JP2022068223A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】大型の表示装置を提供する。広色域での表示が可能な表示装置を提供する。【解決手段】複数の表示パネルを有する表示装置である。第1の表示パネルは、第1の表示領域を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域及び可視光を透過する領域を有する。第2の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1の表示領域は、可視光を透過する領域と重なる部分を有する。第1の表示パネルは、複数の発光素子を有する。第1の発光素子からの発光は、CIE1931色度座標における色度xが0.680より大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以下である。同様に、第2の発光素子からの発光は、色度xが0.130以上0.250以下、色度yが0.710より大きく0.810以下であり、第3の発光素子からの発光は、色度xが0.120以上0.170以下、色度yが0.020以上0.060未満である。【選択図】図2

Description

本発明の一態様は、表示装置、電子機器、及びそれらの作製方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野と
しては、半導体装置、表示装置、発光装置、電子機器、照明装置、入力装置(例えば、タ
ッチセンサなど)、入出力装置(例えば、タッチパネルなど)、それらの駆動方法、また
はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置の大型化が求められている。大型の表示装置の用途としては、例えば、家
庭用のテレビジョン装置(テレビまたはテレビジョン受信機ともいう)、デジタルサイネ
ージ(Digital Signage:電子看板)、PID(Public Info
rmation Display)等が挙げられる。表示装置の表示領域が広いほど、一
度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示領域が広いほど、人の目につき
やすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることが期待される。
エレクトロルミネッセンス(Electroluminescence、以下ELと記す
)現象を利用した発光素子(EL素子とも記す)は、薄型軽量化が容易である、入力信号
に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、
表示装置への応用が検討されている。例えば、特許文献1に、有機EL素子が適用された
、可撓性を有する発光装置が開示されている。
特開2014-197522号公報
本発明の一態様は、表示装置の大型化を課題の一とする。本発明の一態様は、継ぎ目が視
認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の
一態様は、広色域での表示が可能な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の
一態様は、表示装置の表示ムラまたは輝度ムラの抑制を課題の一とする。本発明の一態様
は、表示装置の薄型化または軽量化を課題の一とする。本発明の一態様は、曲面に沿って
表示することが可能な表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、一
覧性に優れた表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示
装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求
項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有する。第1の
表示パネルは、第1の表示領域を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域及び可視
光を透過する領域を有する。第2の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1
の表示領域は、可視光を透過する領域と重なる部分を有する。第1の表示パネルは、第1
の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子を有する。第1の発光素子が発する光
のCIE1931色度座標における色度xは0.680より大きく0.720以下、色度
yは0.260以上0.320以下である。第2の発光素子が発する光のCIE1931
色度座標における色度xは0.130以上0.250以下、色度yは0.710より大き
く0.810以下である。第3の発光素子が発する光のCIE1931色度座標における
色度xは0.120以上0.170以下、色度yは0.020以上0.060未満である
。または、第1の発光素子は、CIE1931色度座標における色度xが0.680より
大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以下の発光を呈する。第2の
発光素子は、CIE1931色度座標における色度xが0.130以上0.250以下、
色度yが0.710より大きく0.810以下の発光を呈する。第3の発光素子は、CI
E1931色度座標における色度xが0.120以上0.170以下、色度yが0.02
0以上0.060未満の発光を呈する。
本発明の一態様の表示装置は、第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有する。第1の
表示パネルは、第1の表示領域を有する。第2の表示パネルは、第2の表示領域及び可視
光を透過する領域を有する。第2の表示領域は、可視光を透過する領域と隣接する。第1
の表示領域は、可視光を透過する領域と重なる部分を有する。第1の表示パネルは、第1
の発光素子、第2の発光素子、第3の発光素子、第1の着色層、第2の着色層、及び第3
の着色層を有する。第1の着色層を介して得られる第1の発光素子が発する光の、CIE
1931色度座標における色度xは、0.680より大きく0.720以下、色度yは、
0.260以上0.320以下である。第2の着色層を介して得られる第2の発光素子が
発する光の、CIE1931色度座標における色度xは、0.130以上0.250以下
、色度yは、0.710より大きく0.810以下である。第3の着色層を介して得られ
る第3の発光素子が発する光の、CIE1931色度座標における色度xは、0.120
以上0.170以下、色度yは、0.020以上0.060未満である。なお、着色層と
しては、カラーフィルタなどが挙げられる。
第1の着色層は、600nmの光の透過率が60%以下で、かつ650nmの光の透過率
が70%以上であり、第2の着色層は、480nm及び580nmの光の透過率が60%
以下で、かつ530nmの光の透過率が70%以上であり、第3の着色層は、510nm
の光の透過率が60%以下で、かつ450nmの光の透過率が70%以上であることが好
ましい。
第1の着色層を介して第1の発光素子から得られる発光は、発光スペクトルのピーク値が
620nm以上680nm以下であることが好ましい。
第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子は、それぞれ、一対の電極間に、
発光層及び電子輸送層を有していてもよい。このとき、第1の発光素子、第2の発光素子
、及び第3の発光素子が有する発光層は、それぞれ分離していることが好ましい。また、
第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子が有する電子輸送層は、共通の膜
であることが好ましい。
第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子は、それぞれ、一対の電極間に、
正孔注入層を有していてもよい。このとき、第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3
の発光素子が有する正孔注入層は、共通の膜であることが好ましい。正孔注入層は、正孔
輸送性材料とアクセプター性材料を含むことが好ましい。
第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子は、それぞれ、一対の電極間に、
正孔輸送層を有していてもよい。このとき、第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3
の発光素子が有する正孔輸送層は、それぞれ分離していることが好ましい。
第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子は、それぞれ、一対の電極として
、反射電極、及び、半透過・半反射電極を有していてもよい。
なお、反射電極と半透過・半反射電極とを有する構成において、第1の発光素子における
反射電極と、半透過・半反射電極と、の間は、赤色発光の発光強度を強める光学距離を有
し、第2の発光素子における反射電極と、半透過・半反射電極と、の間は、緑色発光の発
光強度を強める光学距離を有し、第3の発光素子における反射電極と、半透過・半反射電
極と、の間は、青色発光の発光強度を強める光学距離を有することが好ましい。
第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子は、それぞれ、一対の電極間にE
L層を有していてもよい。このとき、第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光
素子が有するEL層は、同一の材料を用いて形成された、白色発光を呈するEL層である
ことが好ましい。また、EL層は、少なくとも発光層を有する。また、各発光素子は、E
L層を複数有していてもよく、各EL層が電荷発生層を介して積層された構造を有してい
てもよい。なお、白色発光を呈するEL層から、素子毎に異なる光を効率よく取り出すた
めには、一対の電極間の光学距離を発光色に応じて調整し、所謂マイクロキャビティ構造
とすることが好ましい。
第1の表示領域及び第2の表示領域の一方または双方は、曲面を有していてもよい。
第1の表示パネルは、第1の曲面と第2の曲面を有していてもよい。なお、第1の曲面は
、第1の表示領域を含み、第2の曲面は、第1の表示領域を含まない。このとき、第1の
曲面の曲率半径は、第2の曲面の曲率半径よりも大きくてもよい。例えば、第1の曲面の
曲率半径は、第2の曲面の曲率半径よりも大きく、かつ、10000mm以下であり、第
2の曲面の曲率半径は、1mm以上100mm以下である。例えば、第1の曲面の曲率半
径は、10mm以上10000mm以下であり、第2の曲面の曲率半径は、1mm以上1
0mm未満である。
上記各構成の表示装置は、さらに、透光層を有していてもよい。このとき、第1の表示領
域は、透光層を介して、可視光を透過する領域と重なる。透光層は、波長450nm以上
700nm以下の範囲の光の透過率の平均値が80%以上である部分を有する。
上記各構成の表示装置は、第1のモジュールと第2のモジュールを有していてもよい。こ
のとき、第1のモジュールは、第1の表示パネルと、コネクタまたは集積回路と、を有す
る。第2のモジュールは、第2の表示パネルと、コネクタまたは集積回路と、を有する。
本発明の一態様は、上記構成のいずれかの表示装置と、アンテナ、バッテリ、筐体、カメ
ラ、スピーカ、マイク、または操作ボタンと、を有する、電子機器である。
本発明の一態様は、第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子を有する表示
パネルである。第1の発光素子が発する光のCIE1931色度座標における色度xは0
.680より大きく0.720以下、色度yは0.260以上0.320以下である。第
2の発光素子が発する光のCIE1931色度座標における色度xは0.130以上0.
