JP2018037570A - Display unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は表示装置に関する。 The present invention relates to a display device.
有機EL表示装置は、各画素に、アノード、カソード、及び発光層を含む有機発光ダイオード(OLED)を有している。有機EL表示装置のなかには、発光層が複数の画素に別個に形成されているものがある。下記特許文献1では、青画素、緑画素、及び赤画素に、青色発光層、緑色発光層、赤色発光層がそれぞれ形成されている。また、特許文献1では、緑色発光層と赤色発光層は電子輸送層とブロッキング層とで覆われ、青色発光層は電子輸送層だけで覆われている。
The organic EL display device has an organic light emitting diode (OLED) including an anode, a cathode, and a light emitting layer in each pixel. Some organic EL display devices have a light emitting layer formed separately on a plurality of pixels. In the following
OLEDの閾値電圧は、そのビルトイン電位によって決まる。そのため、OLEDの材料(例えば、発光層の材料)が画素によって異なるために、OLEDの閾値電圧が画素によって相違する場合がある。例えば青色発光層、緑色発光層、赤色発光層が3つの画素にそれぞれ形成されている表示装置においては、3つの画素でOLEDの閾値電圧が異なる場合がある。このため、例えば白を表示するために青画素、赤画素、及び緑画素に同電圧を加えると、閾値電圧が低い画素(例えば、赤画素や緑画素)の輝度が高くなり、閾値電圧が高い画素(例えば、青画素)の輝度が相対的に低くなり、その結果、清純な白が表示されないという問題が生じる。 The threshold voltage of an OLED is determined by its built-in potential. Therefore, since the material of the OLED (for example, the material of the light emitting layer) differs depending on the pixel, the threshold voltage of the OLED may differ depending on the pixel. For example, in a display device in which a blue light emitting layer, a green light emitting layer, and a red light emitting layer are formed in three pixels, the threshold voltage of the OLED may be different in the three pixels. For this reason, for example, when the same voltage is applied to a blue pixel, a red pixel, and a green pixel in order to display white, the luminance of a pixel having a low threshold voltage (for example, a red pixel or a green pixel) is increased, and the threshold voltage is increased. The luminance of a pixel (for example, a blue pixel) becomes relatively low, and as a result, there arises a problem that pure white is not displayed.
本発明の目的の一つは、各画素に設けられているOLEDの閾値電圧を制御できる表示装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a display device capable of controlling the threshold voltage of an OLED provided in each pixel.
本発明に係る表示装置は、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間に形成されている発光層と、前記カソードと前記発光層との間に形成され、前記カソードから供給される電子を前記発光層に輸送する電子輸送層と、前記電子輸送層と前記発光層との間に形成され、前記アノードから前記カソードに向かう正孔をブロックする正孔ブロッキング層と、を有している。前記電子輸送層は、前記電子輸送層の前記正孔ブロッキング層側に負の固定電荷を蓄積する材料で形成されている。この表示装置によれば、OLEDの閾値電圧を制御できる。
また、本発明に係る別の表示装置は、発光層と、電子と正孔のうちの一方の電荷である第1電荷を前記発光層に供給する第1電極と、前記発光層を挟んで前記第1電極とは反対側に配置され、電子と正孔のうちの他方の電荷である第2電荷を前記発光層に供給する第2電極と、前記第1電極と前記発光層との間に配置され、前記第1電極から供給される前記第1電荷を前記発光層に輸送するための第1電荷輸送層と、前記第1電荷輸送層と前記発光層との間に配置され、前記第2電極から前記第1電極に向かう前記第2電荷をブロックする第2電荷ブロッキング層とを有している。前記第1電荷輸送層の材料は、前記第1電荷輸送層の前記第2電荷ブロッキング層側に前記第1電荷を蓄積する材料である。この表示装置によっても、OLEDの閾値電圧を制御できる。
The display device according to the present invention is formed between an anode, a cathode, a light emitting layer formed between the anode and the cathode, and between the cathode and the light emitting layer, and is supplied from the cathode. An electron transport layer that transports electrons to the light emitting layer, and a hole blocking layer that is formed between the electron transport layer and the light emitting layer and blocks holes from the anode toward the cathode. Yes. The electron transport layer is formed of a material that accumulates negative fixed charges on the hole blocking layer side of the electron transport layer. According to this display device, the threshold voltage of the OLED can be controlled.
