JP2009117758A - Organic el light-emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機EL発光素子に関する。 The present invention relates to an organic EL light emitting device.
有機EL発光素子は、陽極と陰極との間に有機化合物を含む膜を挟持させ、各電極からホール(正孔)および電子を注入することにより励起子を生成し、この励起子が基底状態に戻る際に放出する光を利用する素子である。 Organic EL light-emitting elements generate excitons by sandwiching a film containing an organic compound between an anode and a cathode, and injecting holes (holes) and electrons from each electrode. It is an element that utilizes light emitted when returning.
1987年、コダック社の研究(非特許文献1)では、陽極にITO、陰極にマグネシウム銀の合金をそれぞれ用いている。電子輸送材料および発光材料にトリス(8―キノリノラト)アルミニウムを用いている。ホール輸送材料にトリフェニルアミン誘導体を用いている。当該研究では、機能分離型2層構成の素子で10V程度の印加電圧において1000cd/m2程度の発光が報告されている。 In 1987, Kodak's research (Non-Patent Document 1) uses an alloy of ITO for the anode and magnesium silver for the cathode. Tris (8-quinolinolato) aluminum is used for the electron transport material and the light emitting material. Triphenylamine derivatives are used for the hole transport material. In this research, light emission of about 1000 cd / m 2 is reported at an applied voltage of about 10 V in an element having a function separation type two-layer structure.
また、蛍光性有機化合物の種類を変えることにより、紫外から赤外までの発光が可能であり、最近では様々な化合物の研究が活発に行われている。 In addition, by changing the type of the fluorescent organic compound, light emission from ultraviolet to infrared is possible, and recently, various compounds have been actively researched.
さらに、上記のような低分子材料を用いた有機EL発光素子の他にも、共役系高分子を用いた有機EL発光素子が、ケンブリッジ大学のグループにより報告されている。この報告では、ポリフェニレンビニレン(PPV)を塗工系で成膜することにより、単層で発光を確認している。 Furthermore, in addition to the organic EL light emitting device using the low molecular material as described above, an organic EL light emitting device using a conjugated polymer has been reported by a group of Cambridge University. In this report, light emission is confirmed in a single layer by forming a film of polyphenylene vinylene (PPV) in a coating system.
このように有機EL発光素子は低印加電圧で高輝度、高速応答性、薄型、軽量の発光デバイス化が可能であることから、広汎な用途への可能性が示唆されており、特にディスプレイ用途として注目されている。 In this way, organic EL light-emitting elements can be made into light-emitting devices with a low applied voltage and high brightness, high-speed response, thinness, and light weight, suggesting the possibility of a wide range of applications, especially as display applications Attention has been paid.
従来の有機EL発光素子の断面図を図11に示す。透光性の第1電極402と光反射性の第2電極404との間に有機化合物層403を挟持し、透明性電極側にある光取り出し面から有機化合物層403内の発光を取り出す構成となっている。しかし、光取り出し面から入射した外光405が、第2電極404で反射し再び光取り出し面から放射されるため、この有機EL発光素子を二次元状に配列した有機EL表示装置は明所コントラストが悪く、表示品質に問題があった。
A cross-sectional view of a conventional organic EL light emitting device is shown in FIG. A structure in which an
この問題を解決するために、特許文献1には、内光を反射し外光を吸収する、スリット状やドット状の光透過穴を有する、またはそれ自体がアイランド状である、高コントラスト化層を有する構成が開示されている。外光反射を抑えて良好なコントラストを有することができる。 In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses a high-contrast layer that reflects internal light and absorbs external light, has a slit-like or dot-like light transmission hole, or has an island shape itself. The structure which has is disclosed. It is possible to suppress external light reflection and have a good contrast.
特許文献1の発明は、コントラストを改善するのに優れた発明であるが、R画素、G画素、B画素の全てでコントラストと輝度を両立させることが困難であるという課題があった。これは、高コントラスト化層の光反射層と第二電極との間で効率よく反射を繰り返すための、高コントラスト化層の光反射層と第二電極との間の距離が、R画素、G画素、B画素で異なるためである。 The invention of Patent Document 1 is an invention excellent in improving contrast, but there is a problem that it is difficult to achieve both contrast and brightness in all of the R pixel, G pixel, and B pixel. This is because the distance between the light reflection layer of the high contrast enhancement layer and the second electrode for efficiently repeating reflection between the light reflection layer of the high contrast enhancement layer and the second electrode is R pixel, G This is because the pixel and the B pixel are different.
