JP2010211985A - Light-emitting device and electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置および電子機器に関するものである。 The present invention relates to a light emitting device and an electronic apparatus.
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された発光装置のニーズが高まっている。この様な発光装置の一つとして、有機エレクトロルミネッセンス装置(有機EL装置)が知られている。このような有機EL装置は、陽極(第1電極)と陰極(第2電極)との間に発光層を有する発光素子を備えたものが一般的である。さらに、正孔注入性や電子注入性を向上させるために、陽極と発光層との間に正孔注入・輸送層を配置した構成や、発光層と陰極との間に電子注入層やホールブロック層を配置した構成が提案されている。 In recent years, with the diversification of information equipment and the like, there is an increasing need for light-emitting devices that consume less power and are lighter. An organic electroluminescence device (organic EL device) is known as one of such light-emitting devices. Such an organic EL device generally includes a light emitting element having a light emitting layer between an anode (first electrode) and a cathode (second electrode). Furthermore, in order to improve the hole injection property and the electron injection property, a structure in which a hole injection / transport layer is disposed between the anode and the light emitting layer, or an electron injection layer or hole block between the light emitting layer and the cathode. A configuration in which layers are arranged has been proposed.
ところで、上述した有機EL装置は、発光層から取り出される光のスペクトルのピーク幅が広く、発光輝度も小さいため、表示装置に適用した場合に、十分な色再現性が得られないという問題があった。そこで、基板と陽極との間に形成された光反射層と、発光層の射出側に形成された半透過反射性を有する陰極と、を備え、光反射層と陰極との間で、発光層から発せられた光を共振させる光共振器構造を設ける構造が提案されている。 However, the above-described organic EL device has a problem in that sufficient color reproducibility cannot be obtained when applied to a display device because the peak width of the spectrum of light extracted from the light emitting layer is wide and the light emission luminance is low. It was. Therefore, a light reflecting layer formed between the substrate and the anode, and a transflective cathode formed on the emission side of the light emitting layer, the light emitting layer between the light reflecting layer and the cathode There has been proposed a structure in which an optical resonator structure for resonating light emitted from the light source is provided.
この構成によれば、発光層から発せられた光は、光反射層と陰極との間で往復し、その光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。このため、輝度特性が高く、スペクトル幅が狭いシャープな光を取り出すことができるとされている。 According to this configuration, the light emitted from the light emitting layer reciprocates between the light reflecting layer and the cathode, and only the light having the resonance wavelength corresponding to the optical distance is amplified and extracted. For this reason, it is said that sharp light with high luminance characteristics and a narrow spectrum width can be extracted.
しかし、上述した光共振器構造を採用した有機EL装置では、スペクトル幅が狭くなると、表示面を斜めから見た場合、つまり視野角が大きくなるにつれ光の波長が低波長側にシフトしたり、発光輝度が低下したりする等、発光特性の視野角依存性が高いという問題がある。この問題に対しては、例えば特許文献1に示すように、発光層から発せられた光の光学的距離を最適化することで、ある程度のスペクトル幅を有するように共振させる構成が開示されている。
However, in the organic EL device adopting the optical resonator structure described above, when the spectrum width is narrowed, when the display surface is viewed obliquely, that is, as the viewing angle increases, the wavelength of light shifts to the lower wavelength side, There is a problem that the viewing angle dependency of the emission characteristics is high, such as a decrease in emission luminance. To solve this problem, for example, as disclosed in
近年、有機EL装置の高品質化に伴い、視野角特性の更なる向上が要求されている。図12は、従来の有機EL装置における発光輝度の視野角特性を示すグラフである。図においては、上半部における縦軸の0度が視聴者の視覚方向の正面(表示面の法線方向)、つまり視野角0度を示している。また、発光輝度は視野角0度の位置での発光輝度を100%とした場合における割合で示しており、中心Oを0%、最外周を100%として同心円上に示している。 In recent years, with the improvement in the quality of organic EL devices, further improvement in viewing angle characteristics has been demanded. FIG. 12 is a graph showing viewing angle characteristics of light emission luminance in a conventional organic EL device. In the figure, 0 degrees on the vertical axis in the upper half indicates the front of the viewer in the visual direction (normal direction of the display surface), that is, the viewing angle is 0 degrees. The light emission luminance is shown as a ratio when the light emission luminance at the position where the viewing angle is 0 degree is 100%, and is shown on a concentric circle with the center O being 0% and the outermost periphery being 100%.
図に示すように、上記従来技術では、赤色光、緑色光、青色光の各色ともに視野角0度の位置で発光輝度が最大となるように光学的距離が最適化されており、3色の光を混色した場合には、視野角0度において最適な白色光Wが射出されるようになっている。そして、視野角が大きくなるにつれ、各色R,G,Bともに発光輝度が減衰している。つまり、視野角が大きくなるにつれ、光学的距離が最適条件からずれて長くなり、取り出したい光が最適な共振波長の条件で射出されなくなる。 As shown in the figure, in the above prior art, the optical distance is optimized so that the emission luminance is maximized at the position where the viewing angle is 0 degree for each color of red light, green light, and blue light. When light is mixed, the optimum white light W is emitted at a viewing angle of 0 degree. As the viewing angle increases, the emission luminance of each color R, G, B decreases. That is, as the viewing angle increases, the optical distance deviates from the optimum condition and becomes longer, and the light to be extracted is not emitted under the optimum resonance wavelength condition.
図13は、従来の有機EL装置における色度の視野角特性を示すxy色度図であり、図中実線は、視野角が0度〜80度まで変化した場合におけるスペクトルのピーク波長の変化を示している。図に示すように、上記従来技術では、赤色光、緑色光、青色光の各色ともに視野角0度の位置(図13中符号Ra,Ga,Ba)において、最適な色度で射出されるように設定され、白色光(図13中符号Wa)が表示されるようになっている。 FIG. 13 is an xy chromaticity diagram showing the viewing angle characteristics of chromaticity in a conventional organic EL device. The solid line in the figure shows the change in the peak wavelength of the spectrum when the viewing angle changes from 0 degrees to 80 degrees. Show. As shown in the figure, in the above prior art, red light, green light, and blue light are emitted at an optimal chromaticity at a position where the viewing angle is 0 degrees (reference characters Ra, Ga, Ba in FIG. 13). The white light (reference numeral Wa in FIG. 13) is displayed.