Further, another display device according to the present invention includes a light emitting layer, a first electrode that supplies the first charge, which is one of electrons and holes, to the light emitting layer, and the light emitting layer interposed therebetween. A second electrode that is disposed on the opposite side of the first electrode and supplies the second charge, which is the other charge of electrons and holes, to the light emitting layer, and between the first electrode and the light emitting layer A first charge transport layer disposed to transport the first charge supplied from the first electrode to the light emitting layer, disposed between the first charge transport layer and the light emitting layer, and A second charge blocking layer that blocks the second charge from the two electrodes toward the first electrode. The material of the first charge transport layer is a material that accumulates the first charge on the second charge blocking layer side of the first charge transport layer. This display device can also control the threshold voltage of the OLED.
以下、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の一例である有機ElectroLuminesence表示装置1の平面図である。図2は有機EL表示装置1の断面図である。図3はTFT基板10の回路層30に形成されている回路の一例を説明するための図である。図4は発光色の異なる3つの画素における有機発光ダイオード(OLED)4の積層構造を例示する図である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view of an organic
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、本明細書の開示は一例にすぎず、発明の主旨を保っての適宜の変更で且つ当業者が容易に想到し得るものは、本発明の範囲に含有される。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. It should be noted that the disclosure of this specification is merely an example, and any modifications that can be easily conceived by those skilled in the art while maintaining the gist of the present invention are included in the scope of the present invention.
図1に示すように、表示装置1には表示領域Dが規定されている。表示領域Dには、複数の色でそれぞれ発光する複数の画素が規定されている。例えば、表示装置1は、複数の画素として、赤画素Pr、緑画素Pg、及び青画素Pbを含んでいる(図2参照)。各画素にOLED4(図3参照)が形成されている。画素の色及び色の数は表示装置1の例に限定されない。
As shown in FIG. 1, a display area D is defined in the
図1に示すように、表示装置1はTFT基板10を有している。表示装置1はさらにTFT基板10と対向する対向基板9を有してもよい。図2に示すように、TFT基板10は基材10aを有している。基材10aは例えばガラスやプラスチックである。また、TFT基板10は基材10a上に形成される回路層30を有している。回路層30はOLED4へ供給する電流を制御する画素回路が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、回路層30の上側にはアノード2が形成されている。具体的には、回路層30の上側には平坦化膜(不図示)が形成され、その平坦化膜の上側にアノード2が形成されている。アノード2は各画素に位置している。TFT基板10はアノード2と向き合っているカソード3を有している。カソード3は複数の画素に亘って形成されている。すなわち、複数の画素においてカソード3は連続している。図4に示すように、アノード2とカソード3との間に、後述する発光層42や電子輸送層44を有する有機層40が形成されている。有機層40、アノード2、及びカソード3によってOLED4が構成されている。
As shown in FIG. 2, the
回路層30は、各画素に形成されている画素回路を有している。各画素のアノード2は回路層30に形成されている画素回路に接続している。図3に示すように、画素回路は複数のTFT(Thin Film Transistor)31a,31bや、キャパシタ31cなどを有している。また、回路層30には、X方向に伸びている走査信号線31Bと、Y方向に伸びている映像信号線31Cと、Y方向に伸びている駆動電源線31Dとが形成されている。アノード2は駆動TFT31bを介して駆動電源線31Dに接続されている。カソード3は接地電位に接続されている。走査信号線31BはY方向に並んでいる複数の画素行のそれぞれに設けられている。映像信号線31CはX方向に並んでいる複数の画素列のそれぞれに設けられている。走査信号線31Bは走査線駆動回路(不図示)によって順番に選択される。選択された走査信号線31BにはスイッチングTFT31aをオンする電圧が印加される。映像信号線31Cには、選択された走査信号線31Bに接続された画素の映像信号に応じた電圧が加えられる。この電圧はスイッチングTFT31aを介してキャパシタ31cに加えられる。キャパシタ31cに加えられた電圧に応じた電流が、駆動TFT31bを通して駆動電源線31DからOLED4に供給される。これにより、選択された走査信号線31Bに対応する画素のOLED4が発光する。画素回路は図3に示す例に限られず、種々の変更がなされてよい。
