JP2009231117A - 有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、有機ＥＬディスプレイの輝度の低下を抑制することができ、視認性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。
【解決手段】第１電極層１４と、第１電極層１４上に形成される有機発光層１５と、有機発光層１５上に形成され、有機発光層１５の発する光が透過する第２電極層と１６、有機発光層１５の発する光の進行する側であって、有機発光層１５が発する光の定在波Ｗの節となる位置に形成される光吸収層２２と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ１。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機ＥＬディスプレイに関する。

有機ＥＬディスプレイは、薄型、広視野角、低消費電力、優れた動画表示特性などの特色を有しており、複数個の画素をマトリックス状に配列して構成されたものが従来から知られている。

かかる画素には、有機ＥＬ素子が設けられており、有機ＥＬ素子は、素子基板上に形成される第１電極層と、第１電極層上に形成される有機発光層と、有機発光層上に形成される第２電極層と、から構成されている。なお、有機発光層は、有機材料から成る電荷注入層等の複数の層から構成されているものが一般的に用いられている。

有機発光層は、第１電極層及び第２電極層に電圧を加えて、第１電極層及び第２電極層から有機発光層に正孔及び電子を注入し、有機発光層中で正孔と電子が再結合することで、放出されるエネルギーの一部が有機発光層中の発光分子を励起する。その結果、有機発光層は、その励起された発光分子が基底状態に戻るときにエネルギーを放出して光を発する。

そして、有機ＥＬディスプレイは、有機発光層が発する光の外部への出射を調整することでコントラストを高めている。ところが、有機ＥＬディスプレイには、画素に入射する太陽光等の外光が反射して、コントラストが低下するという問題がある。そこで、外光の反射を抑制するために、有機ＥＬディスプレイに外光を吸収する層を設けた技術が開示されている（下記特許文献１乃至４参照）。
特開昭６４−０５９７９５号公報 特開平０１−１４９３９７号公報 特開平０７−２８８１８３号公報 特開平０８−２２２３７４号公報

ところが、上述した特許文献１乃至４に記載の技術であっては、外光以外に有機発光層が発する光の多くを吸収してしまい、発光効率が悪化する結果、有機ＥＬディスプレイの輝度が低下してしまう。

本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、有機ＥＬディスプレイの輝度の低下を抑制することができ、視認性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の有機ＥＬディスプレイは、第１電極層と、前記第１電極層上に形成される有機発光層と、前記有機発光層上に形成され、前記有機発光層の発する光が透過する第２電極層と、前記有機発光層の発する光の進行する側であって、前記有機発光層が発する光の定在波の節となる位置に形成される光吸収層と、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記光吸収層が、前記第２電極層と前記有機発光層との間に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記光吸収層が、前記第２電極層上に形成されていることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記有機発光層が、前記第１電極層及び前記第２電極層との間に複数層形成されており、前記有機発光層同士の間に、前記光吸収層が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記有機発光層が、発する光の色に応じて構成する材料が異なっており、前記光吸収層は、前記有機発光層の発する光の色に応じて、前記第１電極層から前記光吸収層までの距離が異なることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記第１電極層から前記第２電極層までの距離が、前記有機発光層の発する光の色に応じて異なることを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記光吸収層が、６２０ｎｍ以下の可視光を吸収することを特徴とする。

また、本発明の有機ＥＬディスプレイは、前記光吸収層の厚みが、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることを特徴とする。

本発明によれば、有機ＥＬディスプレイの輝度の低下を抑制することができ、視認性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供することができる。

以下に、本発明について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの平面図である。図２は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの画素の平面図である。また、図３は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの画素の拡大断面図である。

有機ＥＬディスプレイ１は、図１に示すように、テレビ等の家電機器、携帯電話又はコンピュータ機器等の電子機器に用いるものであり、素子基板２と、素子基板２上に形成される複数の画素３と、かかる画素３の発光を制御する駆動ＩＣ４と、を含んで構成されている。