しかしながら、上記特許文献で示されているように、視野角が大きくなるにつれ、各色のピーク波長が最適条件からずれて低波長側にシフトすると(図13中符号Rb,Gb,Bb)、全体的な色ズレが生じるという問題がある。つまり、視野角0度の位置では白色光が表示されるのに対して、視野角が大きくなるにつれて青色側(低波長側)にシフトし、表示が青く見えてしまう(図13中符号Wb)。 However, as shown in the above-mentioned patent document, as the viewing angle increases, when the peak wavelength of each color shifts from the optimum condition and shifts to the lower wavelength side (reference characters Rb, Gb, Bb in FIG. 13), overall There is a problem that color misregistration occurs. In other words, white light is displayed at a position where the viewing angle is 0 degree, but as the viewing angle increases, the light is shifted to the blue side (low wavelength side), and the display appears blue (reference numeral Wb in FIG. 13). .
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、視野角の違いによって発生する色ズレを抑制することができる発光装置及び電子機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a light-emitting device and an electronic apparatus that can suppress color misregistration caused by a difference in viewing angle.
発明者は、様々な検討を重ねた結果、発光層の構成が色ズレに大きな影響を与えることが分かった。そこで発明者は、発光層の構成が大きく色ズレを起こすものであっても好適に色ズレを抑制するために、射出される光から色ズレの原因となっている波長領域の光を除去することを想到した。 As a result of various studies, the inventor has found that the configuration of the light emitting layer has a great influence on the color shift. Therefore, the inventor removes light in a wavelength region that causes color misregistration from emitted light in order to suitably suppress color misregistration even when the configuration of the light emitting layer is large and causes color misregistration. I thought of that.
すなわち、上記の課題を解決するため、本発明の発光装置は、第1電極と、半透過反射性を有する第2電極と、の間に挟持された発光層と、前記第1電極を挟んで前記発光層の反対側に配置された光反射層と、を有し、前記光反射層と前記第2電極との間で、前記発光層で発光した光である発光光を共振させる光共振器構造が構成された発光素子を備え、前記発光素子に対向して、該発光素子から射出された光が入射する着色層を有し、前記着色層は、前記光共振器構造の視野角0度における共振波長の光を含む所定の波長域の光を透過させると共に、該所定の波長域よりも低波長側の光を吸収することを特徴とする。 That is, in order to solve the above-described problem, a light-emitting device of the present invention includes a light-emitting layer sandwiched between a first electrode and a second electrode having transflective properties, and sandwiching the first electrode. An optical resonator configured to resonate emitted light, which is light emitted from the light emitting layer, between the light reflecting layer and the second electrode. A light emitting element having a structure, and a colored layer on which light emitted from the light emitting element is incident, facing the light emitting element, and the colored layer has a viewing angle of 0 degrees of the optical resonator structure. And transmitting light in a predetermined wavelength region including light having a resonance wavelength in FIG. 5 and absorbing light having a wavelength lower than the predetermined wavelength region.
上述のように、光共振器構造を備えた発光装置を斜めから観察すると、共振波長が低波長側にシフトするため、視野角0度における射出光の波長よりも短い波長が共振波長となる。 As described above, when the light emitting device having the optical resonator structure is observed from an oblique direction, the resonance wavelength shifts to the lower wavelength side, so that a wavelength shorter than the wavelength of the emitted light at the viewing angle of 0 degree becomes the resonance wavelength.
その際、例えば発光光がブロードな発光スペクトルを有していると、斜めから観察する場合の共振波長に、十分な発光強度の光を射出している場合がある。このような場合、当該波長領域の光が共振することで、共振波長が低波長側にシフトした場合においても光が増幅される。そのため、射出光の低波長シフトが際立ち、色ズレが生じることとなる。 At this time, for example, if the emitted light has a broad emission spectrum, light having a sufficient emission intensity may be emitted to the resonance wavelength when observed from an oblique direction. In such a case, the light in the wavelength region resonates, so that the light is amplified even when the resonance wavelength is shifted to the lower wavelength side. Therefore, the low wavelength shift of the emitted light is conspicuous, and color misregistration occurs.
しかし、本発明の構成によれば、視野角0度における射出光の色よりも低波長側の色を生じさせる光は、着色層にて吸収される。そのため、着色層を透過した後に射出される光では、低波長シフトの原因となる短い波長の光が低減する。したがって、色ズレが抑制された発光装置とすることができる。 However, according to the configuration of the present invention, light that generates a color having a lower wavelength than the color of emitted light at a viewing angle of 0 degrees is absorbed by the colored layer. Therefore, in the light emitted after passing through the colored layer, light having a short wavelength that causes a low wavelength shift is reduced. Therefore, a light emitting device in which color misregistration is suppressed can be obtained.
本発明においては、前記着色層は、透過率が最大となるピーク波長から低波長側に30nm以上短い波長領域において、透過率が10%以下であることが望ましい。
この構成によれば、着色層を透過して射出される光から、確実に所定の波長域よりも低波長側の光を除くことができ、良好に色ズレを抑制することができる。
In the present invention, the colored layer preferably has a transmittance of 10% or less in a wavelength region shorter by 30 nm or more from the peak wavelength where the transmittance is maximum to the low wavelength side.
According to this configuration, light having a lower wavelength than the predetermined wavelength region can be reliably removed from the light emitted through the colored layer, and color misregistration can be suppressed satisfactorily.