The
図2に示すように、アノード2上にバンク層21が形成されている。バンク層21は、各画素に、アノード2を露出させる開口を有している。有機層40はアノード2及びバンク層21上に形成され、バンク層21の開口の内側においてアノード2と接している。カソード3は有機層40への水分の浸透を防ぐバリア層5によって覆われている。バリア層5は複数の層で構成される積層構造を有してもよい。表示装置1の例では、バリア層5は、SiNやSiOなどの無機材料で形成される第1バリア層5a及び第3バリア層5cと、第1バリア層5aと第3バリア層5cとの間に形成される、アクリルなどの有機材料で形成されている第2バリア層5bとを有している。バリア層5の構造は表示装置1の例に限られない。表示装置1の例ではバリア層5の上側に対向基板9が配置され、バリア層5と対向基板9との間に充填材6が形成されている。
As shown in FIG. 2, a
上述したように、各画素にOLED4が形成されている。OLED4はアノード2とカソード3と有機層40とを有している。表示装置1はトップエミッション型の表示装置である。アノード2は光反射性を有する金属膜、或いは光反射性を有する金属膜と透明導電膜との積層膜により構成される。例えば、アノード2の材料としては、例えば、ITOとAgとの積層膜や、AlNd合金の膜、IZOと銀との積層膜などを用いることができる。カソード3の材料としては、例えばITOやIZO、ZnOなどの透明導電性材料を用いることができる。カソード3に半透明、半反射の導電性材料を用いてもよい。カソード3には、例えばマグネシウムや銀が含まれてもよいし、マグネシウムと銀の合金が用いられてもよい。表示装置1はボトムエミッション型でもよい。この場合、アノード2は透明導電材料或いは半透明、半反射の導電性材料によって形成され、カソード3は光を反射する材料を含む。アノード2及びカソード3の材料は上述したものに限定されず、適宜変更されてよい。
As described above, the OLED 4 is formed in each pixel. The OLED 4 has an
図4に示すように、有機層40は、アノード2とカソード3との間に、有機材料によって形成される発光層42を有している。発光層42は複数の画素に別個に形成されている。すなわち、各画素に、その画素の色で発光する発光層が形成されている。例えば、赤画素Prには赤色光を発する発光層42が形成され、緑画素Pgには緑色光を発する発光層42が形成され、青画素Pbには青色光を発する発光層42が形成される。
As shown in FIG. 4, the
図4に示すように、有機層40は発光層42とアノード2との間に形成される正孔輸送層41を有している。言い換えれば、正孔輸送層41はアノード2の上側に形成され、発光層42は正孔輸送層41の上側に形成されている。正孔輸送層41はアノード2から供給される正孔を発光層42に輸送する。有機層40は正孔輸送層41とアノード2との間に正孔注入層を有してもよい。さらに有機層40は、発光層42とカソード3との間に電子輸送層44を有している。カソード3は電子輸送層44の上側に形成されている。電子輸送層44はカソード3から供給される電子を発光層42に輸送する。有機層40は電子輸送層44とカソード3との間に電子注入層を有してもよい。さらに、有機層40は電子輸送層44と発光層42との間に正孔ブロッキング層43を有している。正孔ブロッキング層43は発光層42の上側に形成され、電子輸送層44は正孔ブロッキング層43の上側に形成されている。正孔ブロッキング層43はアノード2からカソード3に向かう正孔をブロックする。
As shown in FIG. 4, the
電子輸送層44は正孔ブロッキング層43側に負の固定電荷を蓄積する材料で形成されている。ここで固定電荷とは正孔ブロッキング層43側に移動しない電荷である。電子輸送層44は、具体的には配向分極を生じる材料を含んでおり、配向分極によって正孔ブロッキング層43側に負の固定電荷を蓄積する。配向分極はアノード2とカソード3との間に生じる電界によって、電子輸送層44の材料(分子)が持つ永久双極子の向きが揃うことによる分極である。例えば、カソード3とアノード2との間に電位差があるものの、カソード3から発光層42に電子が供給されていない状態において、電子輸送層44の材料(分子)が所定の方向に配向且つ分極をし、電子輸送層44の正孔ブロッキング層43側に、電子輸送層44の配向分極に起因する負の固定電荷が蓄積する。その後カソード3とアノード2との間の電位差が解消されたとしても、蓄積された固定電荷は電子輸送層44の正孔ブロッキング層43側に維持される。尚、カソード3とアノード2との間の電位差が解消されたときに、電子輸送層44の永久双極子の向きがランダムになり、蓄積された固定電荷が解消される場合もある。上述したように、有機層40は電子輸送層44と発光層42との間に正孔ブロッキング層43を有している。この構造によると、正孔ブロッキング層43の厚さを調整することによって、OLED4の閾値電圧を制御できる。
The
図5A、図5B、図6A、及び図6Bは電子輸送層44と正孔ブロッキング層43とによる閾値電圧制御の仕組みを説明するための図である。図5A及び図6AはOLED4の積層構造を示す図である。図5Aでは、カソード3から発光層42への電子供給が開始する前の状態(初期状態)が模式的に示されている。図6Aではカソード3から発光層42への電子供給が開始している状態が模式的に示されている。図5B及び図6BはOLED4を構成する層のエネルギーレベルの例が示されている。図5Bでは、図5Aと同様に、カソード3から発光層42への電子供給が開始する前の状態(初期状態)が示されている。図6Bでは、図6Aと同様に、カソード3から発光層42への電子供給が開始している状態が模式的に示されている。
5A, 5B, 6A, and 6B are diagrams for explaining a mechanism of threshold voltage control by the