素子基板２は、例えばガラス又はプラスチックから成り、素子基板２の中央に位置する表示領域Ｄ１には、マトリックス状に配列された複数の画素３が形成されている。また、素子基板２の端部に位置する非表示領域Ｄ２には、駆動ＩＣ４が実装されている。

画素３は、図２に示すように、発光領域Ｒ１とコンタクト領域Ｒ２とを含んで構成されており、発光領域Ｒ１に発光可能な有機ＥＬ素子５が設けられている。また、コンタクト領域Ｒ２には、後述するコンタクト電極層６が形成される。

また、各画素３は、隔壁７によって仕切られている。隔壁７は、断面が上部よりも下部が幅狭の形状であって、後述する絶縁物８上に形成され、画素３を取り囲むように配置されている。隔壁７は、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素又は酸化窒化ケイ素等の無機絶縁材料、あるいはフェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料から成る。

また、画素３は、赤色、緑色又は青色のいずれかの色を発光することができる。このことは、後述するように有機ＥＬ素子５を構成する材料を選択することによって、発光する色を決定することができる。なお、本実施形態においては、画素を赤色、緑色又は青色のいずれかの色を発光するものとしたが、例えば白色又は橙色等の色を発光するようにしてもよい。

また、素子基板２上には、素子基板２に対して対向するように配置された封止基板９が形成されている。封止基板９は透明の基板から成り、例えばガラス又はプラスチックを用いることができる。なお、本実施形態においては、素子基板２側から封止基板９側に向けて光が発せられるトップエミッション型の有機ＥＬディスプレイであるため、封止基板９は透明の部材が用いられる。

素子基板２の表示領域Ｄ１には、表示領域Ｄ１を被覆するようにシール材１０が形成されており、素子基板２と隔壁７と封止基板９とシール材１０によって各画素３を密封している。各画素３を密封することによって、各画素３に酸素又は水分が浸入するのを低減し、各画素３が劣化するのを抑制することができる。また、シール材１０は、接着材としての機能を有し、硬化することによって素子基板２と封止基板９とを固着することができる。かかるシール材１０は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂又はシリコン樹脂等の光硬化性樹脂、あるいは熱硬化性の樹脂を用いることができる。なお、本実施形態においては、紫外線の照射により硬化する光硬化性のエポキシ樹脂を用いる。

次に、図３に示すように、素子基板２と封止基板９との間に形成される各種層について説明する。素子基板２上には、ＴＦＴや電気配線等から成る回路層１１が形成されている。さらに、回路層１１上には、回路層１１の所定領域以外が電気的にショートしないように、例えば窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等から成る絶縁層１２が形成されている。

また、絶縁層１２上には、回路層１１及び絶縁層１２に起因する表面の凹凸を低減するために、平坦化膜１３が形成されている。回路層１１は、複数の電気配線がパターニングされているため、その表面には凹凸が形成される。有機ＥＬ素子５を凹凸な面上に形成すると、有機ＥＬ素子５を構成する電極層同士が短絡し、有機ＥＬ素子５が発光しないことがある。そのため、回路層１１及び絶縁層１２上に平坦化膜１３が形成される。

かかる平坦化膜１３は、例えばノボラック樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂等の絶縁性を有する有機材料を用いることができる。なお、平坦化膜１３の厚みは、例えば２μｍ以上５μｍ以下に設定されている。

また、平坦化膜１３には、平坦化膜１３を貫通するコンタクトホールＳが形成されている。かかるコンタクトホールＳは、上部よりも下部が幅狭に形成されている。コンタクトホールＳは、各画素３に形成されており、コンタクトホールＳの底部には、回路層１１の一部が露出している。かかるコンタクト電極層６と回路層１１の一部とが電気的に接続されている。また、コンタクトホールＳの内周面から平坦化膜１３の上面にかけて、例えばアルミニウム、銀、銅、金、ロジウム又はネオジム等の金属、あるいはこれらの合金から成るコンタクト電極層６が形成されている。