本発明においては、視野角0度における前記共振波長が異なる複数の前記発光素子と、前記複数の発光素子の各々に対向して設けられる複数の前記着色層と、を有することが望ましい。
この構成によれば、色ズレを抑制しフルカラー表示が可能な発光装置とすることができる。
In the present invention, it is desirable to include a plurality of the light emitting elements having different resonance wavelengths at a viewing angle of 0 degrees and a plurality of the colored layers provided to face each of the plurality of light emitting elements.
According to this configuration, a light-emitting device capable of suppressing full-color display while suppressing color misregistration can be obtained.
また本発明の電子機器は、前述した本発明の発光装置を備えていることを特徴とする。
この構成によれば、上述した発光装置を備えているため、視野角の違いによって発生する色ズレを抑制した高性能な電子機器を提供することができる。
An electronic apparatus according to the present invention includes the above-described light emitting device according to the present invention.
According to this configuration, since the light-emitting device described above is provided, a high-performance electronic device that suppresses color misregistration caused by a difference in viewing angle can be provided.
以下、図1〜図9を参照しながら、本発明の実施形態に係る発光装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。 Hereinafter, a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In all the drawings below, the film thicknesses and dimensional ratios of the constituent elements are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
以下説明では、発光装置は「赤色」「緑色」「青色」の光を用いて表示を行うこととしている。ここで言うところの光の色は、色の様相の相違を示す「色相」の違いを定性的に示したものであり、本発明では、実際の発光装置の使用形態に則して、観察者が該色相を感じる光となっているかどうかを問題としている。 In the description below, the light emitting device performs display using “red”, “green”, and “blue” light. The color of light here refers to the qualitative difference in “hue”, which indicates the difference in color appearance. In the present invention, the observer observes according to the actual usage of the light emitting device. Is a light that feels the hue.
本発明では、赤色の光の波長が600〜740nm、緑色の光の波長が520〜565nm、青色の光の波長が450〜480nm、としているが、本発明はこれに限られるものではない。 In the present invention, the wavelength of red light is 600 to 740 nm, the wavelength of green light is 520 to 565 nm, and the wavelength of blue light is 450 to 480 nm. However, the present invention is not limited to this.
ここでは、まず図1,2を用いて、本発明が適用される有機EL装置(発光装置)について概略を説明し、図3から5を用いて該有機EL装置の発光素子の構成に起因した課題について説明した後に、この課題を解決するため本発明の有機EL装置が有するカラーフィルターの構成について、図6から8を用いて説明を行う。 Here, first, an outline of an organic EL device (light emitting device) to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and due to the configuration of the light emitting element of the organic EL device with reference to FIGS. After describing the problem, the structure of the color filter included in the organic EL device of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は本発明の発光装置の一例として挙げる有機EL装置の概略構成を示した断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL device exemplified as a light emitting device of the present invention.
本実施形態の有機EL装置1は、素子基板20A上の陽極(第1電極)10と陰極(第2電極)11の間に挟持された有機機能層12と金属反射板(光反射層)15とを有する複数の発光素子21を備えている。また、有機EL装置1は、発光素子21を画素領域XR,XG,XB毎に区切る画素隔壁13と、素子基板20Aに対向配置された封止基板31と、を備えている。
The
有機EL装置1は、素子基板20Aの対向側である封止基板31側から光を取り出すトップエミッション方式の発光方式を採用するため、素子基板20Aの材料としては、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。
Since the
透明基板としては、例えばガラス、石英ガラス、窒化ケイ素等の無機物や、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の有機高分子(樹脂)を用いることができる。また、光透過性を備えるならば、前記材料を積層または混合して形成された複合材料を用いることもできる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム(プラスチックフィルム)などが挙げられる。 As the transparent substrate, for example, an inorganic substance such as glass, quartz glass, or silicon nitride, or an organic polymer (resin) such as an acrylic resin or a polycarbonate resin can be used. In addition, a composite material formed by laminating or mixing the above materials can be used as long as it has optical transparency. Examples of opaque substrates include ceramics such as alumina, metal sheets such as stainless steel that have been subjected to insulation treatment such as surface oxidation, thermosetting resins and thermoplastic resins, and films thereof (plastic films). It is done.
素子基板20A上には、窒化珪素等からなる無機絶縁層14が形成されている。無機絶縁層14上にはアルミ合金等からなる金属反射板15が内装された平坦化層16が形成されている。この平坦化層16は、アクリル系やポリイミド系等の、耐熱性絶縁性樹脂などを用いて、薄膜トランジスタ(TFT)123や配線等による表面の凹凸をなくすために形成されている。
An inorganic insulating
平坦化層16上には、陽極10が形成されている。この陽極10は、金属酸化物系の透明導電材料によって形成され、具体的にはITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)が好適に用いられている。陽極10は、各発光素子21に対応して形成されており、その一端側が無機絶縁層14に形成されたコンタクトホール17を介してTFT123に接続されている。