上述したように、電子輸送層44は配向分極を生じる材料で形成されている。そのため、カソード3とアノード2間に電圧が加えられると、図5Aに示すようにカソード3から電子が供給されていない初期状態、すなわち、電圧がOLED4の閾値電圧よりも低い状態で、アノード2とカソード3間の電界に起因して電子輸送層44が配向分極を生じる。その結果、電子輸送層44の正孔ブロッキング層43側の界面に負の電荷が表れる。電子輸送層44に生じる負の電荷に起因して、図5Bに示すように電子輸送層44のLUMOには電位勾配が生じる。この電位勾配のために、カソード3の電子は電子輸送層44を通らない。つまり、電流はOLED4を流れない。また、この状態では、図5Aに示すように、アノード2は正孔輸送層41及び発光層42に正孔を供給される。電子輸送層44と発光層42との間には正孔ブロッキング層43が形成されている。図5Bに示すように、正孔ブロッキング層43は発光層42のHOMOに比べて十分に低いHOMOを有している。そのため、発光層42に入った正孔は正孔ブロッキング層43に進むことができず、発光層42の正孔ブロッキング層43側の界面に留まる。
As described above, the
アノード2とカソード3間の電位差が増すに従って、発光層42の正孔ブロッキング層43側の界面に留まる正の電荷量は増大する。図6Aに示すように発光層42の正孔ブロッキング層43側の界面に留まる正の電荷量が電子輸送層44の配向分極による負の電荷量と等しくなると、図6Bに示すように、電子輸送層44のLUMOの電位勾配が解消される。その結果、カソード3の電子は電子輸送層44及び正孔ブロッキング層43を通過し、発光層42に入る。そして、発光層42で正孔と電子との再結合が生じる。すなわち、発光層42の発光が開始する。
As the potential difference between the
図6A及び図6Bで示すようにカソード3から発光層42への電子供給が開始する時点で発光層42の界面に蓄積している正の電荷量をQhとするとき、Qhは次の式で表される(正の電荷量Qhは電子輸送層44の配向分極によって生じる負の電荷量と同じである)。
Qh=C・V
上の式において、CはOLED4の静電容量であり、VはOLED4に加えられる電圧である。静電容量Cは正孔ブロッキング層43の厚さに反比例する。したがって、正孔ブロッキング層43の厚さが増すに従って、電圧Vが増す。つまり、電子輸送層44の配向分極によって生じている負の電荷を打ち消すために必要な電圧(すなわちOLED4の閾値電圧)は、正孔ブロッキング層43の厚さの増大にしたがって増す。
As shown in FIGS. 6A and 6B, when the positive charge amount accumulated at the interface of the
Qh = C ・ V
In the above equation, C is the capacitance of the OLED 4 and V is the voltage applied to the OLED 4. The capacitance C is inversely proportional to the thickness of the
図7はOLED4に加えられる電圧とOLED4に流れる電流密度との関係(電流−電圧特性)を示す図である。この図において、横軸は電圧であり、縦軸は電流密度である。また、この図において、丸、三角、四角でそれぞれ示される3種類のマークは、正孔ブロッキング層の厚さが異なる3つのOLED4についての電流−電圧特性をそれぞれ表している。丸マークは最も薄い正孔ブロッキング層43を有するOLED4の特性を表し、四角マークは最も厚い正孔ブロッキング層43を有するOLED4の特性を表している。この図で示されるように、OLED4に電流が流れ始める閾値電圧Vth1、Vth2、Vth3は正孔ブロッキング層43の厚さが増すに従って高くなっている。つまり、正孔ブロッキング層43の厚さを調整することによって、OLED4の閾値電圧を制御できる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship (current-voltage characteristics) between the voltage applied to the OLED 4 and the current density flowing through the OLED 4. In this figure, the horizontal axis is voltage, and the vertical axis is current density. In this figure, three types of marks indicated by circles, triangles, and squares represent current-voltage characteristics for three OLEDs 4 having different hole blocking layer thicknesses, respectively. The circle mark represents the characteristic of the OLED 4 having the thinnest
電子輸送層44が含む材料、すなわち永久双極子を持つ分子が配向する材料としては、例えば、
TPBi:1,3,5-tris(1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl)benzeneや、
BCP:2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline、
Alq3:tris-(8-hydroxyquinolate) aluminum、
OXD−7:1,42is[2-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzeneなどを用いることができる。
As a material included in the
TPBi: 1,3,5-tris (1-phenyl-1H-benzimidazol-2-yl) benzene,
BCP: 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline,
Alq3: tris- (8-hydroxyquinolate) aluminum,
OXD-7: 1,42is [2- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazo-5-yl] benzene or the like can be used.