図４は、有機ＥＬ素子５の構成を説明するための断面図である。発光領域Ｒ１に位置する平坦化膜１３上には、有機ＥＬ素子５が形成されている。図３及び図４に示すように、有機ＥＬ素子５は、第１電極層１４と、第１電極層１４上に形成された有機発光層１５と、有機発光層１５上に形成された第２電極層１６と、を含んで構成されている。

第１電極層１４は、平坦化膜１３上に形成されるとともに、コンタクト電極層６と間を空けて併設されている。第１電極層１４は、例えばアルミニウム、銀、銅、金、ロジウム又はネオジム等の金属、あるいはこれらの合金等の光反射率の大きい材料から成る。このように、第１電極層１４を光反射率の大きい材料から構成することにより、トップエミッション型の有機ＥＬ素子５においては光取り出し効率を向上させることができる。なお、第１電極層１４の厚みは、例えば５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下に設定されている。

また、発光領域Ｒ１及びコンタクト領域Ｒ２を取り囲むように、絶縁物８が形成されている。絶縁物８の一部は、第１電極層１４とコンタクト電極層６との間に形成されている。そして、絶縁物８は、第１電極層１４と第２電極層１６とが短絡するのを防止している。なお、絶縁物８は、フェノール樹脂、アクリル樹脂又はポリイミド樹脂等の有機絶縁材料、あるいは窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等の無機絶縁材料から成る。

有機発光層１５は、第１電極層１４上に形成され、複数の層から構成されている。本実施形態においては、有機発光層１５は、正孔注入層１７、正孔輸送層１８、発光層１９、電子輸送層２０及び電子注入層２１を順次積層した構成である。また、有機発光層１５の各層を構成する材料は、発する光の色に応じて、適当な材料が選択される。

有機発光層１５上には、第２電極層１６が形成されている。第２電極層１６は、有機発光層１５上から絶縁物８上まで延在されており、該延在部がコンタクト電極層６と直接接続されている。第２電極層１６は、有機発光層１５の上面側から光を取り出すために、例えばインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、錫酸化物等の光透過性を有する導電材料を用いて形成される。また、第２電極１６が、例えばマグネシウム、銀、アルミニウム又はカルシウム等の材料から成る場合、その厚みを１００ｎｍ以下にすることによって、光透過性の電極とすることができる。このようにして、第２電極層１６は、有機発光層１５の発する光が透過する。そして、透過した光は、有機ＥＬディスプレイの外部に放出される。

本実施形態においては、図４に示すように、光吸収層２２は、有機発光層１５上に形成されている。具体的には、光吸収層２２は、有機発光層１５の発する光の進行する側であって、有機発光層１５が発する光の定在波Ｗの節となる位置に設けられている。かかる定在波とは、有機発光層１５が発する光が第１電極層１４と第２電極層１６との間で共振し、その共振した光の波形が進行せずに止まって振動しているようにみえる波動である。また、定在波の節とは、定在波において振動せず振幅が０になる箇所である。なお、定在波の腹とは、定在波において振幅が最大となり変位が大きく揺れ動く箇所である。

図５（Ａ）は、光吸収層が太陽光等の外光ＳＬを吸収する状態を示した有機ＥＬ素子５の概念図である。図５（Ｂ）は、有機発光層１５が発する光のうち、定在波Ｗとならならい光Ｌを吸収する状態を示した有機ＥＬ素子５の概念図である。

光吸収層２２は、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、外光ＳＬを吸収する機能と、有機発光層１５が発する光のうち定在波Ｗとならない光Ｌを吸収する機能とを兼ね備えている。そして、光吸収層２２が外光ＳＬを吸収することによって、外光ＳＬが有機ＥＬ素子５から反射して、有機ＥＬディスプレイ１の外部に向かって放射されるのを抑制することができ、有機ＥＬディスプレイ１のコントラストを向上させることができる。さらに、光吸収層２２は、有機発光層１５が発する光のうち、第１電極層１４と第２電極層１６との間にて共振する光と異なる波長の光Ｌを吸収し、定在波Ｗとなる光を有機ＥＬディスプレイ１の外部に取り出すことができる。その結果、所望する色の光を取り出すことができ、有機ＥＬディスプレイ１のコントラストを効果的に向上させることができる。