An
陽極10上には、画素隔壁13が形成されている。この画素隔壁13は、陽極10上に開口部を有し、複数の発光素子21を独立させて区分するものである。画素隔壁13に囲まれた領域は、発光素子21の画素領域となっており、これらは赤色の光、青色の光、緑色の光のそれぞれの光を取り出す画素領域XR,XG,XBとして割り当てられている。なお、画素隔壁13の形成材料としては、例えばポリイミド、アクリル等の絶縁性を有する有機物を用いることができる。なお、画素隔壁13の形成材料としては、無機物と有機物とを組み合わせたものであってもよい。
A
有機機能層12は、正孔注入・輸送層30と発光層40とを備えている。正孔注入・輸送層30は、陽極10の正孔を発光層40に注入・輸送するためのものである。正孔注入・輸送層30は、素子基板20A上の陽極10上に各画素隔壁13を跨いで形成されている。
The organic
正孔注入・輸送層30の形成材料としては、特に3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PEDOT/PSS)の水分散液が好適に用いられる。なお、正孔注入・輸送層30の形成材料としては、上述のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。
As a material for forming the hole injection /
発光層40は、陰極11から注入される電子と正孔注入・輸送層30から注入される正孔とが結合して、所定の波長の光が射出される部分である。発光層40は、正孔注入・輸送層30上の全域に亘って形成されている。
The
発光層40は、白色に発光する白色発光層を採用している。発光層40を白色に発光させる方法としては、複数の色の光を射出する発光層を積層することで、各層から射出される色光を混色し、擬似白色光とする方法を採用している。発光層40としては、例えば、赤色と緑色と青色との3色を混色する構成や、青色と黄色との2色を混色する構成を採用することができる。
The
本実施形態の発光層40は、図1(b)に示すように、赤色発光層40a、緑色発光層40b、青色発光層40cを積層した構成の発光層40を用い、各着色層40a〜40cから射出された3色の光を混色することで、白色光として射出する構成としている。
The
発光層40の構成材料としては、例えばポリフルオレン誘導体(PF)やポリパラフェニレンビニレン誘導体(PPV)、ポリパラフェニレン誘導体(PPP)、ポリビニルカルバゾール(PVK)、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン(PMPS)などのポリシラン誘導体、などの高分子有機材料を用いることができる。また、上記高分子有機材料に、例えばペリレン系色素や、クマリン系色素、ローダミン系色素、ルブレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、キナクリドンなどの低分子有機材料をドープしたものを用いてもよい。なお、発光層40の上層に、電子輸送層やホールブロック層を形成することが好ましい。
Examples of the constituent material of the
陰極11は、発光層40から発光した光の一部を透過し、残りの光の一部又は全部を金属反射板15側に反射する半透過反射性を有している。陰極11は、素子基板20A上の画素隔壁13及び発光層40を覆うように形成されている。
The
このような陰極11と金属反射板15との間に上述した発光層40が挟持されており、陰極11と金属反射板15との間で、発光層40から発せられた光を共振させる光共振器構造が形成されている。光共振器構造については後述する。
The above-described
陰極11上には、有機緩衝層18が形成されている。有機緩衝層18は、画素隔壁13の形状の影響により、凹凸状に形成された陰極11の凹凸部分を埋めるように形成されている。そして、有機緩衝層18の上面は略平坦になるように形成されている。有機緩衝層18は、素子基板20Aの反りや体積膨張により発生する応力を緩和し、不安定な形状の画素隔壁13からの陰極11の剥離を防止する機能を有する。
An
有機緩衝層18上には、有機緩衝層18を覆うようにガスバリア層19が形成されている。ガスバリア層19は、酸素や水分が内部に浸入するのを防止するためのもので、これにより酸素や水分による発光素子21の劣化等を抑えることができる。また、上述した有機緩衝層18の上面が略平坦化されるので、有機緩衝層18上に形成される硬い被膜からなるガスバリア層19も平坦化される。したがって、応力が集中する部位がなくなり、これにより、ガスバリア層19でのクラックの発生を防止することができる。ガスバリア層19の材質は、透明性、ガスバリア性、耐水性を考慮して、好ましくは窒素を含む珪素化合物、すなわち珪素窒化物や珪素酸窒化物などによって形成される。
A
ガスバリア層19上には、ガスバリア層19を覆うようにシール層22が形成されている。シール層22は、ガスバリア層19上に封止基板31を固定させ、かつ外部からの機械的衝撃に対して緩衝機能を有し、発光層40やガスバリア層19の保護をするものである。シール層22は、例えばウレタン系、アクリル系、エポキシ系、ポリオレフィン系などの樹脂で、封止基板31より柔軟でガラス転移点の低い材料からなる接着剤によって形成されている。
A
封止基板31は、上述した素子基板20Aに対向配置されている。封止基板31は、その上面が光を取り出す表示面として機能するため、ガラスまたは透明プラスチック(ポリエチレンテレフタレート、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリオレフィン等)などの光透過性を有する材料で構成されている。
The sealing
封止基板31の下面(素子基板20A側)には、赤色着色層37R、緑色着色層37G、青色着色層37Bがマトリクス状に配列形成されたカラーフィルター37が構成されている。各着色層37R,37G,37Bは、透明バインダー層に顔料または染料が混合して構成された層で、顔料やその他の添加材を選択することにより目的とする赤(R)、緑(G)あるいは青(B)に調整されている。
On the lower surface of the sealing substrate 31 (on the
着色層37R,37G,37Bの各々は、発光素子21の陽極10に対向して配置されており、発光層40から発せられた光のうち、後述する各着色層の透過特性に応じて、各色の波長に対応した光が着色層37の各々を透過し、各色の光として観察者側に射出されるようになっている。
Each of the
着色層37R,37G,37Bの領域の間には、ブラックマトリクス層32が形成されている。このブラックマトリクス層32は、着色層37を区分して非発光部分として構成しており、隣接する画素領域XR,XG,XB間の光漏れを防止するものである。ブラックマトリクス層32の構成材料としては、カーボンブラック等の顔料が混入された樹脂からなる遮光層である。なお、このブラックマトリクス層32には、フッ素樹脂等の撥液性を有する樹脂を混合させてもよい。
A
図2は、有機EL装置1の発光素子21が備える光共振器構造についての説明図であり、図1において二点鎖線で囲んだ部分(符号Aで示す)の拡大図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical resonator structure included in the
各発光素子21の共振波長は、金属反射板15と陰極11との間の光学的距離、つまり金属反射板15と陰極11との間に形成された各層(例えば、有機機能層12、陽極10)の膜厚と屈折率とのそれぞれの積の総和によって求められる。
The resonance wavelength of each light emitting
本実施形態では、陽極10の膜厚を制御することにより光学的距離を調整し、発光素子21の共振波長を異ならせている。そのため、発光素子21からそれぞれ異なった色の光が取り出されるようになっている。
In the present embodiment, the optical distance is adjusted by controlling the film thickness of the
光学的距離をL、発光層40で発光した光が陽極10または陰極11で反射する際に生じる位相シフトをΦ、発光層40から射出される光のうち取り出したい光のスペクトルのピーク波長をλとすると、これらの関係は、2L=λ(m−Φ/2π)(ただしmは整数)という式で表すことができる。なお、上述した視野角とは、視覚方向と封止基板31の表示面の法線とのなす角度とする。
The optical distance is L, the phase shift generated when the light emitted from the
上式より、光学的距離Lと所望の光のピーク波長λとは比例しているため、陽極10の膜厚は、長波長の赤色の光が取り出される発光素子21のものが最大となり、緑色の光が取り出される発光素子、青色の光が取り出される発光素子の順で膜厚が薄くなっている。この光学的距離は、通常、表示面(封止基板31の表面)を正面から見た場合、つまり視野角0度の時の共振波長の色が、最適な色となるように設定している。
From the above equation, since the optical distance L is proportional to the desired light peak wavelength λ, the film thickness of the