高コントラスト化層の光反射層と第二電極との間の距離を、R画素、G画素、B画素で異ならすことで上記課題は解決できるが、この場合は製造コストが大きく上昇するという課題が発生する。 The above problem can be solved by making the distance between the light reflection layer of the high contrast layer and the second electrode different between the R pixel, the G pixel, and the B pixel, but in this case, the manufacturing cost greatly increases. Occurs.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、RGB画素で高い明所コントラストと輝度を両立でき、低コストで製造できる有機EL発光素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an organic EL light-emitting device that can achieve both high contrast and brightness in RGB pixels and can be manufactured at low cost.
上記課題を解決するための手段として、本発明は、
有機発光層を挟んで、一方に少なくとも第1の反射膜を有し、他方に少なくとも透明電極と導光膜と第2の反射膜を有した有機EL発光素子であって、
該第2の反射膜は光を放射するための開口を有しており、前記開口の面積は有機発光層の面積より小さく、且つ前記第2の反射膜の光取り出し側は開口を除いて光吸収膜で覆われており、前記導光膜の厚みは可干渉距離の0.5倍以上の厚みがあることを特徴とする。
As means for solving the above problems, the present invention provides:
An organic EL light emitting device having at least a first reflective film on one side and at least a transparent electrode, a light guide film, and a second reflective film on the other side with an organic light emitting layer interposed therebetween,
The second reflecting film has an opening for emitting light, the area of the opening is smaller than the area of the organic light emitting layer, and the light extraction side of the second reflecting film is light except for the opening. The light guide film is covered with an absorption film, and the thickness of the light guide film is 0.5 times or more the coherence distance.
本発明によれば、RGB画素で高い明所コントラストと輝度を両立でき、低コストで製造できる有機EL発光素子を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an organic EL light emitting element that can achieve both high contrast and brightness in RGB pixels and can be manufactured at low cost.
図1は、本発明の有機EL発光素子と駆動回路からなるサブピクセルの一例の模式的断面図である。図2は、図1のサブピクセルの一部をより詳細に図示した模式的断面図である。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a subpixel including an organic EL light emitting element and a drive circuit of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the sub-pixel of FIG. 1 in more detail.
図1に示す有機EL発光素子は、アクティブマトリクス駆動されるボトムエミッションタイプの素子である。図1において、1001は有機EL発光素子からなる領域、1002は、その有機EL発光素子1001を駆動するための回路等からなる領域であり、ガラスなどの基板101上に作成される。ここでは、有機EL発光素子1001の作成方法として、バンク(障壁)109に挟まれた領域に、ノズル法や、インクジェット法などにより、有機発光層106を塗布するものについて説明するが、蒸着法や光熱転写法など、他の作成方式であっても良い。
The organic EL light emitting element shown in FIG. 1 is a bottom emission type element driven by an active matrix. In FIG. 1,
有機EL発光素子1001は、一層、または多層からなる有機発光層106と、有機発光層106を挟んで、一方に第1の反射膜を兼ねた陰極107を有し、他方に透明電極である陽極105と導光膜104と第2の反射膜103とを有する。そして、第2の反射膜103の光取り出し側、つまり第2の反射膜103に対して導光膜104と反対側に光吸収膜102を有する。ちなみに、符号111は駆動回路等を光吸収膜102から絶縁するためにある絶縁層であり、光吸収膜102を絶縁体で構成する場合は不要な層である。
An organic EL
図1及び図2に示す構成では、第2の反射膜103、光吸収膜102及び絶縁膜111は、有機発光層106で発光した光を外部に放射するための開口110を有する。光吸収膜102は可視光に対してなるべく光吸収率の大きな膜を用いることが好ましく、ブラックマトリクスに用いられている黒色樹脂やCr薄膜、黒色酸化インジウム薄膜が好適である。
In the configuration shown in FIGS. 1 and 2, the second
第2の反射膜103は有機発光層106で発光した光に対して反射率の高い膜であり、例えばAlなどを蒸着法、スパッタ法などにより作成する。このとき、第2の反射膜103は、導光膜104を素子間(サブピクセル間)で仕切ることができるように、バンク109の側面にかかる形態で作成することが好ましい。導光膜104は有機発光層106で発光した光に対して吸収が実質的に無視できる程度に小さな膜であり、SiN、SiO2などの無機誘電体やアクリルなどの樹脂で作成する。陽極105は、例えばITOなどの透明性を有する電導体であり、スパッタ法などにより作成する。回路108と陽極105との電気的導通は、バンクの側面に作成されている第2の反射膜103を介してなされている。また、陰極107は、例えばAlなどの金属であり、蒸着法などにより作成する。