250以下、色度yは0.710より大きく0.810以下である。第3の発光素子が発
する光のCIE1931色度座標における色度xは0.120以上0.170以下、色度
yは0.020以上0.060未満である。第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3
の発光素子は、それぞれ、正孔注入層、第1の正孔輸送層、発光層を有する。第1の発光
素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子が有する正孔注入層は、共通の膜である。第
1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子が有する第1の正孔輸送層は、共通
の膜である。第1の発光素子、第2の発光素子、及び第3の発光素子が有する発光層は、
それぞれ分離している。第3の発光素子では、第1の正孔輸送層が、正孔注入層と発光層
とに接する。さらに、第1の発光素子及び前記第2の発光素子は、第2の正孔輸送層を有
することが好ましい。第1の発光素子及び第2の発光素子では、第1の正孔輸送層が、正
孔注入層と接し、かつ、第2の正孔輸送層が、発光層と接することが好ましい。正孔注入
層と、第1の正孔輸送層とは、同じ材料を含むことが好ましい。発光層と、第2の正孔輸
送層とは、同じ材料を含むことが好ましい。第2の正孔輸送層は、第1の正孔輸送層に含
まれる材料に比べて、HOMO準位の浅い材料を含むことが好ましい。このような表示パ
ネルを有する表示装置、モジュール、及び電子機器も、それぞれ本発明の一態様である。
本発明の一態様により、表示装置の大型化が可能となる。本発明の一態様により、継ぎ目
が視認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、
広色域での表示が可能な表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示装置の表示
ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。本発明の一態様により、表示装置の薄型化また
は軽量化が可能となる。本発明の一態様により、曲面に沿って表示することが可能な表示
装置を提供できる。本発明の一態様により、一覧性に優れた表示装置を提供できる。本発
明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は
、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。明細書、図面、請求項の記載から
、これら以外の効果を抽出することが可能である。
表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例及び光学部材の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び表示装置の一例を示す斜視図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す図。 表示装置の色度範囲を説明する色度図。 発光素子の一例を示す図。 表示装置の一例を示す図。 表示パネルの一例を示す上面図及び断面図。 表示装置の一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 表示パネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 タッチパネルの一例を示す断面図。 タッチパネルの一例を示す斜視図。 電子機器及び照明装置の一例を示す図。 電子機器の一例を示す図。 表示装置の一例を示す図。 実施例1の発光素子を示す図。 実施例1の発光素子から算出した色度図。 実施例2の表示パネルの上面図、並びに、表示装置の上面図及び断面図。 実施例2の表示装置の表示写真。 実施例2の表示装置の側面図、及び円偏光板の斜視図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には
同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様
の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応
じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜
」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、
「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図1~図11を用いて説明する。
複数の表示パネルを一以上の方向(例えば、一列またはマトリクス状等)に並べることで
、広い表示領域を有する表示装置を作製することができる。
複数の表示パネルを用いて大型の表示装置を作製する場合、1つの表示パネルの大きさは
大型である必要がない。したがって、該表示パネルを作製するための製造装置を大型化し
なくてもよく、省スペース化が可能である。また、中小型の表示パネルの製造装置を用い
ることができ、表示装置の大型化のために新規な製造装置を利用しなくてもよいため、製
造コストを抑えることができる。また、表示パネルの大型化に伴う歩留まりの低下を抑制
できる。
表示パネルの大きさが同じである場合、1つの表示パネルを有する表示装置に比べ、複数
の表示パネルを有する表示装置の方が、表示領域が広く、一度に表示できる情報量が多い
等の効果を有する。
しかし、各表示パネルは表示領域を囲むように非表示領域を有する。したがって、例えば
、複数の表示パネルの出力画像を合わせて一つの画像を表示する場合、当該一つの画像は
、表示装置の使用者にとって分離したように視認されてしまう。
各表示パネルの非表示領域を狭くする(狭額縁な表示パネルを用いる)ことで、各表示パ
ネルの表示が分離して見えることを抑制できるが、表示パネルの非表示領域を完全になく
すことは困難である。
また、表示パネルの非表示領域の面積が狭いと、表示パネルの端部と表示パネル内の素子
との距離が短くなり、表示パネルの外部から侵入する不純物によって、素子が劣化しやす
くなる場合がある。
そこで、本発明の一態様では、複数の表示パネルの一部が重なるように配置する。重ねた
2つの表示パネルのうち、少なくとも表示面側(上側)に位置する表示パネルは、可視光
を透過する領域を表示領域と隣接して有する。本発明の一態様では、下側に配置される表
示パネルの表示領域と、上側に配置される表示パネルの可視光を透過する領域とが重なる
。したがって、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さ
らには無くすことができる。これにより、使用者から表示パネルの継ぎ目が認識されにく
い、大型の表示装置を実現することができる。
上側に位置する表示パネルの非表示領域の少なくとも一部は、可視光を透過する領域であ
り、下側に位置する表示パネルの表示領域と重ねることができる。また、下側に位置する
表示パネルの非表示領域の少なくとも一部は、上側に位置する表示パネルの表示領域、ま
たは可視光を遮る領域と重ねることができる。これらの部分については、表示装置の狭額
縁化(表示領域以外の面積の縮小化)に影響しないため、面積の縮小化をしなくてもよい
表示パネルの非表示領域が広いと、表示パネルの端部と表示パネル内の素子との距離が長
くなり、表示パネルの外部から侵入する不純物によって、素子が劣化することを抑制でき
る。例えば、表示素子として有機EL素子を用いる場合は、表示パネルの端部と有機EL
素子との距離を長くするほど、表示パネルの外部から水分または酸素等の不純物が有機E
L素子に侵入しにくくなる(または到達しにくくなる)。本発明の一態様の表示装置では
、表示パネルの非表示領域の面積を十分に確保できるため、有機EL素子等を用いた表示
パネルを適用しても、信頼性が高い大型の表示装置を実現できる。
また、本発明の一態様では、広色域での表示が可能な表示パネルを用いる。これにより、
広色域での表示が可能な表示装置を作製することができる。具体的には、表示パネルは、
複数の発光素子を有する。第1の発光素子からの発光は、CIE1931色度座標におけ
る色度xが0.680より大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以
下である。同様に、第2の発光素子からの発光は、色度xが0.130以上0.250以
下、色度yが0.710より大きく0.810以下であり、第3の発光素子からの発光は
、色度xが0.120以上0.170以下、色度yが0.020以上0.060未満であ
る。発光素子としては、一対の電極間にEL層を有する、有機EL素子が好適である。ま
た、一対の電極としては、反射電極及び半透過・半反射電極が好適である。
各色の発光素子の発光層はそれぞれ分離していることが好ましい。本発明の一態様の表示
装置は、複数の表示パネルを用いて形成されるため、1つの表示パネルの大きさは比較的
小さくすることができる。そのため、メタルマスクの合わせ精度を高めることができ、塗
り分けの歩留まりを高めることができる。また、本発明の一態様の表示装置の応用例の一
つは、大型の電子機器であるため、表示パネルの精細度を比較的低くすることができる。
このことからも、本発明の一態様の表示装置は、塗り分け方式の発光素子を採用する点で
有利であるといえる。なお、表示パネルの精細度が高い場合、各発光素子が有する発光層
は、互いに重なる部分を有することがある。本明細書中等で、各色の発光層がそれぞれ分
離しているとは、複数の発光層が空間的に分離していることに限られず、互いに電気的に
絶縁されている場合も含む。
発光素子には、ボトムエミッション構造、トップエミッション構造のいずれも用いること
ができる。特に、トップエミッション構造の発光素子を用いることが好ましい。
また、発光素子は、マイクロキャビティ構造を採用することが好ましい。具体的には、一
対の電極間の光学距離を調整するために、EL層において、発光層の他にもう1層(例え
ば、正孔輸送層)を各色の発光素子で塗り分けて、その他の層は、各色の発光素子で共通
の層とすることが好ましい。これにより、工程を簡略化し、かつ、効率よく光を取り出す
ことができ、広色域の表示が可能な表示パネルを実現できる。
<表示パネルの構成例1>
図1(A)に、表示パネル100の上面図を示す。
表示パネル100は、表示領域101及び領域102を有する。ここで、領域102は、
