no voltage was applied to the liquid crystal cell and a voltage of 15 V was applied to the organic EL element, the image display device was turned on with a luminance of 80 cd / m 2 .
なお、本発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment and Example, A various change besides the above-mentioned is possible unless it deviates from the meaning.
１ 基板
２ 正孔注入電極
３ 液晶配向制御層
４ 液晶性発光層
５ 電子注入電極
１０ 有機ＥＬ素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Hole injection electrode 3 Liquid crystal alignment control layer 4 Liquid crystalline light emitting layer 5 Electron injection electrode 10 Organic EL element
Claims (3)
前記発光層が液晶性発光層であり、前記液晶性発光層の少なくとも一面側に電子および／または正孔が透過し得る厚さの液晶配向制御層が設けられており、
前記液晶配向制御層にラビング処理が施されている
ことを特徴とする有機ＥＬ素子。 An organic EL element configured by sandwiching a light emitting layer made of an organic compound between a hole injection electrode and an electron injection electrode,
The light emitting layer is a liquid crystal light emitting layer, and a liquid crystal alignment control layer having a thickness capable of transmitting electrons and / or holes is provided on at least one side of the liquid crystal light emitting layer,
An organic EL element, wherein the liquid crystal alignment control layer is rubbed.
請求項１に記載の有機ＥＬ素子。 The organic EL element according to claim 1, wherein the liquid crystal alignment control layer has a thickness of 25 nm or less.
Priority Applications (1)
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| JP2003409395A JP2005174606A (en) | 2003-12-08 | 2003-12-08 | Organic el element and image display device |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008052152A (en) * | 2006-08-28 | 2008-03-06 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Alignment method for coloring matter |
| JP2008243437A (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-09 | Osaka Prefecture Univ | Manufacturing method of conjugated polymeric thin film emitting polarized fluorescence, the thin film, organic electroluminescent element using the thin film, and display device using the element |
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