この構成によれば、発光層40から発せられた光は、金属反射板15と陰極11との間で往復し、その光学的距離に対応した共振波長の光だけが増幅されて取り出される。このため、発光輝度が高く、スペクトルもシャープな光を取り出すことができる。
According to this configuration, the light emitted from the
このような構成の有機EL装置について、色ズレの抑制についての作用を説明する。以下の説明では、有機EL装置の各構成における光について、より詳細に説明するために、次の図3のように表記している。図3は、上述の有機EL装置1における各種の光についての説明図である。
With respect to the organic EL device having such a configuration, an operation of suppressing color misregistration will be described. In the following description, the light in each component of the organic EL device is expressed as shown in FIG. 3 in order to describe in more detail. FIG. 3 is an explanatory diagram of various types of light in the
まず、発光層40で発せられた光L1を「発光光」と称する。これは、発光層40の組成に応じた波長の光であり、本実施形態では白色の発光光である。
First, the light L1 emitted from the
次に、発光光L1が金属反射板15と陰極11との間(光共振器構造)で共振した後、発光素子21から射出された光L2を「射出光」と称する。これは、光共振器構造の共振波長を有し、所定の色を呈する光である。
Next, after the emitted light L1 resonates between the
更に、射出光L2が着色層37R,37G,37Bを透過した後に、対向基板31側から取り出される光L3を「視認光」と称する。視認光L3は、射出光L2に含まれる一部の波長の光を着色層で吸収した後に放たれる光であり、観察者によって観察される色光である。この視認光L3の色が低波長側にずれることにより、本発明で課題としている色ズレが生じる。
Further, the light L3 extracted from the
次に、図4から6を用いて発光層の構成に起因する課題について説明する。上述のように、有機EL装置1は、複数の発光層が積層して白色の光を発する発光層を採用するため、以下に説明するような特有の課題を備えている。
Next, problems caused by the configuration of the light emitting layer will be described with reference to FIGS. As described above, since the
図4は、本発明の有機EL装置で採用する白色の光を発する発光層40の発光スペクトルを示す図である。図では、擬似白色光を発する構成として、上述した3色混色する構成を「3peak」、2色混色する構成を「2peak」として示している。
FIG. 4 is a diagram showing an emission spectrum of the
図に示すように、発光層が発する白色光は、波長によって発光強度の差を有している。強度ピーク(3peakのスペクトルでは符号P1〜P3、2peakのスペクトルでは符号Pa、Pbで示す)の波長は、各々の発光層を構成する各色の発光材料の強度ピークと対応している。 As shown in the figure, white light emitted from the light emitting layer has a difference in emission intensity depending on the wavelength. The wavelength of the intensity peak (indicated by reference signs P1 to P3 in the spectrum of 3 peak and indicated by reference signs Pa and Pb in the spectrum of 2 peak) corresponds to the intensity peak of the light emitting material of each color constituting each light emitting layer.
また、図に示すスペクトルにおいては、各発光材料の強度ピークを示す波長が近接しているために、あるいは各発光材料がブロードな発光特性を有するために、発光材料の強度ピーク間が明確に分離されず、連続したスペクトルを示している。ここで言う「連続した」とは、強度ピークの間の波長領域においても発光強度の低下があまり見られないことを示している。 In addition, in the spectrum shown in the figure, the intensity peaks of the light emitting materials are clearly separated because the wavelengths indicating the intensity peaks of the light emitting materials are close to each other or because each light emitting material has a broad light emission characteristic. Not a continuous spectrum. Here, “continuous” indicates that the emission intensity does not decrease much even in the wavelength region between the intensity peaks.
例えば、3peakのスペクトルにおいて、青色発光材料に起因する強度ピークP1と緑色発光材料に起因する強度ピークP2との間の波長領域では、両発光材料のスペクトルの裾が重なり合うことで連続したスペクトルとなっている(符号X1)。2peakのスペクトルの符号X2も同様である。 For example, in the spectrum of 3 peak, in the wavelength region between the intensity peak P1 attributed to the blue light emitting material and the intensity peak P2 attributed to the green light emitting material, the spectrums of both light emitting materials overlap to form a continuous spectrum. (Reference numeral X1). The same applies to the code X2 of the 2 peak spectrum.
このような発光スペクトルを有する発光光が光共振器構造にて共振する場合、次の様な課題が発生する。 When emitted light having such an emission spectrum resonates in an optical resonator structure, the following problem occurs.
図5は、本発明の課題を説明する説明図であり、光共振器構造を有する発光素子21から射出される射出光のスペクトルを示す図である。図では、有機EL装置を観察する視野角が0度の場合と60度の場合とを合わせて示している。また、本実施形態の有機EL装置では、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の射出光は、それぞれ異なる発光素子21から射出されるが、ここでは各色のスペクトルの挙動を比較するために、各色のスペクトルを重ねて示している。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the problem of the present invention, and is a diagram showing a spectrum of emitted light emitted from the
光共振器構造を備えた発光素子を有する有機EL装置を正面から観察すると、各発光素子が射出すべき色の光の波長が共振波長となり、該色の波長にピーク強度を有する射出光が射出される。これは、図中の視野角0度のスペクトルが対応する。 When an organic EL device having a light emitting element having an optical resonator structure is observed from the front, the wavelength of the light of the color to be emitted by each light emitting element becomes the resonance wavelength, and the emitted light having the peak intensity at the wavelength of the color is emitted. Is done. This corresponds to the spectrum with a viewing angle of 0 degrees in the figure.