表示パネル100の上面図における、表示領域101以外の部分を指す。領域102は、
非表示領域と呼ぶこともできる。
領域102は、可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120を有する。可視
光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120は、それぞれ、表示領域101と隣
接する。
可視光を透過する領域110及び可視光を遮る領域120は、それぞれ、表示領域101
の外周の一部に沿って設けることができる。図1(A)に示す表示パネル100では、可
視光を透過する領域110が、表示領域101の1辺に沿って配置されている。可視光を
透過する領域110は、表示領域101の2辺以上に沿って配置されていてもよい。可視
光を透過する領域110は、図1(A)に示すように、表示領域101と接して、表示パ
ネルの端部にまで設けられていることが好ましい。
図1(A)に示す表示パネル100では、可視光を遮る領域120が、表示領域101の
2辺に沿って配置されている。可視光を遮る領域120は、表示パネルの端部近傍にまで
設けられていてもよい。
なお、図1(A)に示す領域102のうち、可視光を透過する領域110及び可視光を遮
る領域120以外の領域における、可視光の透過性は問わない。
表示領域101は、マトリクス状に配置された複数の画素を含み、画像を表示することが
できる。各画素には一つ以上の表示素子が設けられている。表示素子としては、例えば、
EL素子などの発光素子、電気泳動素子、MEMS(マイクロ・エレクトロ・メカニカル
・システム)を用いた表示素子、または液晶素子等を用いることができる。
本発明の一態様では、上述の通り、有機EL素子を用いて、広色域の表示が可能な表示パ
ネル100を実現することができる。
可視光を透過する領域110には、可視光を透過する材料を用いる。例えば、表示パネル
100を構成する基板、接着層等を含んでいてもよい。可視光を透過する領域110の可
視光の透過率は高いほど、下に重なる表示パネルの光取り出し効率を高められるため、好
ましい。可視光を透過する領域110において、波長400nm以上700nm以下の範
囲の光の透過率の平均値は70%以上であると好ましく、80%以上であるとより好まし
く、90%以上であるとさらに好ましい。
可視光を遮る領域120には、例えば、表示領域101に含まれる画素(具体的には、ト
ランジスタまたは表示素子等)に電気的に接続する配線が設けられている。また、このよ
うな配線に加え、画素を駆動するための駆動回路(走査線駆動回路または信号線駆動回路
等)を設けることができる。
表示パネルは、走査線駆動回路及び信号線駆動回路のうち少なくとも一方を有することが
できる。または、表示パネルは、走査線駆動回路及び信号線駆動回路の双方を有さない構
成とすることができる。例えば、走査線駆動回路及び信号線駆動回路のうち少なくとも一
方として機能するICを、表示パネルに電気的に接続させることができる。ICは、CO
G方式またはCOF方式により表示パネルに実装することができる。または、ICが実装
されたFPC、TAB(Tape Automated Bonding)テープ、また
はTCP等を表示パネルに接続させることができる。
可視光を遮る領域120には、FPC等と電気的に接続する端子(接続端子ともいう)、
及び当該端子と電気的に接続する配線等を含む。なお、端子及び配線等が、可視光を透過
する場合には、これら端子及び配線等を、可視光を透過する領域110にまで延在するよ
うに設けることができる。
ここで、図1(A)に示す可視光を透過する領域110の幅Wは、0.5mm以上150
mm以下であると好ましく、1mm以上100mm以下がより好ましく、2mm以上50
mm以下がさらに好ましい。可視光を透過する領域110の幅Wが表示パネルによって異
なる場合、または1つの表示パネルの中でも場所によって異なる場合には、最も短い長さ
が上記の範囲であると好ましい。可視光を透過する領域110は封止領域としての機能を
有するため、可視光を透過する領域110の幅Wが大きいほど表示パネル100の端部と
表示領域101との距離を長くすることができ、外部から水などの不純物が表示領域10
1にまで侵入することを抑制することが可能となる。なお、可視光を透過する領域110
の幅Wは、表示領域101から表示パネル100の端部までの最短距離に相当する場合が
ある。
例えば、表示素子として有機EL素子を用いた場合には可視光を透過する領域110の幅
Wを1mm以上とすることで、有機EL素子の劣化を効果的に抑制することができ、信頼
性を高めることができる。なお、可視光を透過する領域110以外の部分においても、表
示領域101の端部と表示パネル100の端部との距離が上述の範囲になるように設定す
ることが好ましい。
図1(A)における一点鎖線X1-Y1間の断面図を図1(B)、(C)に示す。
図1(B)に示す表示パネル100は、基板201、接着層203、絶縁層205、絶縁
層208、素子層209、基板211、接着層221、及び接続端子223を有する。
接着層203は、基板201と絶縁層205の間に位置する。接着層221は、基板21
1と絶縁層205の間に位置する。
表示領域101は、素子層209を有する。素子層209は、表示素子を有する。表示素
子は、絶縁層205と絶縁層208の間に位置する。
可視光を遮る領域120において、接続端子223が、絶縁層205上に位置する。接続
端子223は、接着層221及び基板211と重ならない、露出した部分を有する。
図1(B)に示す表示パネルの作製方法を説明する。まず、作製基板上に、剥離層を介し
て、被剥離層(絶縁層205、素子層209、絶縁層208、及び接続端子223等)を
形成し、接着層221を用いて当該被剥離層に基板211を貼り合わせる。その後、剥離
層を用いて、作製基板を剥離し、接着層203を用いて被剥離層に基板201を貼り合わ
せる。以上により、作製基板上に形成した被剥離層を基板201に転置することができる
図1(C)に示す表示パネル100は、基板201、接着層203、絶縁層205、素子
層209、基板211、接着層213、絶縁層215、機能層219、接着層221、及
び接続端子223を有する。
接着層203は、基板201と絶縁層205の間に位置する。接着層213は、基板21
1と絶縁層215の間に位置する。接着層221は、絶縁層205と絶縁層215の間に
位置する。
表示領域101は、素子層209を有する。表示領域101は、さらに機能層219を有
していてもよい。
素子層209は、表示素子を有する。表示素子は、絶縁層205と接着層221の間に位
置する。
機能層219は、着色層(カラーフィルタなど)、遮光層(ブラックマトリクスなど)、
及びセンサ(タッチセンサなど)のうち、少なくとも一つを有する。機能層219は、絶
縁層215と接着層221の間に位置する。
可視光を遮る領域120では、接続端子223が、絶縁層205上に位置する。接続端子
223は、接着層221、絶縁層215、接着層213、及び基板211と重ならない、
露出した部分を有する。
図1(C)に示す表示パネルの作製方法を説明する。まず、第1の作製基板上に、第1の
剥離層を介して、第1の被剥離層(絶縁層205、素子層209、及び接続端子223等
)を形成する。また、第2の作製基板上に、第2の剥離層を介して、第2の被剥離層(絶
縁層215、さらには機能層219)を形成する。そして、接着層221を用いて、第1
の作製基板と第2の作製基板を貼り合わせる。その後、第1の剥離層及び第2の剥離層を
用いて、第1の作製基板及び第2の作製基板をそれぞれ剥離する。第1の作製基板を剥離
することで露出した面には、接着層203を用いて基板201を貼り合わせる。第2の作
製基板を剥離することで露出した面には、接着層213を用いて基板211を貼り合わせ
る。以上により、作製基板上に形成した被剥離層を基板201及び基板211に転置する
ことができる。
本発明の一態様の表示パネルの作製方法では、表示パネルを構成する機能素子等を、全て
作製基板上で形成するため、精細度の高い表示パネルを作製する場合においても、表示パ
ネルを構成する基板には、高い位置合わせ精度が要求されない。よって、表示パネルに可
撓性を有する基板を用いても、簡便に当該基板を貼り付けることができる。また、高温を
かけて機能素子等を作製できるため、信頼性の高い表示パネルを実現できる。
可視光を透過する領域110は、可視光(例えば400nm以上700nm以下の波長の
光)の一部を、反射または吸収する。可視光を透過する領域110が外光を反射すること
で、表示装置の使用者は、2つ以上の表示パネルが重なっている部分(以下、重なり部と
もいう)を視認しやすくなる。特に、下側に配置される表示パネルが表示を行っていない
とき、及び黒表示を行っているときに、使用者は、重なり部を視認しやすくなる。また、
下側に配置される表示パネルの表示は、可視光を透過する領域110を介して視認される
部分と、該領域を介さずに視認される部分とで、輝度(明るさ)に差が生じてしまう。
可視光を透過する領域110を構成する各層の屈折率の差が小さいほど、可視光を透過す
る領域110における光の反射を抑制することができる。これにより、重なり部を、表示
装置の使用者から視認されにくくすることができる。したがって、継ぎ目が視認されにく
い広い表示領域を有する表示装置を実現できる。
可視光を透過する領域110において、互いに接する2層の屈折率の差は、0.20以下
が好ましく、0.15以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。例えば、図
1(B)における、基板201の屈折率と接着層203の屈折率の差、接着層203の屈
折率と絶縁層205の屈折率の差、絶縁層205の屈折率と接着層221の屈折率の差、
及び、接着層221の屈折率と基板211の屈折率の差、は、それぞれ、0.20以下で
あることが好ましい。例えば、図1(C)における、基板201の屈折率と接着層203
の屈折率の差、接着層203の屈折率と絶縁層205の屈折率の差、絶縁層205の屈折
率と接着層221の屈折率の差、接着層221の屈折率と絶縁層215の屈折率の差、絶
縁層215の屈折率と接着層213の屈折率の差、接着層213の屈折率と基板211の
屈折率の差は、それぞれ、0.20以下であることが好ましい。可視光を透過する領域1
10を構成する各層の屈折率の差を小さくすると、屈折率の差による光の反射を抑制する
ことができ、好ましい。可視光を透過する領域110を構成する各層の屈折率の差は0.