光吸収層２２は、エネルギーギャップ（ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ）が１ｅＶ以下の材料から成り、例えばポルフィリン類及びフラーレン類の混合物、ポルフィリン環及びフラーレン基を同一分子内に有する化合物類、シアニン系ポリメチン色素、又はスチリル系ポリメチン色素等の材料から成る。また、光吸収層２２は、有機発光層１５の発する光のうち、定在波Ｗが外部に出射されるように、定在波の節となる位置に配置されている。そのため、光吸収層２２の厚みは、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下に設定されている。光吸収層２２の厚みを５ｎｍ以上とすることで、外光又は定在波の波長と異なる光を十分に吸収することができる。また、光吸収層２２の厚みを２５ｎｍ以下にすることで、必要以上に有機発光層１５の発する光を吸収することがなく、有機ＥＬディスプレイ１の輝度が低下するのを抑制することができる。

ここで、有機発光層１５が発する光を定在波とするために、第１電極層１４と第２電極層１６の間の膜厚に関して、下式（１）が成立する。

[数１]
Ｌ_１×ｎ_１＋Ｌ_２×ｎ_２…＝（λ／２）×ＰＮ
上式（１）のＬは、電極間の各層の膜厚である。ｎは、電極間の各層の屈折率である。また、λは、発光ピーク波長である。また、ＰＮは、正の整数（１，２，３…）である。なお、発光ピーク波長とは、外部に放射される光の波長ごとの強度（スペクトル）をプロットした場合の、光強度が最大となる波長のことをいう。

以下に、電極間の定在波が１つの場合、いわゆる０次共振器（ＰＮ＝１）とした場合の、各層について説明する。図６は、有機発光層が発する光の色が、青色、緑色、赤色のときの各層の膜厚を説明するための図である。

図６に示すように、有機発光層１５が、青色を発する有機発光層１５Ｂの場合について説明する。ここでは、有機発光層１５Ｂの発光ピーク波長は４６０ｎｍである。このときの有機屈折率を１．８５とすると、有機発光層１５Ｂの電極間の膜厚は１２５ｎｍである。なお、有機屈折率とは、電極間の各層の屈折率を平均した平均屈折率のことをいう。

また、有機発光層１５Ｂの正孔注入層１７Ｂは、例えばα‐ＮＰＤ、ＴＰＤ、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素又はＣｕＰｃ等から成る。正孔注入層１７Ｂの厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｂの正孔輸送層１８Ｂは、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。また、正孔輸送層１８Ｂは、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はそれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物を用いることができる。正孔輸送層１８Ｂの厚みは、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｂの発光層１９Ｂは、例えばＣＢＰ又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジェン、トリフェニルアミン構造とビニル基が結合した化合物、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体又はベンゼン環を有するシロール誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。発光層１８Ｂの厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｂの電子輸送層２０Ｂは、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、又は４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、又は４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族やアミン化合物を用いることができる。電子輸送層２０Ｂの厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｂの電子注入層２１Ｂは、例えばフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。電子注入層２１Ｂの厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。

次に、有機発光層１５が、緑色を発する有機発光層１５Ｇの場合について説明する。ここでは、有機発光層１５Ｇの発光ピーク波長は、５２０ｎｍである。このときの有機屈折率を１．８５とすると、有機発光層１５Ｇの電極間の膜厚は１４０ｎｍである。

また、有機発光層１５Ｇの正孔注入層１７Ｇは、例えばα‐ＮＰＤ、ＴＰＤ、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素又はＣｕＰｃ等から成る。正孔注入層１７Ｇの厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｇの正孔輸送層１８Ｇは、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。また、正孔輸送層１８Ｇは、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はそれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物を用いることができる。正孔輸送層１８Ｇの厚みは、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｇの発光層１９Ｇは、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ_３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にスチリルアミン、ペルリン、ベンゼン環を有するシロール誘導体、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ペリレン誘導体又はアゾメチン亜鉛錯体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。発光層１８Ｇの厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｇの電子輸送層２０Ｇは、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、又は４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、又は４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族やアミン化合物を用いることができる。電子輸送層２０Ｇの厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｇの電子注入層２１Ｇは、例えば例えばフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。電子注入層２１Ｇの厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。