正孔ブロッキング層43が含む材料としては、例えば、
PPT:2,8-bis(diphenylphosphoryl)dibenzo[b,d]thiopheneや、
DPEPO:bis(2-(diphenylphosphino)phenyl)ether oxide、
TAZ:3-pheny-4-(1’-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazoleなどを用いることができる。
As a material included in the
PPT: 2,8-bis (diphenylphosphoryl) dibenzo [b, d] thiophene,
DPEPO: bis (2- (diphenylphosphino) phenyl) ether oxide,
TAZ: 3-pheny-4- (1′-naphthyl) -5-phenyl-1,2,4-triazole and the like can be used.
正孔ブロッキング層43が含む材料は上の例に限られない。正孔ブロッキング層43の材料としては、高い電子移動度を有し且つ低い正孔移動度を有する材料が用いられてもよい。例えば、正孔ブロッキング層43の材料は、10−5cm2/Vs以上の電子移動度を有し且つ10−8cm2/Vs以下の正孔移動度を有する材料が用いられてもよい。これに替えて、正孔ブロッキング層43の材料としては、高い電子移動度を有し且つ深いHOMOを有している材料が用いられてもよい。例えば、正孔ブロッキング層43の材料は10−5cm2/Vs以上の電子移動度を有し、且つ6.5eVより大きいHOMO(6.5eVよりも深いHOMO)を有している材料が利用されてもよい。
The material included in the
図4に示すように、OLED4は各画素に形成されている。有機層40は、各画素において、発光層42、正孔ブロッキング層43、及び電子輸送層44を有している。すなわち、有機層40は、色の異なる複数の画素(表示装置1の例では、赤画素Pr、緑画素Pg、青画素Pb)において、発光層42、正孔ブロッキング層43、及び電子輸送層44を有している。
As shown in FIG. 4, the OLED 4 is formed in each pixel. The
電子輸送層44は色の異なる複数の画素(表示装置1の例では、赤画素Pr、緑画素Pg、青画素Pb)に亘って形成されている。すなわち、電子輸送層44は複数の画素において共通している。また、正孔輸送層41も複数の画素に亘って形成されている。電子輸送層44や正孔輸送層41とは異なり、発光層42は画素の色に合わせて別個に形成されている。表示装置1の例では、赤画素Pr、緑画素Pg、及び青画素Pbに、赤色光を発する発光層42、緑色光を発する発光層42、青色光を発する発光層42がそれぞれ形成されている。また、正孔ブロッキング層43も色が異なる複数の画素に別個に形成されている。具体的には、正孔ブロッキング層43は、赤画素Pr、緑画素Pg、及び青画素Pbのそれぞれに別個に形成されている。
The
互いに色が異なる複数の画素のうち一部の画素の正孔ブロッキング層43は、他の一部の画素の正孔ブロッキング層43よりも薄い。こうすることによって、発光層42の材料に起因してOLED4の閾値電圧に差が生じている場合に、その差を低減できる。表示装置1の例では、図4に示すように、青画素Pbの正孔ブロッキング層43は、緑画素Pg及び赤画素Prの正孔ブロッキング層43よりも薄い。言い換えれば、発光層42が発する光の波長が相対的に短い画素(表示装置1の例では、青画素Pb)では、発光層42が発する光の波長が相対的に長い画素(表示装置1の例では、赤画素Prや緑画素Pg)に比べて、正孔ブロッキング層43の厚さが薄い。
Among the plurality of pixels having different colors, the
一般的に、波長の短い光を発するOLEDの閾値電圧は、波長の長い光を発するOLEDの閾値電圧よりも高くなる傾向にある。例えば、青色光を発するOLEDの閾値電圧は、緑色光や赤色光を発するOLEDの閾値電圧よりも高い傾向がある。表示装置1の例では、青画素Pbでの正孔ブロッキング層43の厚さは、他の色の画素での正孔ブロッキング層43の厚さよりも小さい。これによって、青画素のOLED4の閾値電圧と他の色のOLED4との閾値電圧との差を低減できる。
Generally, the threshold voltage of an OLED that emits light having a short wavelength tends to be higher than the threshold voltage of an OLED that emits light having a long wavelength. For example, the threshold voltage of an OLED that emits blue light tends to be higher than the threshold voltage of an OLED that emits green or red light. In the example of the