20以下が好ましく、0.15以下がより好ましく、0.10以下がさらに好ましい。
また、可視光を透過する領域110に含まれる、屈折率の差が大きい界面の数を減らすこ
とで、可視光を透過する領域110の可視光の透過率を高めることができる。これにより
、下側に配置される表示パネルの表示における、可視光を透過する領域110を介して視
認される部分と、該領域を介さずに視認される部分との輝度(明るさ)の差を、小さくす
ることができる。したがって、表示装置の表示ムラもしくは輝度ムラを抑制することがで
きる。
基板201及び基板211は、それぞれ可撓性を有することが好ましい。可撓性を有する
基板を用いることで、表示パネルの可撓性を高めることができる。本実施の形態の表示パ
ネルは、作製基板上で絶縁層、トランジスタ、及び表示素子等を形成し、その後、基板2
01及び基板211に転置する。そのため、基板201上または基板211上に直接、絶
縁層、トランジスタ、及び表示素子等を形成する場合に比べて、基板201及び基板21
1の材料の選択の幅が広い。
基板201及び基板211の厚さは、それぞれ、1μm以上100μm以下が好ましく、
1μm以上50μm以下がより好ましく、1μm以上25μm以下がさらに好ましい。基
板を薄くすることで、表示パネルを重ねた際の段差を低減することができる。
基板201及び基板211の波長450nm以上700nm以下の範囲の光の透過率の平
均値は、それぞれ、70%以上であると好ましく、80%以上であるとより好ましく、9
0%以上であるとさらに好ましい。基板の可視光の透過率が高いほど、可視光を透過する
領域110の可視光の透過率を高めることができ、表示装置の光の取り出し効率を高める
ことができる。
基板201及び基板211のガラス転移温度は、それぞれ、150℃以上が好ましく、2
00℃以上がより好ましく、250℃以上がさらに好ましい。基板の耐熱性が高いほど、
高温環境下での保存、及びFPC圧着工程等による表示パネルの不良を抑制できる。
基板201及び基板211の熱膨張係数は、それぞれ、60ppm/℃以下が好ましく、
30ppm/℃以下がより好ましく、15ppm/℃以下がさらに好ましい。基板の熱膨
張係数が低いほど、表示パネルが保存される環境の温度変化の影響を受けにくい。例えば
、保存環境の温度が変化しても、表示パネルにシワが発生すること、及び無機膜にクラッ
クが発生することを抑制できる。
基板201及び基板211の湿度膨張係数は、それぞれ、100ppm/%RH以下が好
ましく、50ppm/%RH以下がより好ましく、20ppm/%RH以下がさらに好ま
しい。基板の湿度膨張係数が低いほど、表示パネルが保存される環境の湿度変化の影響を
受けにくい。例えば、保存環境の湿度が変化しても、表示パネルにシワが発生すること、
及び無機膜にクラックが発生することを抑制できる。
<表示装置の構成例1>
図2(A)に、表示装置12の上面図を示す。図2(A)に示す表示装置12は、図1(
A)に示す表示パネル100を一方向(横方向)に3つ有する。図2(A)では、各表示
パネルがFPCと電気的に接続されている例を示す。
なお、本実施の形態では、各々の表示パネル同士、各々の表示パネルに含まれる構成要素
同士、または各々の表示パネルに関連する構成要素同士を区別するために、符号の後にア
ルファベットを付記して説明することがある。特に説明のない限り、最も下側(表示面側
とは反対側)に配置される表示パネルまたは構成要素に対して「a」を付記し、その上側
に配置される一以上の表示パネル及びその構成要素に対しては、下側から順に「b」、「
c」、とアルファベット順に付記することとする。また、特に説明のない限り、複数の表
示パネルを備える構成を説明する場合であっても、各々の表示パネルまたは構成要素に共
通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。
図2(A)に示す表示装置12は、表示パネル100a、100b、100cを備える。
表示パネル100bは、その一部が表示パネル100aの上側(表示面側)に重ねて配置
されている。具体的には、表示パネル100aの表示領域101a上に表示パネル100
bの可視光を透過する領域110bが重なるように配置されている。また、表示パネル1
00aの表示領域101a上に表示パネル100bの可視光を遮る領域120bが重なら
ないように配置されている。また、表示パネル100aの領域102a上及び可視光を遮
る領域120a上に表示パネル100bの表示領域101bが重なるように配置されてい
る。
同様に、表示パネル100cは、その一部が表示パネル100bの上側(表示面側)に重
ねて配置されている。具体的には、表示パネル100bの表示領域101b上に表示パネ
ル100cの可視光を透過する領域110cが重なるように配置されている。また、表示
パネル100bの表示領域101b上に表示パネル100cの可視光を遮る領域120c
が重ならないように配置されている。また、表示パネル100bの領域102b上及び可
視光を遮る領域120b上に表示パネル100cの表示領域101cが重なるように配置
されている。
表示領域101a上には可視光を透過する領域110bが重なるため、表示パネル100
bが表示パネル100aの表示面上に重なっていても、表示装置12の使用者は、表示領
域101aの表示全体を視認することが可能となる。同様に、表示領域101bも可視光
を透過する領域110cが重なるため、表示パネル100cが表示パネル100bの表示
面上に重なっていても、表示装置12の使用者は、表示領域101bの表示全体を視認す
ることが可能となる。
また、領域102a及び可視光を遮る領域120aの上側に、表示パネル100bの表示
領域101bが重なることで、表示領域101a及び表示領域101bの間に非表示領域
が存在しない。同様に、領域102b及び可視光を遮る領域120bの上側に、表示パネ
ル100cの表示領域101cが重なることで、表示領域101b及び表示領域101c
の間に非表示領域が存在しない。したがって、表示領域101a、101b、101cが
継ぎ目なく配置された領域を表示装置12の表示領域13とすることが可能となる。
図2(A)における一点鎖線X2-Y2間の断面図を図2(B)に示す。
図2(B)に示す表示パネル100a、100bは、図1(C)に示す構成と同様である
隣接する2つの表示パネル100間の段差を軽減するため、表示パネル100の厚さは薄
い方が好ましい。例えば表示パネル100の厚さを1mm以下、好ましくは300μm以
下、より好ましくは100μm以下とすることが好ましい。また、表示パネルが薄いと、
表示装置全体の薄型化または軽量化にもつながるため、好ましい。
上側に位置する表示パネルの可視光を透過する領域と、下側に位置する表示パネルの表示
領域との間に空気が存在すると、表示領域から取り出される光の一部は、表示領域と大気
の界面、並びに、大気と可視光を透過する領域の界面で、それぞれ反射し、表示の輝度の
低下の原因となる場合がある。これにより、複数の表示パネルが重なっている領域の光取
り出し効率が低下してしまう。また、上側に位置する表示パネルの可視光を透過する領域
と重なる部分と、重ならない部分とで、下側に位置する表示パネルの表示領域の輝度に差
が出てしまい、使用者から表示パネルの継ぎ目が認識されやすくなる場合がある。
図2(B)に示すように、表示装置12は、表示領域101aと可視光を透過する領域1
10bの間に透光層103を有する。透光層103は、空気よりも屈折率が高く、可視光
を透過する。これにより、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に空気
が入ることを抑制でき、屈折率の差による界面での反射を低減することができる。そして
、表示装置における表示ムラまたは輝度ムラの抑制が可能となる。
なお、透光層103の可視光の透過率が高いほど、表示装置の光取り出し効率を高められ
るため、好ましい。透光層103において、波長400nm以上700nm以下の範囲の
光の透過率の平均値は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましい。
また、透光層と、透光層と接する層は、屈折率の差が小さいほど、光の反射を抑制するこ
とができるため、好ましい。例えば、透光層の屈折率は、空気よりも高ければよく、1.