The second
有機発光層106は、少なくとも発光に係る発光層が含まれている。有機発光層106は発光層一層でも、発光させることは可能であるが、正孔や電子の注入性を高めるために、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層を、発光層を挟む形で積層した構造でもよい。また、正孔と電子との密度のバランスを取るためや、各層の材料が他の層に移動して素子が劣化することを防ぐための障壁層などが含まれていてもよい。また、発光層は、蛍光発光を生じる蛍光材料からなるものであってもよいし、蛍光材料をホストにして、りん光発光を生じるりん光材料をゲストとして、ドーピングしたものであってもよい。
The organic
上記構成の有機EL発光素子は、陽極105側から注入された正孔と陰極107側から注入された電子とが、発光層内で再結合することにより、光が放出される。このとき、有機発光層106で発光した光は、その一部が直接、第2の反射膜103、光吸収膜102及び絶縁層111に設けた開口110を通って外部に放射される。また、有機発光層106で発光した光の一部は、第2の反射膜103と陰極107との間で反射を繰り返した後、第2の反射膜103、光吸収膜102及び絶縁層111に設けた開口110を通って外部に放射される。
In the organic EL light emitting device having the above-described structure, light is emitted by recombination of holes injected from the
ここで、有機発光層106で発光した光が、第2の反射膜103と陰極107との間で反射を繰り返すときに干渉してしまうと、効率よく反射を繰り返すために導光膜104の厚さをRGBで異なる厚さに作成しなければならない。そのため、フルカラー表示装置の作成が困難になってしまう。これを避けるために、導光膜104は有機発光層106で発光した光が干渉をほとんど起こさない程度に厚く作成する。光が干渉する可干渉距離は式(1)で表せる。
Here, if the light emitted from the organic
可干渉距離=λ2/Δλ (1) Coherent distance = λ 2 / Δλ (1)
式(1)において、λは発光スペクトルの中心波長、Δλは発光スペクトルの半値幅である。有機発光層106で発光した光が干渉を起こさないためには、導光膜104を往復する距離進んだ時に可干渉距離を超えればよいので、導光膜104は式(1)に示した可干渉距離の0.5倍以上の膜厚に作成する。
In equation (1), λ is the center wavelength of the emission spectrum, and Δλ is the half width of the emission spectrum. In order to prevent the light emitted from the organic
明所コントラストは、素子の発光強度をI、外光の反射強度をAとするとI/Aである。本発明の有機EL発光素子では、反射や透過での損失を無視すれば、全反射で素子内に閉じ込められる以外の光は全て開口110から外部に放射されるので、発光強度は図11に示した従来の有機EL発光素子と同じ強度になる。一方、外光の反射強度は、第2の反射膜103、光吸収膜102及び絶縁層111に設けた開口110の面積Bと発光部の面積Cとの比をα=B/Cとし、光吸収膜102での外光反射をほぼ0とすれば、図11に示した従来の有機EL発光素子のα倍になる。すなわち、本発明の有機EL発光素子では、理想的には明所コントラストが従来の1/α倍になる。
The bright place contrast is I / A where I is the light emission intensity of the element and A is the reflection intensity of external light. In the organic EL light emitting device of the present invention, if the loss due to reflection or transmission is ignored, all the light other than being confined in the device by total reflection is radiated to the outside from the
このように、開口110は小さい方が明所コントラストの改善効果が大きくなるが、開口110が小さすぎると回折の影響で放射角度による輝度変化が大きくなり、表示装置を構成したときの画質が悪化する。従って、開口110はその最狭部でも波長の10倍以上の長さがあるような形状にするのが望ましい。具体的には、直径8μm以上の円形、一辺が8μm以上の正方形、あるいは、短辺が8μm以上の長方形などの開口にすることが望ましい。また、開口率は理想的には小さい方がコントラストが向上するのだが、現実には反射や透過による光量の損失が無視できず、開口率0.1未満で光量損失を50%以下にすることは困難である。従って、開口率は0.1〜0.8に設定することが望ましい。
Thus, the smaller the
上記構成の有機EL発光素子は、開口110を有し、しかも導光膜をほとんど干渉が起こらない厚さとしたので、高い明所コントラストと輝度の両立を図り、明所において鮮明なカラー画像を表示できる。また、低コストで製造することができる。
The organic EL light emitting device having the above configuration has the
なお、放出された光は、基板101側に向かう、いわゆるボトムエミッションタイプを示しているが、もちろん、基板と反対側に放出するトップエミッションタイプであってもよい。その場合は、陽極と陰極の配置を逆にするか、透明性を逆の電極に持たせることになる。
In addition, although the emitted light has shown what is called a bottom emission type which goes to the board |
この有機EL発光素子1001を1つの発光点として搭載し、前記有機EL発光素子1001を駆動する回路1002を複数有する表示装置、および前記表示装置を搭載した照明装置、電子写真方式の画像形成装置の露光光源とすることができる。
The organic EL
回路1002は、有機EL発光素子1001に電流を供給するためのドライバートランジスタ(Dr−Tr)1009を有する。さらに、データ線1010によって送られてきた表示情報の値を書き込むための保持容量部1011と、不図示の選択線によって、情報の書き込みを許可するか、許可しないかのスイッチを行う、スイッチトランジスタ(Sw−Tr)1012とを有する。