対して、光共振器構造を備えた発光素子を有する有機EL装置を斜めから観察すると、各発光素子における共振波長が低波長側にシフトする。そのため、図に示す視野角60度における共振波長のピーク位置は、各色いずれにおいても、視野角0度における共振波長のピーク位置と比べて低波長側にシフトしている。 On the other hand, when an organic EL device having a light emitting element having an optical resonator structure is observed from an oblique direction, the resonance wavelength of each light emitting element is shifted to the lower wavelength side. Therefore, the resonance wavelength peak position at a viewing angle of 60 degrees shown in the figure is shifted to a lower wavelength side than the resonance wavelength peak position at a viewing angle of 0 degrees in each color.
加えて、赤色および青色の射出光は、低波長シフト後のスペクトルで、発光強度が低下しているのに対し、緑色の射出光は、低波長シフト後であってもシフト前と変わらない発光強度となっている。これは、図4で示したように、3peakの発光素子のスペクトルでは、強度ピークP2(緑色に対応)の位置よりも低波長側の符号X1で示した波長領域付近で、十分な発光強度の光が射出されていることに起因する。 In addition, the red and blue emission lights have a lower emission intensity in the spectrum after the low wavelength shift, whereas the green emission light does not change even before the shift even after the low wavelength shift. It is strong. As shown in FIG. 4, in the spectrum of the light emitting element of 3 peak, sufficient light emission intensity is obtained in the vicinity of the wavelength region indicated by the symbol X1 on the lower wavelength side than the position of the intensity peak P2 (corresponding to green). This is due to the light being emitted.
すなわち、当該波長領域においても、十分な発光強度の発光光を発しているため、当該波長領域の光は共振し、シフト前の射出光と変わらない発光強度にまで増幅される。結果、共振波長が低波長側にシフトした場合であっても、シフト前と変わらない発光強度の射出光が射出されている。 That is, since the emitted light having a sufficient emission intensity is emitted also in the wavelength region, the light in the wavelength region resonates and is amplified to the same emission intensity as the emitted light before the shift. As a result, even when the resonance wavelength is shifted to the lower wavelength side, emitted light having the same emission intensity as that before the shift is emitted.
このような挙動を示す発光素子に対向して従来のカラーフィルターを設けた場合、有機EL装置は図6のような発色をすることとなる。図6は、当該有機EL装置の視野角特性を示すxy色度図であり、図3に示す視認光L3についての色度図である。図6中の実線は、視野角を0度から60度まで変化させた場合に観察されるスペクトルのピーク波長の変化を示している。 In the case where a conventional color filter is provided facing the light emitting element exhibiting such behavior, the organic EL device develops color as shown in FIG. FIG. 6 is an xy chromaticity diagram showing the viewing angle characteristics of the organic EL device, and is a chromaticity diagram for the visible light L3 shown in FIG. The solid line in FIG. 6 shows the change in the peak wavelength of the spectrum observed when the viewing angle is changed from 0 degree to 60 degrees.
図では、視野角0度における各色の色度を、赤色光はR1、緑色光はG1、青色光はB1、白色光W1で示しており、同様に視野角60度各色の色度を、赤色光はR2、緑色光はG2、青色光はB2、白色光W2で示している。 In the figure, the chromaticity of each color at a viewing angle of 0 degrees is indicated by R1 for red light, G1 for green light, B1 for blue light, and white light W1. Light is indicated as R2, green light as G2, blue light as B2, and white light W2.
図に示すように、従来のカラーフィルターを設けた場合には、赤色の視認光、青色の視認光の色度変化(図中R1→R2およびB1→B2)に対して、緑色の視認光の色度変化(図中G1→G2)が大きいため、各色光を混色して得られる白色の視認光も白色から青色側へ大きく色ズレを起こすことが分かる(図中W1→W2)。 As shown in the figure, when the conventional color filter is provided, the green visible light is changed with respect to the chromaticity change of the red visual light and the blue visual light (R1 → R2 and B1 → B2 in the figure). Since the chromaticity change (G1 → G2 in the figure) is large, it can be seen that the white visual light obtained by mixing each color light also causes a large color shift from white to blue side (W1 → W2 in the figure).
次に、図7から9を用いて、上述の発光層の構成に起因する課題を解決する構成について説明する。本発明では、発光素子に対向するカラーフィルターの光透過率に着目し、上述の課題を解決し視認光の色ズレを抑制することを実現している。 Next, the structure which solves the problem resulting from the structure of the above-mentioned light emitting layer is demonstrated using FIGS. In the present invention, focusing on the light transmittance of the color filter facing the light emitting element, it is possible to solve the above-described problems and suppress the color shift of the visible light.
図7は、本発明の有機EL装置に用いるカラーフィルターに係る各着色層の透過率特性を示す図である。図では、説明を容易にするために赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の着色層の透過率特性を同時に示している。 FIG. 7 is a diagram showing the transmittance characteristics of each colored layer according to the color filter used in the organic EL device of the present invention. In the figure, the transmittance characteristics of the red (R), green (G), and blue (B) colored layers are shown at the same time for ease of explanation.