3以上1.8以下であると好ましい。透光層と、透光層と接する層(例えば、表示パネル
を構成する基板)は、屈折率の差が0.30以下であると好ましく、0.20以下である
とより好ましく、0.15以下であるとさらに好ましい。
透光層は、下側の表示パネル及び上側の表示パネルのうち少なくとも一方と、着脱自在に
接することが好ましい。表示装置を構成する表示パネルをそれぞれ独立に取り外しできる
と、例えば、一つの表示パネルの表示に不具合が生じた場合、当該表示不良となった表示
パネルのみを、新しい表示パネルに交換することができる。他の表示パネルは継続して使
用することで、表示装置をより長く、低いコストで使用することができる。
なお、表示パネルが着脱自在である必要がない場合は、透光層に接着性を有する材料(接
着剤等)を用いて表示パネル同士を固定してもよい。
透光層には、無機材料または有機材料のいずれも用いることができる。透光層には、液状
物質、ゲル状物質、または固体状物質を用いることができる。
透光層には、例えば、水、水溶液、フッ素系不活性液体、屈折液、シリコーンオイル等の
液状物質を用いることができる。
表示装置を、水平面(重力が働く方向に垂直な面)に傾けて配置する場合、または水平面
と垂直になるように配置する場合等において、液状物質の粘度は、1mPa・s以上が好
ましく、1Pa・s以上がより好ましく、10Pa・s以上がさらに好ましく、100P
a・s以上が特に好ましい。なお、表示装置を水平面と平行になるように配置する場合等
においては、これに限られない。
透光層は不活性であると、表示装置を構成する他の層にダメージ等を与えることを抑制で
き、好ましい。
透光層に含まれる材料は不揮発性であることが好ましい。これにより、透光層に用いた材
料が揮発することで界面に空気が入ってしまうことを抑制することができる。
透光層には、高分子材料を用いることができる。例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、
シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、PVC(ポリビニルク
ロライド)樹脂、PVB(ポリビニルブチラル)樹脂、EVA(エチレンビニルアセテー
ト)樹脂等の樹脂が挙げられる。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。これら樹脂の
いずれか一以上を含む、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型
接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤または接着シート等を用いてもよい。表示
パネル同士を固定したくない場合等は、接着剤は硬化させなくてもよい。
透光層は、被着体に対する自己吸着性が高い層であると好ましい。また、透光層は、被着
体に対する剥離性が高い層であると好ましい。表示パネルに貼り付けた透光層を剥離した
後、表示パネルと再び貼り合わせられることが好ましい。
透光層は粘着性を有さない、または粘着性が低いことが好ましい。これにより被着体の表
面を傷つける、または汚すことなく、被着体への透光層の吸着、及び、被着体からの透光
層の剥離を、繰り返すことができる。
透光層には、例えば、吸着性を有するフィルムまたは粘着性を有するフィルムを用いるこ
とができる。吸着層または粘着層と、基材と、の積層構造を有する吸着フィルムを用いる
場合、吸着層または粘着層が、表示装置における透光層として機能し、基材が、表示パネ
ルを構成する基板として機能してもよい。なお、表示装置が吸着フィルムの基材とは別に
基板を有していてもよい。吸着フィルムは、アンカー層を、吸着層または粘着層と、基材
との間に有していてもよい。アンカー層は、吸着層または粘着層と、基材との接着力を向
上させる機能を有する。また、アンカー層は、基材の吸着層または粘着層の塗工面を平滑
にする機能を有する。これにより、被着体と透光層の間の気泡を発生しにくくすることが
できる。例えば、表示装置には、ポリエステルフィルムと、吸着性を有するシリコーン樹
脂層とが積層されたフィルムを好適に用いることができる。
透光層の厚さに特に限定はない。例えば、1μm以上50μm以下としてもよい。透光層
の厚さは50μmより厚くてもよいが、可撓性を有する表示装置を作製する場合には、表
示装置の可撓性を損なわない程度の厚さとすることが好ましい。例えば、透光層の厚さは
、10μm以上30μm以下が好ましい。また、透光層の厚さは、1μm未満であっても
よい。
表示領域101aは、透光層103を介して、可視光を透過する領域110bと重なる。
したがって、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に空気が入ることを
抑制でき、屈折率の差による界面での反射を低減することができる。
これにより、可視光を透過する領域110bと重なる部分と重ならない部分とで、表示領
域101aの輝度に差が生じることを抑制し、表示装置の使用者に表示パネルの継ぎ目が
認識されにくくすることができる。また、表示装置における表示ムラまたは輝度ムラの抑
制が可能となる。
可視光を遮る領域120a及びFPC112aは、それぞれ、表示領域101bと重なる
。したがって、非表示領域の面積を十分に確保し、かつ、継ぎ目のない表示領域の大型化
を図ることができ、信頼性が高い大型の表示装置を実現できる。
<表示装置の構成例2>
図3(A)に、表示装置12の上面図を示す。図3(A)における一点鎖線X3-Y3間
の断面図を図3(B)に示す。
図3(A)、(B)に示す表示装置12は、図2(A)、(B)に示す表示装置12の最
表面に光学部材240を配置した構成である。それ以外の構成は、図2(A)、(B)と
同様であるため、詳細な説明は省略する。
光学部材240は、少なくとも表示領域13に設けられる。図3(A)では、表示パネル
の一面全体に光学部材240が重なる例を示す。光学部材240と各表示パネルは密着し
ていることが好ましい。光学部材240と各表示パネルは少なくとも一部が接着剤等によ
り固定されていてもよいし、全く固定されていなくてもよい。例えば、光学部材240と
各表示パネルは、それぞれ独立に、表示装置12または電子機器が有する筐体に固定され
ていてもよい。
光学部材240として、偏光部材、位相差部材、及び反射防止部材などのうち一つ以上を
用いることができる。また、光学部材240の最表面は、ハードコート処理がなされてい
てもよい。
偏光部材としては、偏光板、偏光フィルム、偏光膜等が挙げられる。
位相差部材としては、位相差板、位相差フィルム、位相差膜等が挙げられる。
反射防止部材としては、反射防止フィルム(AR(Anti‐Reflection)フ
ィルムとも呼ばれる)、低反射フィルム(LR(Low‐Reflection)フィル
ムとも呼ばれる)、及びアンチグレアフィルム(AG(Anti‐Glare)フィルム
、ノングレアフィルムとも呼ばれる)等が挙げられる。また、これらのフィルムのいずれ
かと同等の機能を有する反射防止板や反射防止膜も、反射防止部材の一例である。
図4(A)~(G)を用いて、光学部材240の構成例を説明する。
図4(A)に示す光学部材240は、反射防止部材291からなる。
ARフィルム、LRフィルム、及びAGフィルム等は、それぞれ、表示パネルに直接貼り
つけることができる。
反射防止部材291として、ARフィルムまたはLRフィルムを用いることで、表示装置
12の表面における外光の反射を抑制することができる。
反射防止部材291として、AGフィルムを用いることで、外光を散乱させ、表示装置の
表面に、表示装置12の周囲の景色が映り込むことを抑制することができる。
図4(B)に示す光学部材240は、反射防止部材291と支持材292からなる。支持
材292は、反射防止部材291よりも表示パネル側に配置する。
光学部材240は、可視光を透過する支持材292に、偏光部材、位相差部材、及び反射
防止部材などのうち一つ以上を貼り付けた構成であることが好ましい。
複数の表示パネルを重ねることで、表示パネル間には段差が生じる。そのため、1つの光
学部材240を複数の表示パネルにわたって貼りつける場合、光学部材240と表示パネ
ルの界面に空気が混入しやすい。また、1つの光学部材240と複数の表示パネルを貼り
合わせてしまうことで、表示パネルを取り外せなくなることがある。また、表示パネルご
とに、光学部材240を1つずつ貼り付けると、手間が増え、作製に長い時間を要する場
合がある。
支持材292を用いることで、光学部材240の強度を高める、厚みを増やす、または取
扱い(ハンドリング)を容易とする等が可能となる。そのため、光学部材240を表示パ
ネルに十分に密着させることができ、光学部材240と表示パネルの界面に存在する空気
を最小限とすることができる。光学部材240を表示パネルに十分に密着させることで、
複数の表示パネル間の段差の低減、及び表示パネル自体のシワの低減も可能となる。光学
部材240と表示パネルは十分に密着させた状態で固定することが好ましい。光学部材2
40と表示パネルの固定箇所を最低限とすることで、表示装置の作製工程の簡略化、及び
表示装置の歩留まりの向上が可能となる。
支持材292としては、例えば、アクリル板、ポリカーボネート板などのプラスチック板
、またはガラス板などを用いることができる。
図4(C)に示す光学部材240は、反射防止部材291、293と支持材292とから
なる。表示パネルに最も近い層が、反射防止部材293であり、表示パネルから最も遠い
層が、反射防止部材291である。
反射防止部材291として、ARフィルムを用いることで、表示装置の表面における外光
の反射を低減することができる。または、反射防止部材291として、AGフィルムを用
いることで、表示装置の表面に表示装置の周囲の景色が映り込むことを抑制することがで
きる。
光学部材240と表示パネルの間には空気が存在する。反射防止部材293として、AR
フィルムを用いることで、光学部材240と空気の間での光の反射を抑制できる。