The
図3は、図2で示した本発明に係る有機EL発光素子を駆動するための回路の動作を説明する図である。回路は、周知のプログラミング方式について説明するが、本発明の回路はこれに限るものではない。図3において、破線で囲まれた部分1013がひとつの画素に対応する。画素1013は、有機EL発光素子1001と、Dr−Tr1009と、保持容量1011と、Sw−Tr1012とを有する。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the circuit for driving the organic EL light emitting device according to the present invention shown in FIG. Although the circuit will be described with respect to a known programming scheme, the circuit of the present invention is not limited to this. In FIG. 3, a
選択線1014はSw−Tr1012のゲートに接続されており、選択線1014の信号により、情報の書き込みを許可するか、許可しないかの選択が行われる。情報の書き込みが許可されると、Sw−Tr1012はOn状態になり、データ線1010から送られてきた表示情報の値をDr−Tr1009のゲートと、保持容量1011とに伝える。表示データの値は、有機EL発光素子1001の発光輝度に対応した電圧値であり、Dr−Tr1009のゲートに加えられた電圧値は、保持容量1011に書き込まれ記憶される。
The
Dr−Tr1009のソースは、電源線1016を経由して電源1015に接続されており、ゲートに加えられた電圧に従った電流量を有機EL発光素子1001に供給する。有機EL発光素子1001では、電流量に従って、正孔と電子がそれぞれ注入され、有機発光層106内で再結合することによって光を放出する。
The source of the Dr-
各画素に接続されている選択線1014の信号によって、順次別の画素に情報の書き込み許可が切り替えられ、複数の画素に表示情報が書き込まれていく。一度、保持容量1011に情報が書き込まれると、次に選択され、新たな情報が書き込まれるまで、保持容量1011の値は保持され、それに従った発光が有機EL発光素子から放出され続けることになる。
In accordance with a signal of the
図4は、図3で示した画素1013を2次元に複数配置してなる表示装置を説明する模式図である。なお、電源と電源線は省略して図示していない。図4において、複数の選択線1014は、選択線駆動回路1018に接続されており、列ごとに、順次一列の画素1013が選択されるように駆動される。また、複数のデータ線1010は、データ線駆動回路1017に接続されており、選択されている横一列の画素の各々に表示情報を送信し、各々の画素内にある保持容量に情報が書き込まれる。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a display device in which a plurality of
情報の書き込みは、順次列ごとに行われ、例えば、上の列から下の列へと表示装置全面に渡って繰り返し行われる。この時の書き込み周期は、テレビ放送などでは、1秒間に60回となっており、目で感知できない速さで、画素の表示を切り替えていくことによって、動画像をなめらかに表示することができる。 Information is written sequentially for each column, for example, repeatedly from the upper column to the lower column over the entire surface of the display device. The writing cycle at this time is 60 times per second in television broadcasting or the like, and moving images can be smoothly displayed by switching the display of pixels at a speed that cannot be detected by the eyes. .
図5は、図4で示した、本発明の表示装置の概観を示す図である。図5において、表示装置1019は、画素が2次元に配置されてなる表示領域1020と、選択線を駆動する選択線駆動回路1018と、データ線を駆動するデータ線駆動回路1017とを有する。さらに、応用装置の制御部と情報の送受信を行うインターフェース制御回路1021と、信号線等を接続する接続部1022とを有する。応用装置に応じて、個々の画素の大きさや2次元に配置する数が決められ、また、画素の発光輝度や表示周期なども、画質の要求に従って決定される。
FIG. 5 is a diagram showing an overview of the display device of the present invention shown in FIG. In FIG. 5, the
図6は、図5で示した、本発明の表示装置を応用した一例として、映像表示装置を示す図である。図6において、符号1023は、本発明の映像表示装置の筐体である。筐体1023には、図5で示した表示装置1019の他、テレビ放送の受信回路部、音声出力部、映像表示装置を制御する制御部などが内装されており、使用者の命令に従って、テレビ放送の映像を表示領域1020に表示することができる。
FIG. 6 is a diagram showing a video display device as an example to which the display device of the present invention shown in FIG. 5 is applied. In FIG. 6,
画素として、有機EL発光素子を用いた場合、自発光しているため、黒表示と白表示の比率であるコントラストが大きく、高画質の表示が行える。映像表示の他に、もちろんコンピュータなどの制御装置のモニターとしても使用できる。 When an organic EL light-emitting element is used as a pixel, self-emission occurs, so that contrast, which is a ratio between black display and white display, is large, and high-quality display can be performed. In addition to video display, it can of course be used as a monitor for control devices such as computers.