次に、有機発光層１５が、赤色を発する有機発光層１５Ｒの場合について説明する。ここでは、有機発光層１５Ｒの発光ピーク波長は、６２０ｎｍである。このときの有機屈折率を１．８５とすると、有機発光層１５Ｒの電極間の膜厚は１６８ｎｍである。

また、有機発光層１５Ｒの正孔注入層１７Ｒは、例えばα‐ＮＰＤ、ＴＰＤ、酸化ニッケル、酸化チタン、フッ化炭素又はＣｕＰｃ等から成る。正孔注入層１７Ｒの厚みは、例えば５ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｒの正孔輸送層１８Ｒは、例えばＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、および４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族又は芳香族アミン化合物を用いることができる。また、正孔輸送層１８Ｒは、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン又はそれにシアノ基などが結合した誘導体等の複素環化合物を用いることができる。正孔輸送層１８Ｒの厚みは、例えば１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｒの発光層１９Ｒは、例えばＣＢＰ、Ａｌｑ_３又はＳＤＰＶＢｉ等のホスト材料、あるいはこれらのホスト材料にＤＣＪＴＢ、クマリン、キナクリドン、フェナンスレン基を有するペリノン誘導体、オリゴチオフェン誘導体又はペリレン誘導体等のドーパント材料を含有したものを用いることができる。発光層１９Ｒの厚みは、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｒの電子輸送層２０Ｒは、例えば例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ_３）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）、又は４，４’−ビス[Ｎ−（ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ]ビフェニル（α−ＮＰＤ）等 の芳香族ジアミン化合物、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、スチルベン誘導体、ピラゾリン誘導体、テトラヒドロイミダゾール、 ポリアリールアルカン、ブタジエン、又は４，４’，４”−トリス（Ｎ−（３−メチルフェニル）Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等のスターバースト芳香族やアミン化合物を用いることができる。電子輸送層２０Ｒの厚みは、例えば２０ｎｍ以上６０ｎｍ以下に設定されている。

また、有機発光層１５Ｒの電子注入層２１Ｒは、例えば例えばフッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化炭素等を用いることができる。電子注入層２１Ｒの厚みは、例えば０．５ｎｍ以上２ｎｍ以下に設定されている。

上述したように、有機発光層１５の発する色に応じて、それを構成する各層の膜厚は、異なる。このようにして、電極間の膜厚を調整することによって、有機発光層１５の発する光を定常波となるように設定することができる。さらに、各有機発光層１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒ上に、最適な厚みの光吸収層２２Ｂ，２２Ｇ，２２Ｒが形成されている。

また、光吸収層２２上には、有機ＥＬ素子５を酸素又は水分から保護するための保護膜２３が形成されている。保護膜２３は、表示領域Ｄ１を被覆するように形成されている。かかる保護膜２３は、例えば窒化珪素、酸化珪素又は酸化窒化珪素等の無機絶縁材料から成る。さらに、保護膜２３上にシール材１０を介して封止基板９が貼り合わされている。

以下に、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイ１の製造方法について、図７から図１１を用いて詳細に説明する。

まず、素子基板２上に、回路層１１及び絶縁層１２をパターニングして形成された基板を準備する。なお、回路層１１及び絶縁層１２は、従来周知の蒸着法、ＣＶＤ法又はスパッタリング法等の薄膜形成技術、フォトリソグラフィ法又はエッチング法等の薄膜加工技術を用いて、所定パターンに形成される。