なお、正孔ブロッキング層43がないと仮定した場合、青画素PbのOLED4が有する閾値電圧(言い換えれば、内蔵電位)は、他の画素Pr、PgのOLED4が有する閾値電圧よりも高い。つまり、表示装置1の例では、もともと閾値電圧が高いOLED4には相対的に薄い正孔ブロッキング層43が設けられ、もともと閾値電圧が低いOLED4では厚い正孔ブロッキング層43が設けられている。こうすることによって、もともとあった画素間の閾値電圧の差を、正孔ブロッキング層43によって低減できる。なお、相対的に薄い正孔ブロッキング層43が設けられる画素は必ずしも青画素Pbでなくてもよい。つまり、2つの画素のうち一方の画素の閾値電圧が他方の画素の閾値電圧よりも高い場合には、この一方の画素に相対的に薄い正孔ブロッキング層43が設けられ、他方の画素に相対的に厚い正孔ブロッキング層43が設けられてもよい。
When it is assumed that there is no
図8はOLED4に加えられる電圧とOLED4に流れる電流密度との関係(電流−電圧特性)を示す図である。この図において、実線Lr2、Lb2はそれぞれ赤画素Pr及び青画素Pbでの電流−電圧特性を示す線を示している(以下では、この線を電流−電圧特性線と称する)。また、破線Lr1、Lb1は、赤画素Prと青画素Pbとにおいて正孔ブロッキング層43が設けられていないと仮定した場合に得られる電流−電圧特性を示している。緑画素Pgについての電流−電圧特性線は図8において省略されている。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship (current-voltage characteristics) between the voltage applied to the OLED 4 and the current density flowing through the OLED 4. In this figure, solid lines Lr2 and Lb2 indicate lines indicating current-voltage characteristics in the red pixel Pr and blue pixel Pb, respectively (hereinafter, these lines are referred to as current-voltage characteristic lines). Broken lines Lr1 and Lb1 indicate current-voltage characteristics obtained when it is assumed that the
表示装置1では、有機層40は、赤画素Prと青画素Pbの双方において電子輸送層44と正孔ブロッキング層43とを有している。そのため、この2つの画素の電流−電圧特性線Lr1、Lb1は、正孔ブロッキング層43を設けることによって高電圧側にシフトしている。すなわち、電流−電圧特性線Lr1、Lb1は、正孔ブロッキング層43を設けることによって電流−電圧特性線Lr2、Lb2に変化している。
In the
上述したように、表示装置1の例では、赤画素Prの正孔ブロッキング層43は青画素Pbの正孔ブロッキング層43よりも厚い。そのため、赤画素Prについての電流−電圧特性線Lr1は、青画素Pbについての電流−電圧特性線Lb1よりも大きくシフトしている。そして、2つの画素の閾値電圧の差は正孔ブロッキング層43を設けることによって小さくなっている(図8においてVr1、Vb1はそれぞれ、正孔ブロッキング層43が存在しない場合の赤画素Prの閾値電圧、青画素Pbの閾値電圧である。また、Vr2、Vb2はそれぞれ、正孔ブロッキング層43が形成されている場合の赤画素Prの閾値電圧、青画素Pbの閾値電圧である)。
As described above, in the example of the
図4に示すように、表示装置1の例では、赤画素Prに設けられている正孔ブロッキング層43と緑画素Pgに設けられている正孔ブロッキング層43は実質的に同じ厚さを有している。つまり、表示装置1の例では、色が異なる3つの画素のうち、2つの画素の正孔ブロッキング層43は同じ厚さを有し、1つの画素だけが相対的に薄い正孔ブロッキング層43を有している。したがって、正孔ブロッキング層43は赤画素Prと緑画素Pgとに亘って形成されてもよい。こうすることによって、表示装置1の製造工程を低減できる。表示装置1の例に替えて、緑画素Pgの正孔ブロッキング層43は、赤画素Prの正孔ブロッキング層43よりも薄くてもよい。すなわち、正孔ブロッキング層43の厚さは、色が異なる3つの画素において、互いに異なっていてもよい。
As shown in FIG. 4, in the example of the
以上説明したように、表示装置1では、電子輸送層44は正孔ブロッキング層43側に負の固定電荷を蓄積する材料で形成されている。また、電子輸送層44と発光層42との間には正孔ブロッキング層43が形成されている。この構造によると、正孔ブロッキング層43の厚さを調整することによって、OLED4の閾値電圧を制御できる。
As described above, in the
なお、本発明は以上説明した実施形態に限られず、種々の変更がなされてよい。
正孔ブロッキング層43は必ずしも全ての画素に形成されていなくてもよい。例えば、閾値電圧がもともと高い画素や、相対的に波長の短い光を発する画素(具体的には、青画素Pb)には、必ずしも正孔ブロッキング層43は形成されていなくてもよい。そして、他の色の画素にだけ正孔ブロッキング層43が形成されてもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various changes may be made.