図7は、図6で示した、本発明の表示装置を応用した一例として、携帯型装置を示す図である。ここでは、携帯型の電話を例にとり説明するが、デジタルスチルカメラや、デジタルビデオカメラのような静止画、もしくは動画の入力装置や、携帯型の情報入出力装置、さらには、携帯型のゲーム装置などにも応用できる。 FIG. 7 is a diagram showing a portable device as an example to which the display device of the present invention shown in FIG. 6 is applied. Here, a portable phone will be described as an example. However, a still or moving image input device such as a digital still camera or a digital video camera, a portable information input / output device, or a portable game. It can also be applied to devices.
図7において、符号1024は、本発明の携帯型装置の筐体である。筐体1024には、図5で示した表示装置1019の他、番号等の入力部、小型の映像入力部、音声や映像の送受信部、携帯型装置を制御する制御部などが内装されている。使用者の命令に従って、入力部より入力された内容や、映像入力部によって取り込んだ映像、もしくは、受信した映像を表示領域1020に表示することができる。
In FIG. 7,
前述した映像表示装置と同様に、画素として、有機EL発光素子を用いた場合、自発光しているため、黒表示と白表示の比率であるコントラストが大きく、高画質の表示が行える。さらに、液晶画面に比べ、背景を輝度が低い画面にすることによって、消費電力を低くでき、携帯型装置への応用に向いている。 Similar to the video display device described above, when an organic EL light emitting element is used as a pixel, self-emission occurs, so that the contrast, which is the ratio of black display to white display, is large, and high-quality display can be performed. Furthermore, by making the background a screen having a lower luminance than a liquid crystal screen, power consumption can be reduced, which is suitable for application to a portable device.
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<実施例1>
本発明の有機EL発光素子を含んだ図1と図2に示したサブピクセルを以下のようにして作成した。作成したサブピクセルの大きさは160μm×480μmで、サブピクセル内の発光部の大きさは140μm×240μmとした。
<Example 1>
The subpixels shown in FIGS. 1 and 2 including the organic EL light emitting device of the present invention were prepared as follows. The size of the created subpixel was 160 μm × 480 μm, and the size of the light emitting portion in the subpixel was 140 μm × 240 μm.
まず、厚さ0.7mmのガラス基板101上に、酸化インジウムターゲットを用いてスパッタ蒸着により厚さ200nmの黒色酸化インジウム層を成膜し、光吸収膜102を作成した。このとき、酸化インジウム薄膜が黒色になるよう、スパッタガス中の酸素濃度を調整して成膜を行った。
First, a black indium oxide layer having a thickness of 200 nm was formed on a
プラズマCVDでSiNからなる絶縁層111を厚さ300nmに作成した。次に、絶縁層111上の一部分に、有機EL発光素子の駆動回路108を作成した。駆動回路108は図3に示した回路をアモルファスシリコンのTFTで作成した。次に、バンク109を作成するためアクリル樹脂層を厚さ7μmに作成し、このアクリル樹脂層を写真触刻で加工してバンク109を作成した。次に、スパッタ蒸着と写真触刻により、Alの第2の反射膜103を作成した。作成した第2の反射膜103の厚さは、底面部で100nmとした。次に、写真触刻により光吸収膜102、絶縁層111、第2の反射膜103を加工して直径100μmの開口110を作成した。次に、プラズマCVDで成膜したSiN膜を写真触刻で加工して、厚さ3.5μmの導光膜104を作成した。
An insulating
ITOを膜厚200nmで成膜し写真触刻で加工して陽極105を作成した。Dr−Tr1009のドレインと陽極105は第2の反射膜103を介して接続される。次に、正孔注入層と橙色発光層を積層して有機発光層106を作成した。正孔注入層としては、ディスペンサー装置を用いてPEDOT/PSSを連続的に塗布した。塗布条件は以下の通りである。バンク109間の幅140μmに対してテフロン(登録商標)加工した口径100μmの金属ニードルを使用し、大気中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板101との相対速度を450mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて200℃、10分間ベークして厚さ30nmの正孔注入層を作成した。橙色発光層としては、テトラリンにポリパラフェニレンビニレン誘導体poly[2−methoxy,5−(2’−ethylhexoxy)−1,4−phenylen vinylene]を1wt%溶かした溶液をバンク109間にディスペンサー装置を用いて塗布した。塗布条件は以下の通りである。テフロン(登録商標)加工した口径100μmの金属ニードルを使用し、窒素中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板101との相対速度を300mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気中で150℃、30分間ベークして厚さ80nmの橙色発光層を作成した。
An
有機発光層106を作成した後、陰極107を蒸着法とスパッタ法で作成した。陰極107の電極材としては、Cs2CO3とAlを用いた。本実施例での膜厚を、Cs2CO3は3nm、Alは100nmとした。
After the organic
以上のようにして、実施例1の有機EL発光素子を作成した。 As described above, the organic EL light emitting device of Example 1 was produced.