または、反射防止部材293として、AGフィルムを用いることで、周囲の景色が映り込
みにくくなり、表示装置の使用者が、表示を視認しやすくなる。
図4(D)に光学部材240として、円偏光板295を用いる例を示す。
円偏光板295は、直線偏光板と位相差板とを有する。直線偏光板は、例えば、一対の基
板間に直線偏光層を有する。位相差板としては、1/4λ板等が挙げられる。直線偏光板
と位相差板は、接着層によって貼り合わされる。
円偏光板を用いることで、表示パネルの表面及び内部における光の反射に起因し、表示装
置の使用者が、重なり部を視認することを抑制できる。
図4(D)に示すように、円偏光板295は、複数の表示パネルと重なることが好ましい
。この構成により、表示パネルの側面(図4(D)の点線で囲った部分参照)における光
の反射に起因し、表示装置の使用者が、表示領域の継ぎ目を視認することを抑制できる。
光学部材240に、円偏光板を用いる場合、表示パネルが有する基板には、光学等方性の
高い基板を用いることが好ましい。
図4(D)では、下側の表示パネルが、それぞれ光学等方性の高い基板202a及び基板
212aを有し、上側の表示パネルが、それぞれ光学等方性の高い基板202b及び基板
212bを有する例を示す。基板202aと基板212aとの間には、表示素子を含む領
域155a、及び、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156aが設けられてい
る。同様に、基板202bと基板212bとの間には、表示素子を含む領域155b、及
び、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156bが設けられている。
光学等方性が高い基板は、複屈折が低い(複屈折量が小さい、ともいえる)。
光学等方性が高い基板のリタデーション(位相差)値の絶対値は、30nm以下が好まし
く、20nm以下がより好ましく、10nm以下がさらに好ましい。
光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース(TAC、セルローストリ
アセテートともいう)フィルム、シクロオレフィンポリマー(COP)フィルム、シクロ
オレフィンコポリマー(COC)フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
図4(E)に示す光学部材240は、円偏光板295と支持材292からなる。支持材2
92と円偏光板295は、どちらがより表示パネル側に配置されていてもよい。円偏光板
295よりも支持材292が表示パネル側に配置される場合、該支持材292は光学等方
性が高いことが好ましい。支持材292よりも円偏光板295が表示パネル側に配置され
る場合、支持材292の光学等方性は問われないため、支持材292に用いることができ
る材料の選択の幅が広がる。
図4(F)、(G)に示す光学部材240は、それぞれ、円偏光板295、反射防止部材
296、及び支持材292とからなる。図4(F)に示す光学部材240では、表示パネ
ルに最も近い層が支持材292であり、表示パネルから最も遠い層が反射防止部材296
である。図4(G)に示す光学部材240では、表示パネルに最も近い層が円偏光板29
5であり、表示パネルから最も遠い層が反射防止部材296である。
反射防止部材296としては、ARフィルムを用いることが好ましい。これにより、表示
装置の表面における外光の反射を低減することができる。
<表示パネルの構成例2>
図5(A)に、表示パネル100の上面図を示す。図5(B)は、図5(A)の点線で囲
った領域Nの拡大図である。
表示パネル100は、表示領域101及び領域102を有する。領域102は、可視光を
透過する領域110及び可視光を遮る領域120を有する。可視光を透過する領域110
及び可視光を遮る領域120は、それぞれ、表示領域101と隣接する。図5(A)に示
す表示パネル100では、可視光を透過する領域110が、表示領域101の2辺に沿っ
て配置されている。表示領域101の1辺に沿った可視光を透過する領域110の幅Wと
、他の1辺に沿った可視光を透過する領域110の幅Wは、同一であっても、異なってい
てもよい。図5(A)では、同一である例を示す。
基板の耐熱性が低い場合、FPCの圧着時に、基板が熱によって変形することがある。例
えば、図5(B)の点線で囲った部分は、配線が配置されていなく、圧着ヘッドがあたる
と、表示パネルにシワが発生しやすい。そのため、図5(C)に示すように、FPCを圧
着する領域の近傍に、ダミー配線121を形成することが好ましい。ダミー配線121を
圧着ヘッドがあたる領域に配置することで、表示パネルにシワが発生することを抑制でき
る。ダミー配線121は、表示パネルが有する導電層と同一の材料、同一の工程で作製す
ることが好ましい。これにより、ダミー配線121を形成することによる作製工程の増加
を防止できる。
<表示装置の構成例3>
図5(D)、(E)に、図2(A)とは異なる表示装置12の斜視図を示す。図5(D)
、(E)に示す表示装置12は、図5(A)に示す表示パネル100を2×2のマトリク
ス状に(縦方向及び横方向にそれぞれ2つずつ)計4つ有する。図5(D)は、表示装置
12の表示面側の斜視図であり、図5(E)は、表示装置12の表示面側とは反対側の斜
視図である。
図5(D)、(E)では、各表示パネルがFPCと電気的に接続されている例を示す。
図5(D)、(E)に示す表示装置12は、表示パネル100a、100b、100c、
100dを備える。
図5(D)、(E)において、表示パネル100a、100bの短辺同士が重なり、表示
領域101aの一部と、可視光を透過する領域110bの一部が重なっている。また、表
示パネル100a、100cの長辺同士が重なり、表示領域101aの一部と、可視光を
透過する領域110cの一部が重なっている。
図5(D)、(E)において、表示領域101bの一部は、可視光を透過する領域110
cの一部、及び可視光を透過する領域110dの一部と重なっている。また、表示領域1
01cの一部は、可視光を透過する領域110dの一部と重なっている。
したがって、図5(D)に示すように、表示領域101a~101dが継ぎ目なく配置さ
れた領域を表示装置12の表示領域13とすることが可能となる。
表示装置12の中央部では、表示パネル100a上に表示パネル100bが重なり、表示
パネル100b上に表示パネル100cが重なり、表示パネル100c上に表示パネル1
00dが重なっている。
ここで、表示パネル100が可撓性を有していることが好ましい。例えば、表示パネル1
00を構成する一対の基板は可撓性を有することが好ましい。
これにより、例えば、図5(D)、(E)に示すように、表示パネル100aのFPC1
12aの近傍を湾曲させ、FPC112aに隣接する表示パネル100bの表示領域10
1bの下側に、表示パネル100aの一部、及びFPC112aの一部を配置することが
できる。その結果、FPC112aを表示パネル100bの裏面と物理的に干渉すること
なく配置することができる。また、表示パネル100aと表示パネル100bとを重ねて
固定する場合に、FPC112aの厚さを考慮する必要がないため、可視光を透過する領
域110bの上面と、表示パネル100aの上面との高さの差を低減できる。その結果、
表示領域101a上に位置する表示パネル100bの端部を目立たなくすることができる
さらに、各表示パネル100に可撓性を持たせることで、表示パネル100bの表示領域
101bにおける上面の高さを、表示パネル100aの表示領域101aにおける上面の
高さと一致するように、表示パネル100bを緩やかに湾曲させることができる。そのた
め、表示パネル100aと表示パネル100bとが重なる領域近傍を除き、各表示領域の
高さを揃えることが可能で、表示装置12の表示領域13に表示する画像の表示品位を高
めることができる。
上記では、表示パネル100aと表示パネル100bの関係を例に説明したが、他の隣接
する2つの表示パネル間でも同様である。
図6及び図7は、それぞれ、2つの表示パネルを貼り合わせた際の断面図の一例である。
図6(A)~(E)の各図において、下側の表示パネルは、表示領域101a、可視光を
透過する領域110a、及び可視光を遮る領域120aを有する。下側の表示パネルには
、FPC112aが電気的に接続されている。上側(表示面側)の表示パネルは、表示領
域101b、可視光を透過する領域110b、及び可視光を遮る領域120bを有する。
上側の表示パネルには、FPC112bが電気的に接続されている。
図6(A)では、FPC112aが下側の表示パネルの表示面(おもて面)側に接続され
、FPC112bが上側の表示パネルの表示面側に接続されている例を示す。
図6(B)では、上述の透光層103を用いて2つの表示パネルが部分的に貼り合わされ
ている例を示す。図6(B)では、可視光を透過する領域110bの幅と、透光層103
の幅が等しい例を示す。
図6(C)では、FPC112aが下側の表示パネルの表示面とは反対側の面(裏面)側
に接続され、FPC112bが上側の表示パネルの表示面とは反対側の面(裏面)側に接
続されている例を示す。
図6(C)では、透光層103は、下側の表示パネルの可視光を遮る領域120aと上側
の表示パネルの表示領域101bとの間にまで設けられている。
FPCが表示パネルの裏面側に接続される構成とすることで、下側の表示パネルの端部を
上側の表示パネルの裏面に貼り付けることが可能なため、これらの接着面積を大きくでき
、貼り合わせ部分の機械的強度を高めることができる。
図6(D)では、表示領域101aの、上側の表示パネルと重ならない領域と、透光層1
03とが重なっている。さらに、可視光を透過する領域110aと透光層103とが重な
っている。
透光層の材質によっては、大気中のほこりなど細かなゴミが吸着してしまう場合がある。
このような場合は、表示領域101aの、上側の表示パネルと重ならない領域と、透光層
103とが重ならない方が好ましい。これにより、透光層103に付着したゴミ等により
、表示装置の表示が不鮮明になることを抑制できる。