The
また、正孔輸送層に配向分極材料を使用し、正孔輸送層と発光層との間に電子ブロッキング層を配置し、正孔輸送層電子ブロッキング層側に正の固定電荷を蓄積させる構造にしてもよい。この構造においても、上記の実施形態と同様に、電子ブロッキング層の厚さを調整することで閾電圧の制御が可能である。 In addition, an orientation polarization material is used for the hole transport layer, an electron blocking layer is disposed between the hole transport layer and the light emitting layer, and a positive fixed charge is accumulated on the hole transport layer electron blocking layer side. May be. Also in this structure, the threshold voltage can be controlled by adjusting the thickness of the electron blocking layer, as in the above embodiment.
OLED4はマルチフォトエミッション素子でもよい。すなわち、有機層40は各画素に複数の発光層42を有してもよい。そして、隣接する2つの発光層42の間に電荷発生層が形成されてもよい。この場合でも、正孔ブロッキング層43と電子輸送層44とによって各OLED4の閾値電圧を制御できる。
The OLED 4 may be a multi-photo emission element. That is, the
1 表示装置、2 アノード、3 カソード、4 有機発光ダイオード(OLED)、5 バリア層、6 充填材、9 対向基板、10 TFT基板、10a 基材、21 バンク層、30 回路層、31B 走査信号線、31C 映像信号線、31D 駆動電源線、31a スイッチングTFT、31b 駆動TFT、31c キャパシタ、40 有機層、41 正孔輸送層、42 発光層、43 正孔ブロッキング層、44 電子輸送層、Pb 青画素、Pg 緑画素、Pr 赤画素。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
カソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に形成されている発光層と、
前記カソードと前記発光層との間に形成され、前記カソードから供給される電子を前記発光層に輸送する電子輸送層と、
前記電子輸送層と前記発光層との間に形成され、前記アノードから前記カソードに向かう正孔をブロックする正孔ブロッキング層と、を有し、
前記電子輸送層の材料は、前記電子輸送層の前記正孔ブロッキング層側に負の固定電荷を蓄積する材料である
ことを特徴とする表示装置。 An anode,
A cathode,
A light emitting layer formed between the anode and the cathode;
An electron transport layer that is formed between the cathode and the light emitting layer and transports electrons supplied from the cathode to the light emitting layer;
A hole blocking layer that is formed between the electron transport layer and the light emitting layer and blocks holes from the anode toward the cathode;
The display device characterized in that the material of the electron transport layer is a material that accumulates a negative fixed charge on the hole blocking layer side of the electron transport layer.
ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 2. The display according to claim 1, wherein the electron transport layer includes a material that causes orientation polarization, and accumulates negative fixed charges on the hole blocking layer side of the electron transport layer by the orientation polarization. apparatus.
前記発光層を有している第2画素とを有し、
前記第1画素の前記発光層の発光色と前記第2画素の前記発光層の発光色は互いに異なっている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載される表示装置。 A first pixel having the light emitting layer;
A second pixel having the light emitting layer,
The display device according to claim 1, wherein a light emission color of the light emitting layer of the first pixel and a light emission color of the light emitting layer of the second pixel are different from each other.
前記第1画素の前記正孔ブロッキング層と前記第2画素の前記正孔ブロッキング層は別個に形成されている
ことを特徴とする請求項3に記載される表示装置。 Both the first pixel and the second pixel have the anode, the light emitting layer, the cathode, the electron transport layer, and the hole blocking layer,
The display device according to claim 3, wherein the hole blocking layer of the first pixel and the hole blocking layer of the second pixel are formed separately.
前記第2画素は、前記アノード、前記発光層、前記カソード、及び前記電子輸送層を有し、
前記第2画素には前記第1の画素の前記正孔ブロッキング層よりも薄い正孔ブロッキング層が形成されている、又は前記第2画素には正孔ブロッキング層が形成されていない
ことを特徴とする請求項3又は請求項4に記載される表示装置。 The first pixel has the anode, the light emitting layer, the cathode, the electron transport layer, and the hole blocking layer,
The second pixel has the anode, the light emitting layer, the cathode, and the electron transport layer,
A hole blocking layer thinner than the hole blocking layer of the first pixel is formed in the second pixel, or a hole blocking layer is not formed in the second pixel. The display device according to claim 3 or 4.