そして、図７（Ａ）に示すように、回路層１１及び絶縁層１２を被覆するように例えば従来周知のスピンコート法を用いて、有機樹脂膜１３ｘを形成する。なお、有機樹脂膜１３ｘは、硬化後に平坦化膜１３となる。さらに、有機樹脂膜１３ｘ上に露光マスクを用いて有機樹脂膜１３ｘを露光し、さらに現像、ベーキング処理を行い、図７（Ｂ）に示すように、回路層１１の一部を露出させて、上部よりも下部が幅狭なコンタクトホールＳを有する平坦化膜１３を形成する。

次に、図８（Ａ）に示すように、平坦化膜１３上に、例えばアルミニウム及びネオジウムとの合金から成る第１電極層１４及びコンタクト電極層６を形成する。具体的には、平坦化膜１３及びスルーホールＳに対して、スパッタリング法を用いて、金属膜を形成する。そして、金属膜をエッチング法等によってパターニングし、第１電極層１４及びコンタクト電極層６を同時に形成する。

次に、第１電極層１４及びコンタクト電極層６上に、例えばスピンコート法を用いて、例えばアクリル樹脂から成る有機絶縁材料層を形成する。そして、図８（Ｂ）に示すように、有機絶縁材料層に対してフォトリソグラフィ法を用いて、有機絶縁材料層をパターニングして絶縁物８を形成する。

さらに、図９（Ａ）に示すように、絶縁物８上に、従来周知の薄膜形成技術及び薄膜加工技術を用いて、上部よりも下部が幅狭な隔壁７を形成する。かかる隔壁７は、各画素３を取り囲むように形成される。そして、図９（Ｂ）に示すように、第１電極層１４上に、例えば蒸着法を用いて、有機発光層１５を形成する。有機発光層１５を形成する際は、蒸着マスクを隔壁７上に載置して、各画素３に、赤色、緑色又は青色と発光する色に応じた有機材料を塗り分けることができる。

そして、図１０（Ａ）に示すように、有機発光層１５上からコンタクト電極層６上にかけて、第２電極層１６を形成する。第２電極層１６を構成する際は、蒸着マスクを用いることなく、有機発光層１５上及びコンタクト電極層６上に第２電極層１６を形成することができる。このようにして、有機ＥＬ素子５を形成することができる。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、発光領域Ｒ１における第２電極層１６の直上に、光吸収層２２を形成する。具体的には、光吸収層２２は、真空蒸着法を用いて形成することができる。

さらに、図１１に示すように、例えばスパッタリング法を用いて、表示領域Ｄ１上に有機ＥＬ素子５が劣化しないように、保護膜２３を形成する。そして、図３に示すように、有機ＥＬ素子５が形成された素子基板２に対して、封止基板９を対向配置し、両者をシール材１０を介して接着する。具体的には、封止基板９に対して、例えばスピンコート法を用いて予めシール材１０を被着させておく。そして、素子基板２に対してシール材１０を介して封止基板９を固着させる。なお、封止基板９をシール材１０によって、素子基板２に固定する作業は、例えば窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス中や、高真空中で行うことによって、素子基板２と封止基板９との間に酸素や水分が含まれるのを抑制することができる。

そして、非表示領域Ｄ２に駆動ＩＣ４を実装することで、有機ＥＬディスプレイ１を作製することができる。

上述したように、本発明の実施形態によれば、画素３内に光吸収層２２を形成したことによって、外光を吸収するとともに、有機発光層１５が発する光を効率よく外部に取り出すことができ、発光効率を有効に維持することができる。その結果、有機ＥＬディスプレイのコントラストを向上させることができ、視認性に優れた有機ＥＬディスプレイを提供することができる。

なお、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。上述した実施形態においては、トップエミッションの有機ＥＬディスプレイについて説明したが、本発明の作用効果を奏するのであれば、ボトムエミッションの有機ＥＬディスプレイであっても構わない。