<比較例1>
比較例1として、図8に示す構成の有機EL発光素子を含んだサブピクセルを以下のようにして作成した。作成したサブピクセルの大きさは実施例1と同じく160μm×480μmで、サブピクセル内の発光部の大きさは140μm×240μmとした。
<Comparative Example 1>
As Comparative Example 1, a subpixel including an organic EL light emitting element having the configuration shown in FIG. 8 was prepared as follows. The size of the created subpixel was 160 μm × 480 μm as in Example 1, and the size of the light emitting portion in the subpixel was 140 μm × 240 μm.
まず、厚さ0.7mmのガラス基板501上に、実施例1と同様にして酸化インジウムターゲットを用いてスパッタ蒸着により厚さ200nmの黒色酸化インジウム層を成膜した後、写真触刻で加工して光吸収膜508を作成した。次に、プラズマCVDでSiNからなる絶縁層509を厚さ300nmに作成した。次に、絶縁層509上の一部分に、有機EL発光素子の駆動回路506を作成した。駆動回路506は実施例1と同様に図3に示した回路をアモルファスシリコンのTFTで作成した。次に、平坦化層507としてアクリル樹脂層を駆動回路506上で約2μmの厚さになるように作成した。次に、ITOを厚さ200nmに成膜し、写真触刻で加工して陽極502を作成した。Dr−Tr1009のドレインと陽極502は不図示のビヤを介して接続されている。次に、ポリイミド樹脂層を厚さ3μmに作成し、写真触刻で加工してバンク505を作成した。
First, a 200 nm thick black indium oxide layer was formed on a 0.7 mm
次いで、正孔注入層と橙色発光層を積層して有機発光層503を作成した。正孔注入層としては、ディスペンサー装置を用いてPEDOT/PSSを連続的に塗布した。塗布条件は以下の通りである。バンク505間の幅140μmに対してテフロン(登録商標)加工した口径100μmの金属ニードルを使用し、大気中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板501との相対速度を450mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて200℃、10分間ベークして厚さ30nmの正孔注入層を作成した。橙色発光層としては、テトラリンにポリパラフェニレンビニレン誘導体poly[2−methoxy,5−(2’−ethylhexoxy)−1,4−phenylen vinylene]を1wt%溶かした溶液をバンク505間にディスペンサー装置を用いて塗布した。塗布条件は以下の通りである。テフロン(登録商標)加工した口径100μmの金属ニードルを使用し、窒素中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板501との相対速度を300mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気中で150℃、30分間ベークして厚さ80nmの橙色発光層を作成した。
Next, an organic
有機発光層503を作成した後、陰極504を蒸着法とスパッタ法で作成した。陰極504の電極材としては、Cs2CO3とAlを用い、膜厚は、Cs2CO3を3nm、Alを100nmとした。
After forming the organic
以上のようにして、比較例1の有機EL発光素子を作成した。 As described above, an organic EL light emitting device of Comparative Example 1 was prepared.
このようにして作成した実施例1と比較例1の有機EL発光素子に、1サブピクセル当たり4μAの電流を流して発光させた。この時、実施例1の有機EL発光素子の発光輝度は180cd/m2、比較例1の有機EL発光素子の発光輝度は200cd/m2であった。つまり、実施例1の有機EL発光素子は比較例1の有機EL発光素子と比べて輝度が90%であり、実用上問題ない程度の輝度低下であった。一方、150lxの外光下での明所コントラストは、比較例1の有機EL発光素子は11:1であったのに対し、実施例1の有機EL発光素子は42:1で、約4倍に改善した。 The organic EL light emitting devices of Example 1 and Comparative Example 1 thus produced were caused to emit light by flowing a current of 4 μA per subpixel. At this time, the light emission luminance of the organic EL light emitting device of Example 1 was 180 cd / m 2 , and the light emission luminance of the organic EL light emitting device of Comparative Example 1 was 200 cd / m 2 . That is, the organic EL light-emitting device of Example 1 had a luminance of 90% as compared with the organic EL light-emitting device of Comparative Example 1, and the luminance was reduced to such a level that there was no practical problem. On the other hand, the bright place contrast under the external light of 150 lx was 11: 1 for the organic EL light emitting device of Comparative Example 1, whereas the organic EL light emitting device of Example 1 was 42: 1, which was about 4 times. Improved.
<実施例2>
図9は、本発明の第2の実施例の有機EL発光素子を含むサブピクセルの模式的断面図である。
<Example 2>
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a subpixel including the organic EL light emitting device of the second embodiment of the present invention.