また、図6(E)では、上側の表示パネルの、表示領域101aと重ならない領域と、透
光層103とが重なっている。
図6(E)の構成では、表示装置の表示面側の最表面に透光層が位置しないため、透光層
103に付着したゴミ等により、表示装置の表示が不鮮明になることを防止できる。また
、表示装置の裏面に吸着性を有する透光層を配置すると、表示パネルと接していない面を
用いて、表示装置を所望の位置に着脱自在に貼り付けることができる。
また、図7(A)では、樹脂層131が、表示パネル100a及び表示パネル100bの
おもて面を覆っている。表示パネル100a及び表示パネル100bの各々の表示領域と
、表示パネル100aと表示パネル100bとが重畳する領域とを覆って、樹脂層131
を設けることが好ましい。
樹脂層131を複数の表示パネル100にわたって設けることで、表示装置12の機械的
強度を高めることができる。また、樹脂層131の表面が平坦になるように形成すると、
表示領域13に表示される画像の表示品位を高めることができる。例えば、スリットコー
タ、カーテンコータ、グラビアコータ、ロールコータ、スピンコータなどのコーティング
装置を用いると、平坦性の高い樹脂層131を形成することができる。
また、樹脂層131の屈折率は、表示パネル100の表示面側に用いる基板の屈折率の0
.8倍以上1.2倍以下であると好ましく、0.9倍以上1.1倍以下であるとより好ま
しく、0.95倍以上1.15倍以下であるとさらに好ましい。表示パネル100と樹脂
層131の屈折率の差が小さいほど、光を効率よく外部に取り出すことができる。また、
このような屈折率を有する樹脂層131を表示パネル100aと表示パネル100bとの
段差部を覆うように設けることで、当該段差部が視認されにくくなるため、表示領域13
に表示される画像の表示品位を高めることができる。
樹脂層131は、可視光を透過する層である。樹脂層131には、例えば、エポキシ樹脂
、アラミド樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹
脂等の有機樹脂を用いることができる。
また、図7(B)に示すように、樹脂層131を介して表示装置12上に保護基板132
を設けることが好ましい。このとき、樹脂層131は表示装置12と保護基板132とを
接着する接着層としての機能を有していてもよい。
保護基板132により、表示装置12の表面を保護するだけでなく、表示装置12の機械
的強度を高めることができる。保護基板132としては、少なくとも表示領域13と重な
る領域に透光性を有する材料を用いる。また、保護基板132は表示領域13と重なる領
域以外の領域が視認されないように、遮光性を備えていてもよい。
保護基板132は、タッチパネルとしての機能を有していてもよい。また、表示パネル1
00が可撓性を有し、湾曲可能な場合には、保護基板132も同様に可撓性を有している
ことが好ましい。
また、保護基板132は、表示パネル100の表示面側に用いる基板、または樹脂層13
1との屈折率の差が20%以下であると好ましく、10%以下であるとより好ましく、5
%以下であるとさらに好ましい。
保護基板132としては、フィルム状のプラスチック基板を用いることができる。例えば
、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポ
リエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂、ポリエーテルスルホン(PES)樹脂、ポリア
ミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)樹
脂、ポリスルホン(PSF)樹脂、ポリエーテルイミド(PEI)樹脂、ポリアリレート
(PAR)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂、ポリテトラフルオロエチ
レン(PTFE)樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、繊維体に樹脂を含浸した
基板(プリプレグともいう)、または無機フィラーを有機樹脂に混ぜて線膨張係数を下げ
た基板を使用することもできる。また、保護基板132は、樹脂フィルムに限定されず、
パルプを連続シートに加工した透明な不織布、フィブロインと呼ばれるたんぱく質を含む
人工くも糸繊維を含むシート、これらと樹脂とを混合させた複合体、繊維幅が4nm以上
100nm以下のセルロース繊維からなる不織布と樹脂膜の積層体、または人工くも糸繊
維を含むシートと樹脂膜の積層体を用いてもよい。
なお、本発明の一態様の表示装置または表示パネルをアクリル板、ガラス板、木板、金属
板等に貼り付けて用いてもよい。表示装置または表示パネルは、これらの板に、表示面側
を貼り付けてもよい(この場合は可視光を透過する板を用いる)し、表示面と対向する面
側を貼り付けてもよい。また、表示装置または表示パネルは、これらの板に着脱自在に貼
り付けてあることが好ましい。
また、保護基板132として、偏光板、円偏光板、位相差板、または光学フィルム等の少
なくとも一つを用いることができる。上述の光学部材240を、保護基板132として用
いることができる。
表示パネルを板に貼り付けた状態で保存する場合、表示パネルだけでなく、当該板も温度
変化による変形が小さいことが好ましい。例えば、板の熱膨張係数は、60ppm/℃以
下が好ましく、30ppm/℃以下がより好ましい。例えば、アルミニウム板等の金属板
またはガラスエポキシ板を好適に用いることができる。
また、図7(C)に示すように、表示パネル100a及び表示パネル100bの表示面と
は反対側の面に樹脂層133及び保護基板134を設けることができる。表示パネルの裏
面に、表示パネルを支持する基板を配置することで、表示パネルに意図しない反りまたは
曲げが生じることを抑制し、表示面を平滑に保つことで、表示領域13に表示される画像
の表示品位を高めることができる。
なお、表示面とは反対側に設けられる樹脂層133及び保護基板134は、必ずしも透光
性を有している必要はなく、可視光を吸収または反射する材料を用いてもよい。
また、図7(D)に示すように、表示パネルのおもて面に、樹脂層131及び保護基板1
32を、裏面に、樹脂層133及び保護基板134を設けてもよい。このように、表示パ
ネル100a及び表示パネル100bを2枚の保護基板によって挟むことで、表示装置1
2の機械的強度をさらに高めることができる。
また、樹脂層131及び保護基板132の厚さの合計と、樹脂層133及び保護基板13
4の厚さの合計と、が、概略同一であると好ましい。例えば、樹脂層131及び樹脂層1
33を同等の厚さとし、保護基板132及び保護基板134に同一の厚さの材料を用いる
ことが好ましい。これにより、複数の表示パネル100をこれら積層体の厚さ方向におけ
る中央部に配置することができる。例えば、表示パネル100を含む積層体を湾曲させる
際には、表示パネル100が厚さ方向における中央部に位置することで、湾曲に伴って表
示パネル100にかかる横方向の応力が緩和され、表示パネル100の破損を防止するこ
とができる。
なお、樹脂層及び保護基板の厚さが、表示装置の端部と中央部とで異なる場合などは、平
均の厚さ、最大の厚さ、最小の厚さ等を適宜選択し、同じ条件で、樹脂層131及び保護
基板132の厚さの合計と、樹脂層133及び保護基板134の厚さの合計を比較するこ
とが好ましい。
図7(D)において、樹脂層131と樹脂層133に同一の材料を用いると、作製コスト
を低減でき、好ましい。同様に、保護基板132と保護基板134に同一の材料を用いる
と、作製コストを低減でき、好ましい。
また、図7(C)、(D)に示すように、表示パネル100a及び表示パネル100bの
裏面側に配置される樹脂層133及び保護基板134には、FPC112aを取り出すた
めの開口部を設けることが好ましい。特に、図7(D)に示すように、FPC112aの
一部を覆うように樹脂層133を設けると、表示パネル100aとFPC112aとの接
続部における機械的強度を高めることができ、FPC112aが剥がれてしまうなどの不
具合を抑制できる。同様に、FPC112bの一部を覆うように樹脂層133を設けるこ
とが好ましい。
次に、表示パネル100の構成例について説明する。図8(A)は、図5(A)における
領域Pを拡大した上面図の一例であり、図8(B)は、図5(A)における領域Qを拡大
した上面図の一例である。
図8(A)に示すように、表示領域101には複数の画素141がマトリクス状に配置さ
れている。赤色、青色、緑色の3色を用いてフルカラー表示が可能な表示パネル100と
する場合では、複数の画素141は、それぞれ、上記3色のうちいずれかを表示すること
のできる副画素に対応する。また、上記3色に加えて白色または黄色を表示することので
きる副画素を設けてもよい。画素141を含む領域が表示領域101に相当する。
一つの画素141には配線142a及び配線142bが電気的に接続されている。複数の
配線142aのそれぞれは配線142bと交差し、回路143aと電気的に接続されてい
る。また、複数の配線142bは回路143bと電気的に接続されている。回路143a
及び回路143bのうち一方が走査線駆動回路として機能する回路であり、他方が信号線
駆動回路として機能する回路である。なお、回路143aまたは回路143bのいずれか
一方、または両方を設けない構成としてもよい。
図8(A)では、回路143aまたは回路143bに電気的に接続する複数の配線145
が設けられている。配線145は、図示しない領域でFPC123と電気的に接続され、
外部からの信号を回路143a及び回路143bに供給する機能を有する。
図8(A)において、回路143a、回路143b、複数の配線145等を含む領域が、
可視光を遮る領域120に相当する。
図8(B)において、最も端に設けられる画素141よりも外側の領域が可視光を透過す
る領域110に相当する。可視光を透過する領域110は、画素141、配線142a及
び配線142b等の可視光を遮る部材を有していない。なお、画素141の一部、配線1