また、第２の実施形態としては、図１２に示すように、有機発光層１５の発する光の進行する側であって、有機発光層１５が発する光の定在波の節となる位置であれば、光吸収層２２は、有機発光層１５と第２電極層１６との間に形成されていても構わない。光吸収層２２が、有機発光層１５と第２電極層１６との間に形成されることで、上述した第１の実施形態に比べて、より内部の低在波の節の位置に近くに光吸収層２２を配置することができ、低在波の吸収を抑制することができる。

また、第３の実施形態として、図１３に示すように、第１電極層１４と第２電極層１６との間に、複数の有機発光層１５ｘ、１５ｙが形成されている場合、有機発光層１５が発する光の定在波の節となる位置であれば、有機発光層１５ｘと有機発光層１５ｙとの間に光吸収層２２が形成されていても構わない。光吸収層２２が、有機発光層１５ｘと有機発光層１５ｙとの間に形成されることで、光吸収層２２を定在波の節の近くに配置することができ、定在波の振幅がより小さい部分にのみ光吸収層を配置することができる。さらに、電極間の中間位置に存在する節部の両側に配置することができるので、光吸収層の膜厚を２倍にすることが可能となるので、光吸収層２２を定在波が反射する第２電極層１６の直上又は直下に配置するよりも、有機ＥＬ素子内部に入射された外光の電極間での反射光を効果的に吸収することができる。

さらに、第２、第３の実施形態のように、電極間に光吸収層２２を配置した場合、該光吸収層２２が外光を吸収することによって、吸収した光がエネルギーに変換される。そして、変換されたエネルギーがキャリアを励起し、電極間にて電流が流れやすくなる。その結果、電子と正孔の再結合が進み、有機ＥＬディスプレイの輝度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの平面図である。 本発明の実施形態に係る画素の拡大平面図である。 本発明の実施形態に係る一画素の拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る光吸収層の機能を説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の電極間の厚みを説明するための概念図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する一画素の断面図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する一画素の断面図である。 図９（Ａ）、図９（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する一画素の断面図である。 図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する一画素の断面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造工程を説明する一画素の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための概念図である。 本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ素子を説明するための概念図である。

符号の説明

１ 有機ＥＬディスプレイ
２ 素子基板
３ 画素
４ 駆動ＩＣ
５ 有機ＥＬ素子
６ コンタクト電極層
７ 隔壁
８ 絶縁物
９ 封止基板
１０ シール材
１１ 回路層
１２ 絶縁層
１３ 平坦化膜
１４ 第１電極層
１５ 有機発光層
１６ 第２電極層
１７ 正孔注入層
１８ 正孔輸送層
１９ 発光層
２０ 電子輸送層
２１ 電子注入層
２２ 光吸収層
２３ 保護膜
Ｄ１ 表示領域
Ｄ２ 非表示領域
Ｒ１ 発光領域
Ｒ２ コンタクト領域
Ｓ コンタクトホール

Claims (8)

1. 第１電極層と、
   前記第１電極層上に形成される有機発光層と、
   前記有機発光層上に形成され、前記有機発光層の発する光が透過する第２電極層と、
   前記有機発光層の発する光の進行する側であって、前記有機発光層が発する光の定在波の節となる位置に形成される光吸収層と、
   を備えたことを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
2. 請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記光吸収層は、前記第２電極層と前記有機発光層との間に形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
3. 請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記光吸収層は、前記第２電極層上に形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
4. 請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記有機発光層は、前記第１電極層及び前記第２電極層との間に複数層形成されており、
   前記有機発光層同士の間に、前記光吸収層が形成されていることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
5. 請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記有機発光層は、発する光の色に応じて構成する材料が異なっており、
   前記光吸収層は、前記有機発光層の発する光の色に応じて、前記第１電極層から前記光吸収層までの距離が異なることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
6. 請求項５に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記第１電極層から前記第２電極層までの距離は、前記有機発光層の発する光の色に応じて異なることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
7. 請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記光吸収層は、６２０ｎｍ以下の可視光を吸収することを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。
8. 請求項７に記載の有機ＥＬディスプレイにおいて、
   前記光吸収層の厚みは、５ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることを特徴とする有機ＥＬディスプレイ。

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