図に示すように、本発明の有機EL装置で用いるカラーフィルターの着色層は、透過率の最大値を示すピーク波長P(Pr、Pg、Pb)から30nm以上低波長側の透過率が10%以下となるように制御されている。具体的には、赤色の着色層では570nm以下の波長領域において透過率が10%以下となっている。同様に、緑色の着色層では490nm以下の波長領域において、また、青色の着色層では420nm以下の波長領域において透過率が10%以下となっている。各着色層のピーク波長PWは、発光素子の視野角0度における共振波長のピーク位置と概ね一致しており、視野角0度において共振波長の光を良好に透過するように設計されている。 As shown in the figure, the colored layer of the color filter used in the organic EL device of the present invention has a transmittance of 10% at a low wavelength side of 30 nm or more from the peak wavelength P (Pr, Pg, Pb) indicating the maximum transmittance. It is controlled to be as follows. Specifically, the red colored layer has a transmittance of 10% or less in a wavelength region of 570 nm or less. Similarly, the transmittance is 10% or less in the wavelength region of 490 nm or less for the green colored layer and in the wavelength region of 420 nm or less for the blue colored layer. The peak wavelength PW of each colored layer is approximately the same as the peak position of the resonance wavelength at a viewing angle of 0 degrees of the light emitting element, and is designed to favorably transmit light at the resonance wavelength at a viewing angle of 0 degrees.
本発明の有機EL装置では、発光素子に対向して、このような透過率特性の着色層を有するカラーフィルターを配置している。そのため、次の図に示すような作用により課題が解決される。 In the organic EL device of the present invention, a color filter having a colored layer having such transmittance characteristics is disposed opposite to the light emitting element. Therefore, the problem is solved by the action as shown in the following figure.
図8は、図5に示す「3peak」のスペクトルを備える発光素子を備えた有機EL装置について、色ズレを抑制する本発明の効果を説明する説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the effect of the present invention that suppresses color misregistration in the organic EL device including the light emitting element having the spectrum of “3 peak” illustrated in FIG. 5.
図8(a)は、本発明の有機EL装置を視野角60度の位置から観察する際に、発光素子から射出される緑色の射出光のスペクトルを示す図であり、図5で示したものと同様のものである。緑色の射出光は、上述のように低波長シフトしている。 FIG. 8A is a diagram showing a spectrum of green emitted light emitted from the light emitting element when the organic EL device of the present invention is observed from a position with a viewing angle of 60 degrees, which is shown in FIG. Is the same. The green emission light is shifted by a low wavelength as described above.
図8(b)は、緑色の着色層の透過率特性を示す図であり、図7で示したものと同様のものである。図8(a)で示した緑色の射出光は、このような透過率特性を有する着色層に入射する。 FIG. 8B is a diagram showing the transmittance characteristics of the green colored layer, which is the same as that shown in FIG. The green emission light shown in FIG. 8A is incident on the colored layer having such transmittance characteristics.
図8(c)は、着色層を透過し、画素領域から射出される緑色の視認光のスペクトルを示す図である。着色層では、上述した発光スペクトルを有する緑色の射出光から、低波長側の光が吸収される。そのため、視認光のスペクトルは、図に示すように着色層の透過スペクトルに対応してピーク波長近傍の波長を有することとなる(図中斜線部分)。 FIG. 8C is a diagram showing a spectrum of green visible light that passes through the colored layer and is emitted from the pixel region. In the colored layer, light on the low wavelength side is absorbed from the green emission light having the emission spectrum described above. Therefore, the spectrum of the visible light has a wavelength near the peak wavelength corresponding to the transmission spectrum of the colored layer as shown in the figure (shaded portion in the figure).
このように、本発明では低波長側の光を着色層で吸収し、所望の波長領域の光を透過させることで、色ズレを防止している。図5に示したように、「3peak」のスペクトルを備える発光素子の場合、赤色の視認光、青色の視認光と比べて緑色の視認光の輝度が強すぎるため、緑色の視認光の色ズレに大きく引きずられる形で、白色の視認光が大きく色ズレを起こす。しかし、上述したような透過特性を有する着色層を透過した緑色の視認光では、低波長側の波長の光が除かれている上に、赤色、青色の視認との輝度バランスが良く、全体としてバランスがくずれにくくなる。 As described above, in the present invention, the color shift is prevented by absorbing the light on the low wavelength side with the colored layer and transmitting the light in the desired wavelength region. As shown in FIG. 5, in the case of a light emitting device having a spectrum of “3 peak”, the luminance of the green visual light is too strong compared to the red visual light and the blue visual light. The white visible light causes a large color shift. However, in the green visible light transmitted through the colored layer having the transmission characteristics as described above, the light of the wavelength on the low wavelength side is removed, and the luminance balance between red and blue visual recognition is good, and as a whole It becomes difficult to lose balance.
図9には、カラーフィルターの着色層が、上述したような透過特性を有する有機EL装置の視野角特性を示すxy色度図を示す。図9は、図6に対応する図である。図では、視野角0度における各色の色度は赤色光がR3、緑色光がG3、青色光がB3となっており、視野角が大きくなるにつれ赤色光がR4、緑色光がG4、青色光がB4に向かって低波長側へシフトすることとして示している。 FIG. 9 shows an xy chromaticity diagram showing the viewing angle characteristics of the organic EL device in which the colored layer of the color filter has the transmission characteristics as described above. FIG. 9 corresponds to FIG. In the figure, the chromaticity of each color at a viewing angle of 0 degrees is R3 for red light, G3 for green light, and B3 for blue light. As the viewing angle increases, R4 for red light, G4 for green light, and blue light. Is shown as shifting to the lower wavelength side toward B4.
図9と図6(従来のカラーフィルターを有する有機EL装置の色度図)とを比べると、赤色および青色の視認光についての色度の変化(図中R3→R4およびB3→B4)は、図6に示された結果と大きな差が無いのに対して、緑色の視認光の色度変化(図中G3→G4)が大きく減少しており、各色光を混色して得られる白色の視認光の変化もわずかな変化量となっていることが分かる(図中W3→W4)。したがって、色度図からも、視野角の違いによって生じる全体的な色ずれを抑制できることが確認される。 When FIG. 9 is compared with FIG. 6 (chromaticity diagram of an organic EL device having a conventional color filter), the change in chromaticity for red and blue visible light (R3 → R4 and B3 → B4 in the figure) is While there is no significant difference from the result shown in FIG. 6, the chromaticity change (G3 → G4 in the figure) of the green visible light is greatly reduced, and the white visual recognition obtained by mixing each color light It can be seen that the change in light is also a slight change amount (W3 → W4 in the figure). Therefore, it is confirmed from the chromaticity diagram that the overall color shift caused by the difference in viewing angle can be suppressed.