図9に示したサブピクセルを以下のようにして作成した。作成したサブピクセルの大きさは160μm×480μmで、サブピクセル内の発光部の大きさは140μm×460μmとした。 The subpixel shown in FIG. 9 was created as follows. The size of the created subpixel was 160 μm × 480 μm, and the size of the light emitting portion in the subpixel was 140 μm × 460 μm.
まず、厚さ0.7mmのガラス基板201上に、有機EL発光素子の駆動回路210を作成した。駆動回路210は図3に示した回路をアモルファスシリコンのTFTで作成した。次に、平坦化層211としてアクリル樹脂層を駆動回路210上で約2μmの厚さになるように作成した。次に、Alを厚さ100nmで成膜し、写真触刻で加工して第1の反射膜208を作成した。次に、ITOを厚さ200nmで成膜し、写真触刻で加工して陽極207を作成した。Dr−Tr1009のドレインと陽極207は不図示のビヤを介して接続されている。次に、ポリイミド樹脂層を厚さ3μmに作成し、写真触刻で加工してバンク209を作成した。
First, an organic EL light-emitting
次に、正孔注入層と橙色発光層を積層して有機発光層206を作成した。正孔注入層としては、ディスペンサー装置を用いてPEDOT/PSSを連続的に塗布した。塗布条件は以下の通りである。バンク209間の幅140μmに対してテフロン(登録商標)加工した口径100μmの金属ニードルを使用し、大気中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板201との相対速度を450mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて200℃、10分間ベークして厚さ30nmの正孔注入層を作成した。
Next, an organic
橙色発光層としては、テトラリンにポリパラフェニレンビニレン誘導体poly[2−methoxy,5−(2’−ethylhexoxy)−1,4−phenylen vinylene]を1wt%溶かした溶液をバンク209間にディスペンサー装置を用いて塗布した。塗布条件は以下の通りである。テフロン(登録商標)加工した口径100μmの金属ニードルを使用し、窒素中でニードルと塗布する面との間の距離を30μm、ニードルと基板201との相対速度を300mm/secで連続的に塗布した。塗布後、ホットプレートを用いて窒素雰囲気中で150℃、30分間ベークして厚さ80nmの橙色発光層を作成した。
As the orange light emitting layer, a dispenser device is used between the
有機発光層206を作成した後、陰極205を蒸着法とスパッタ法で作成した。陰極205は、Cs2CO3を3nm、Alを4nm、ITOを100nmの厚さで積層して作成した。
After forming the organic
次いで、プラズマCVDでSiN膜を成膜して、厚さ4μmの導光膜204を作成した。次に、スパッタ蒸着と写真触刻により、Alの第2の反射膜203を100nmの厚さで作成した。次に、ブラックマトリクス用の黒色樹脂層を厚さ3μmで作成した後、写真触刻で加工して、光吸収膜202を作成した。
Next, a SiN film was formed by plasma CVD to form a
この有機EL発光素子を200cd/m2の輝度で光らせた時の150lxの外光下での明所コントラストは80:1であった。 When this organic EL light emitting device was illuminated with a luminance of 200 cd / m 2 , the bright place contrast under an external light of 150 lx was 80: 1.
<実施例3>
図10は、本発明の第3の実施例の有機EL発光素子を含むサブピクセルの模式的断面図である。
<Example 3>
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a subpixel including the organic EL light emitting device of the third embodiment of the present invention.
実施例2と同様にして、基板201上に有機EL発光素子の駆動回路210、平坦化層211、第1の反射膜208、陽極207、バンク209、有機発光層206、陰極205、導光膜204、第2の反射膜203、光吸収膜202を作成した。
In the same manner as in Example 2, an organic EL light emitting
次に、ブラックマトリクス用の黒色樹脂層を厚さ2μmで作成した後、写真触刻で加工して、ブラックマトリクス212を作成した。次に、橙色のカラーレジストを厚さ2μmで作成した後、写真触刻で加工して、カラーフィルタ213を作成した。
Next, after forming a black resin layer for black matrix with a thickness of 2 μm, the
以上のようにして、橙色の単色表示装置を作成した。この表示装置を200cd/m2の輝度で光らせた時の150lxの外光下での明所コントラストは200:1であった。 As described above, an orange single color display device was produced. When this display device was illuminated with a luminance of 200 cd / m 2 , the bright place contrast under an external light of 150 lx was 200: 1.
本実施例では、本発明の明所コントラスト改善効果を検証するために単色表示装置を作成した。しかし、有機発光層として赤色、緑色、青色で発光するものをマトリクス状に並べ、それぞれの発光色に対応したカラーフィルタを配置すればフルカラーの表示装置を構成できることは自明である。 In this example, a monochromatic display device was created in order to verify the bright place contrast improvement effect of the present invention. However, it is obvious that a full-color display device can be configured by arranging organic light emitting layers that emit light in red, green, and blue in a matrix and arranging color filters corresponding to the respective emission colors.