ことを特徴とする請求項5に記載される表示装置。 The display device according to claim 5, wherein the light emitting layer of the second pixel emits light having a shorter wavelength than light emitted from the light emitting layer of the first pixel.
前記第2画素の前記発光層の発光色は青である
ことを特徴とする請求項6に記載される表示装置。 The emission color of the light emitting layer of the first pixel is green or red,
The display device according to claim 6, wherein an emission color of the light emitting layer of the second pixel is blue.
前記アノード、前記発光層、前記カソード、及び前記電子輸送層を有している第2画素とを有し、
前記第2画素には、前記第1の画素の前記正孔ブロッキング層よりも薄い正孔ブロッキング層が形成されている、又は正孔ブロッキング層が形成されておらず、
前記第1画素と前記第2画素とにおいて前記正孔ブロッキング層がないと仮定したときに、前記第2画素が発光する前記アノードと前記カソードとの間の閾値電圧は、前記第1画素が発光する前記アノードと前記カソードとの間の閾値電圧よりも大きい
ことを特徴とする請求項1に記載される表示装置。 A first pixel having the anode, the light emitting layer, the cathode, the electron transport layer, and the hole blocking layer;
A second pixel having the anode, the light emitting layer, the cathode, and the electron transport layer;
In the second pixel, a hole blocking layer thinner than the hole blocking layer of the first pixel is formed, or a hole blocking layer is not formed,
When it is assumed that there is no hole blocking layer in the first pixel and the second pixel, the threshold voltage between the anode and the cathode that emits light from the second pixel is that the first pixel emits light. The display device according to claim 1, wherein a threshold voltage between the anode and the cathode is larger.
前記発光層を有している第2画素と、
前記発光層を有している第3画素とを有し、
前記第1画素の前記発光層の発光色と、前記第2画素の前記発光層の発光色と、前記第3画素の前記発光層の発光色は互いに異なっており、
前記第1画素と前記第3画素とには、同じ厚さを有する前記正孔ブロッキング層が形成されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載される表示装置。 A first pixel having the light emitting layer;
A second pixel having the light emitting layer;
A third pixel having the light emitting layer,
The emission color of the emission layer of the first pixel, the emission color of the emission layer of the second pixel, and the emission color of the emission layer of the third pixel are different from each other,
The display device according to claim 1, wherein the hole blocking layer having the same thickness is formed in the first pixel and the third pixel.
ことを特徴とする請求項1から請求項9の何れか1項に記載される表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 9, wherein the electron transport layer includes at least one of TPBi, BCP, Alq3, and OXD-7.
ことを特徴とする請求項1から請求項10の何れか1項に記載される表示装置。 The display device according to any one of claims 1 to 10, wherein the hole blocking layer includes at least one of PPT, DPEPO, and TAZ.
ことを特徴とする請求項1から請求項11の何れか1項に記載される表示装置。 The hole blocking layer has an electron mobility of 10 −5 cm 2 / Vs or more and a hole mobility of 10 −8 cm 2 / Vs or less. The display device according to claim 11.
電子と正孔のうちの一方の電荷である第1電荷を前記発光層に供給する第1電極と、
前記発光層を挟んで前記第1電極とは反対側に配置され、電子と正孔のうちの他方の電荷である第2電荷を前記発光層に供給する第2電極と、
前記第1電極と前記発光層との間に配置され、前記第1電極から供給される前記第1電荷を前記発光層に輸送するための第1電荷輸送層と、
前記第1電荷輸送層と前記発光層との間に配置され、前記第2電極から前記第1電極に向かう前記第2電荷をブロックする第2電荷ブロッキング層と、を有し、
前記第1電荷輸送層の材料は、前記第1電荷輸送層の前記第2電荷ブロッキング層側に前記第1電荷を蓄積する材料である
ことを特徴とする表示装置。 A light emitting layer;
A first electrode for supplying a first charge, which is one of electrons and holes, to the light emitting layer;
A second electrode disposed on the opposite side of the first electrode across the light emitting layer and supplying a second charge that is the other charge of electrons and holes to the light emitting layer;
A first charge transporting layer disposed between the first electrode and the light emitting layer for transporting the first charge supplied from the first electrode to the light emitting layer;
A second charge blocking layer disposed between the first charge transport layer and the light emitting layer and blocking the second charge from the second electrode toward the first electrode;
The material of the first charge transport layer is a material that accumulates the first charge on the second charge blocking layer side of the first charge transport layer.
ことを特徴とする請求項13に記載の表示装置。 The first charge transport layer includes a material that causes orientation polarization, and the first charge is accumulated on the second charge blocking layer side of the first charge transport layer by the orientation polarization. 13. The display device according to 13.
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