以上のような構成の有機EL装置1によれば、視野角の違いによって発生する色ズレを抑制し、高品質な表示が可能となる。
According to the
なお、本実施形態においては、緑色光について作用効果を説明したが、発光素子から射出される他の色光(赤色光、青色光)において、共振波長よりも低波長側に共振に十分な発光強度の射出光が射出されている場合にも、同様の作用効果を奏することで課題が解決される。 In the present embodiment, the effect of green light has been described. However, in other color light (red light, blue light) emitted from the light emitting element, the light emission intensity sufficient for resonance at a wavelength lower than the resonance wavelength. Even when the emitted light is emitted, the problem can be solved by producing the same effect.
図10は、図4で示した「2peak」の発光スペクトルを有する発光素子から射出される共振後の光のスペクトルを示す図であり、図5に対応する図である。この場合、視野角が0度の場合の赤色光、緑色光、青色光の発光強度と比べ、赤色光および緑色光は、低波長シフト後であってもシフト前と変わらない発光強度の光を射出している。 FIG. 10 is a diagram illustrating a spectrum of light after resonance emitted from the light emitting element having the emission spectrum of “2 peak” illustrated in FIG. 4, and corresponds to FIG. 5. In this case, compared to the red, green, and blue light emission intensities when the viewing angle is 0 degree, red light and green light emit light with the same intensity as before the shift even after the low wavelength shift. Ejecting.
このような発光スペクトルの発光素子を有する有機EL装置においても、図7に示すような、共振波長よりも30nm以上低波長側の透過率が10%以下となるように制御された着色層を有するカラーフィルターを用いることで、色ズレの原因となる低波長の光を効率的に除去し、色ズレを抑制することができる。 The organic EL device having a light-emitting element having such an emission spectrum also has a colored layer that is controlled so that the transmittance on the wavelength side lower than the resonance wavelength by 30 nm or more is 10% or less as shown in FIG. By using a color filter, it is possible to efficiently remove light having a low wavelength that causes color misregistration and suppress color misregistration.
また、本実施形態においては、全ての発光素子21に対向して着色層を設けることとしたが、視野角に対する色ズレが大きい色の光を発する発光素子にのみ着色層を設けることとしても良い。着色層を設けない発光素子では、射出光を視認光として用いることができ、着色層における無用な光の吸収を抑制することができるため、光の利用効率を高め、輝度低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the colored layer is provided so as to face all the
また、本実施形態においては、トップエミッション方式のトップエミッション方式の発光方式を採用する有機EL装置について説明したが、素子基板20A側から光を取り出すボトムエミッション方式の発光方式を採用する有機EL装置に適用することも可能である。
In the present embodiment, the organic EL device adopting the top emission type light emission method has been described. However, the organic EL device adopting the bottom emission type light emission method for extracting light from the
[電子機器]
次に、本発明の電子機器の実施形態について説明する。本発明の電子機器は、上述した有機EL装置1を表示部として有し、具体的には図11に示すものが挙げられる。
[Electronics]
Next, an embodiment of the electronic device of the present invention will be described. The electronic apparatus of the present invention has the
図11(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。携帯電話1000は、上述した有機EL装置1を用いた表示部1001を備える。
FIG. 11A is a perspective view showing an example of a mobile phone. A
図11(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。時計(電子機器)1100は、上述した有機EL装置1を用いた表示部1101を備える。
FIG. 11B is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic device. A timepiece (electronic device) 1100 includes a
図11(c)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。情報処理装置(電子機器)1200は、キーボードなどの入力部1202、上述した有機EL装置1を用いた表示部1206、情報処理装置本体(筐体)1204を備える。
FIG. 11C is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. An information processing apparatus (electronic device) 1200 includes an
図11(d)は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。薄型大画面テレビ(電子機器)1300は、薄型大画面テレビ本体(筐体)1302、スピーカーなどの音声出力部1304、上述した有機EL装置1を用いた表示部1306を備える。
FIG. 11D is a perspective view showing an example of a thin large-screen television. A thin large-screen TV (electronic device) 1300 includes a thin large-screen TV main body (housing) 1302, an
図11(a)〜(d)に示すそれぞれの電子機器は、上述した有機EL装置1を有した表示部1001,1101,1206,1306を備えているので、表示部における視野角の違いによって発生する色ズレを抑制することが図られたものとなる。
Each of the electronic devices shown in FIGS. 11A to 11D includes the
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
1…有機EL装置(発光装置)、10…陽極(第1電極)、11…陰極(第2電極)、15…金属反射板(光反射層)、20A…素子基板(基板)、21…発光素子、37R…赤色着色層(着色層)、37G…緑色着色層(着色層)、37B…青色着色層(着色層)、40…発光層、1000…携帯電話(電子機器)、1100…時計(電子機器)、1200…情報処理装置(電子機器)、1300…薄型大型テレビ(電子機器)、1001,1101,1206,1306…表示部(発光装置)、L1…発光光、L2…射出光
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記発光素子に対向して、該発光素子から射出された光が入射する着色層を有し、
前記着色層は、前記光共振器構造の視野角0度における共振波長の光を含む所定の波長域の光を透過させると共に、該所定の波長域よりも低波長側の光を吸収することを特徴とする発光装置。 A light emitting layer sandwiched between the first electrode and a second electrode having transflective properties; and a light reflecting layer disposed on the opposite side of the light emitting layer with the first electrode interposed therebetween. A light emitting element having an optical resonator structure configured to resonate light emitted from the light emitting layer between the light reflecting layer and the second electrode;
Opposite to the light emitting element, having a colored layer on which light emitted from the light emitting element is incident,
The colored layer transmits light in a predetermined wavelength range including light having a resonance wavelength at a viewing angle of 0 degree of the optical resonator structure, and absorbs light on a lower wavelength side than the predetermined wavelength range. A light emitting device characterized.
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