<実施例4、実施例5>
導光膜104の厚さを3.4μmにした以外は実施例1と同様に作成した実施例4の有機EL発光素子と、導光膜104の厚さを3.6μmにした以外は実施例1と同様に作成した実施例5の有機EL発光素子を作成した。これらを、実施例1の有機EL発光素子とともに、以下に示す比較例の有機EL発光素子と比較した。
<Example 4 and Example 5>
Example except that the thickness of the
<比較例2、比較例3、比較例4、比較例5、比較例6、比較例7>
導光膜104の厚さをそれぞれ0.1μm、0.2μm、0.3μm、2.4μm、2.5μm、2.6μmとし、他は実施例1と同様に作成した、比較例2、比較例3、比較例4、比較例5、比較例6、比較例7の有機EL発光素子を作成した。
<Comparative Example 2, Comparative Example 3, Comparative Example 4, Comparative Example 5, Comparative Example 6, Comparative Example 7>
The thickness of the
実施例1、実施例4、実施例5、比較例2、比較例3、比較例4、比較例5、比較例6、比較例7の有機EL発光素子に1サブピクセル当たり4μAの電流を流して発光させたときの、輝度、明所コントラストを比較した。明所コントラストは、150lxの外光下で測定した。比較した結果を表1に示す。 A current of 4 μA per subpixel was passed through the organic EL light-emitting devices of Example 1, Example 4, Example 5, Comparative Example 2, Comparative Example 3, Comparative Example 4, Comparative Example 5, Comparative Example 5, Comparative Example 6, and Comparative Example 7. The brightness and the contrast in the light place were compared. The photopic contrast was measured under 150 lx ambient light. The comparison results are shown in Table 1.
実施例1、実施例4、実施例5の有機EL発光素子は全てほぼ同じ明所コントラストと発光輝度であった。これに対し、比較例の有機EL発光素子は、導光膜の厚さによって明所コントラストと発光輝度が激しく変化していた。実施例1、実施例4、実施例5より、本発明の有機EL発光素子では導光膜104の厚さが変化しても明所コントラストは安定して良好な値となることが判った。このため、本発明の有機EL発光素子は、製造が容易である。さらに、フルカラー表示装置を構成する場合に、R、G、B素子で導光膜104の厚さを同じにできるので、フルカラー表示装置への適用が容易である。
The organic EL light emitting devices of Example 1, Example 4, and Example 5 all had substantially the same bright place contrast and light emission luminance. On the other hand, in the organic EL light emitting device of the comparative example, the bright place contrast and the light emission luminance changed drastically depending on the thickness of the light guide film. From Example 1, Example 4, and Example 5, it was found that in the organic EL light-emitting device of the present invention, the bright place contrast was stably good even if the thickness of the
本発明の有機EL発光素子は、テレビ、携帯電話、コンピュータ、ゲーム機、その他各種機器などに使用される表示装置に利用可能である。 The organic EL light-emitting device of the present invention can be used for display devices used in televisions, mobile phones, computers, game machines, and other various devices.
101、201、501 基板
102、202、508 光吸収膜
103、203 第2の反射膜
104、204 導光膜
105、207、502 陽極
106、206、503 有機発光層
107、205 陰極
108、210、506 有機EL発光素子の駆動回路
109、209、505 バンク
110 開口
111、509 絶縁層
208 第1の反射膜
211、507 平坦化層
212 ブラックマトリクス
213 カラーフィルタ
1001 有機EL発光素子
1002 回路
1009 ドライブトランジスタ
1010 データ線
1011 保持容量
1012 スイッチトランジスタ
1013 画素
1014 選択線
1015 電源
1016 電源線
1017 データ線駆動回路
1018 選択線駆動回路
1019 表示装置
1020 表示領域
1021 インターフェース制御回路
1022 接続部
1023 筐体
1024 携帯型装置の筐体
101, 201, 501
Claims (5)
該第2の反射膜は光を放射するための開口を有しており、前記開口の面積は有機発光層の面積より小さく、且つ前記第2の反射膜の光取り出し側は開口を除いて光吸収膜で覆われており、前記導光膜の厚みは可干渉距離の0.5倍以上の厚みがあることを特徴とする有機EL発光素子。 An organic EL light emitting device having at least a first reflective film on one side and at least a transparent electrode, a light guide film, and a second reflective film on the other side with an organic light emitting layer interposed therebetween,
The second reflecting film has an opening for emitting light, the area of the opening is smaller than the area of the organic light emitting layer, and the light extraction side of the second reflecting film is light except for the opening. An organic EL light-emitting element that is covered with an absorption film, and that the thickness of the light guide film is 0.5 times or more the coherence distance.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20110201 |