42aまたは配線142bが可視光を透過する場合には、可視光を透過する領域110に
まで延在して設けられていてもよい。
可視光を透過する領域110の幅が表示パネルによって異なる場合、または1つの表示パ
ネルの中でも場所によって異なる場合には、最も短い長さを幅Wとすることができる。な
お、図8(B)では画素141から基板の端部までの距離(すなわち可視光を透過する領
域110の幅W)が、図面縦方向と横方向とで同一である場合を示しているが、本発明の
一態様はこれに限られない。
図8(C)は、図8(B)中の切断線A1-A2における断面図である。表示パネル10
0は、それぞれ可視光を透過する一対の基板(基板151、基板152)を有する。また
、基板151と基板152は接着層154によって接着されている。ここで、画素141
及び配線142b等が形成されている側の基板を基板151とする。
図8(B)、(C)に示すように、画素141が表示領域101の最も端に位置する場合
には、可視光を透過する領域110の幅Wは、基板151または基板152の端部から画
素141の端部までの長さとなる。
なお、画素141の端部とは、画素141に含まれる可視光を遮る部材のうち、最も端に
位置する部材の端部を指す。または、画素141として一対の電極間に発光性の有機化合
物を含む層を備える発光素子(有機EL素子ともいう)を用いた場合には、画素141の
端部は下部電極の端部、発光性の有機化合物を含む層の端部、上部電極の端部のいずれか
であってもよい。
図9(A)は、領域Qを拡大した上面図の一例であり、配線142aの位置が図8(B)
とは異なる。また、図9(A)中の切断線B1-B2における断面図を図9(B)、切断
線C1-C2における断面図を図9(C)に示す。
図9(A)~(C)に示すように、表示領域101の最も端に配線142aが位置する場
合には、可視光を透過する領域110の幅Wは、基板151または基板152の端部から
配線142aの端部までの長さとなる。なお、配線142aが可視光を透過する場合、配
線142aが設けられる領域は可視光を透過する領域110に含まれていてもよい。
<発光素子の構成例>
図10(A)、(B)に、表示パネルが有する発光素子の構成例を示す。
例えば、表示パネルは、図10(A)または図10(B)に示す、第1の発光素子110
5R、第2の発光素子1105G、及び第3の発光素子1105Bを有する。さらに、表
示パネルは、図10(B)に示す、カラーフィルタ1104R、カラーフィルタ1104
G、及びカラーフィルタ1104Bを有していてもよい。
図10(A)において、第1の発光素子1105Rは、第1の電極1101、EL層11
03R、及び第2の電極1102を有する。第2の発光素子1105Gは、第1の電極1
101、EL層1103G、及び第2の電極1102を有する。第3の発光素子1105
Bは、第1の電極1101、EL層1103B、及び第2の電極1102を有する。なお
、3つの発光素子が有するEL層は、それぞれ異なる材料を一部または全部に含み、塗り
分けにより形成される。すなわち、例えば、EL層1103Rが赤色発光を示すEL層、
EL層1103Gが緑色発光を示すEL層、EL層1103Bが青色発光を示すEL層と
することができる。
また、各発光素子の少なくとも一方の電極(図10(A)の場合は、EL層からの光が射
出される矢印方向に位置する第2の電極1102)は、透光性を有する導電性材料で形成
することが好ましい。
また、図10(B)において、第1の発光素子1105R、第2の発光素子1105G、
及び第3の発光素子1105Bは、それぞれ、第1の電極1101、EL層1103、及
び第2の電極1102を有する。また、第1の発光素子1105Rと重なる位置にカラー
フィルタ1104Rが設けられている。また、第2の発光素子1105Gと重なる位置に
カラーフィルタ1104Gが設けられている。また、第3の発光素子1105Bと重なる
位置にカラーフィルタ1104Bが設けられている。なお、各発光素子が有するEL層1
103は、共通である。
また、図10(B)に示す各発光素子の第2の電極1102は、透光性を有する導電性材
料で形成することが好ましい。これにより、第1の発光素子1105Rでは、EL層11
03から射出される光のうちの赤色発光1106Rを、カラーフィルタ1104Rを介し
て外部に取り出すことができる。また、第2の発光素子1105Gでは、EL層1103
から射出される光のうちの緑色発光1106Gを、カラーフィルタ1104Gを介して外
部に取り出すことができる。また、第3の発光素子1105Bでは、EL層1103から
射出される光のうちの青色発光1106Bを、カラーフィルタ1104Bを介して外部に
取り出すことができる。従って、カラーフィルタ1104Rは、赤色発光を透過する機能
を有し、カラーフィルタ1104Gは、緑色発光を透過する機能を有し、カラーフィルタ
1104Bは、青色発光を透過する機能を有する。
なお、図10(A)(B)には示さないが、第1の発光素子1105R、第2の発光素子
1105G、第3の発光素子1105Bは、それぞれ発光を制御するトランジスタと電気
的に接続されていてもよい。
図10(A)(B)に示す各EL層は、発光を呈する発光物質を有する発光層、正孔注入
層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、等の機能層を有する。また、EL層が複数積
層される構造を有する場合には、EL層の間に電荷発生層を有する。
図10(A)(B)に示す各EL層が有する発光層については、発光物質だけでなく、1
種以上の有機化合物を含む構成とすることができる。また、異なる発光色を呈する発光物
質が発光層内に混在する構成としてもよいし、積層された層が異なる発光色を呈する発光
物質をそれぞれ有する構成としてもよい。図10(A)(B)に示す各発光素子が、複数
のEL層を有する場合は、上述したように複数のEL層の間に電荷発生層を挟む構成とな
る。この時の複数のEL層は、それぞれ異なる発光色を呈することが好ましい。
また、図10(B)に示す、第1の発光素子1105R、第2の発光素子1105G、及
び第3の発光素子1105Bは、いずれも共通のEL層1103を有する。この場合、E
L層1103は白色発光を呈するが、各発光素子からは異なる発光色が得られる。
図10(B)に示すように、EL層1103からの発光が、複数の波長の光が混在する白
色発光である場合、特定の波長の光のみを強めるために第1の電極1101を反射電極と
し、第2の電極1102を半透過・半反射電極とし、微小光共振器(マイクロキャビティ
)構造とするのが好ましい。なお、図10(A)に示すように発光素子毎にEL層が塗り
分けで形成される場合も微小光共振器(マイクロキャビティ)構造と組み合わせた発光素
子を形成してもよい。
また、図10(A)(B)に示す、第1の発光素子1105Rは、赤色発光を示す発光素
子であるため、第1の電極1101と第2の電極1102との光学距離が赤色発光を強め
る光学距離となるように第1の電極1101の膜厚を調整するのが好ましい。また、第2
の発光素子1105Gは、緑色発光を示す発光素子であるため、第1の電極1101と第
2の電極1102との光学距離が緑色発光を強める光学距離となるように第1の電極11
01の膜厚を調整するのが好ましい。また、第3の発光素子1105Bは、青色発光を示
す発光素子であるため、第1の電極1101と第2の電極1102との光学距離が青色発
光を強める光学距離となるように第1の電極1101の膜厚を調整するのが好ましい。
図10(B)に示すように、EL層1103から得られる発光が白色発光の場合は、白色
発光を構成する赤色発光、緑色発光、及び青色発光がそれぞれ独立した発光スペクトルを
有し、互いのスペクトルが重ならないことが色純度の低下を抑える上で望ましい。特に緑
色発光のスペクトルと、赤色発光のスペクトルとは、それぞれのピーク波長が近い位置に
あるため、互いのスペクトルが重なりやすい。このような発光スペクトルの重なりを抑え
るために、EL層に用いる発光物質やEL層の積層構造が重要となる。これは、共通のE
L層を有する表示パネルが、塗り分けのEL層を有する表示パネルに比べて工程の削減が
可能である一方、困難を有する点である。本発明の一態様である表示パネルにおいては、
発光色毎によい色度を示す表示パネルを提供することができるだけでなく、特に共通の白
色発光層を有する場合には、異なる発光スペクトルの重なりを抑え、発光色毎によい色度
を示す表示パネルを提供することができる。
本実施の形態で示す表示パネルは、複数の発光素子を有する表示パネルであり、フルカラ
ー表示を実現することができる。現在ではこのようなフルカラー表示における品質の指標
としていくつかの規格値が定められている。
例えば、ディスプレイ、プリンタ、デジタルカメラ、スキャナなどの機器において、機器
間の色再現の違いを統一するためにIEC(国際電気標準会議)が定めた国際標準の色空
間に関する規格としてsRGB規格が広く定着している。なお、sRGB規格では、CI
E(国際照明委員会)が定めるCIE1931色度座標(xy色度座標)における色度(
x,y)を、赤(R)(x,y)=(0.640,0.330)、緑(G)(x,y)=
(0.300,0.600)、青(B)(x,y)=(0.150,0.060)として
いる。
また、アメリカの国家テレビ標準化委員会(National Television
System Committee)が作成したアナログテレビ方式の色域規格であるN
TSC規格では、色度(x,y)を、赤(R)(x,y)=(0.670,0.330)
、緑(G)(x,y)=(0.210,0.710)、青(B)(x,y)=(0.14
0,0.080)としている。
また、デジタル映画(シネマ)を配給する際の国際的な統一規格であるDCI-P3(D
igital Cinema Initiatives)規格では、色度(x,y)を、
赤(R)(x,y)=(0.680,0.320)、緑(G)(x,y)=(0.265
,0.690)、青(B)(x,y)=(0.150,0.060)としている。
また、NHKが定めた高精細なUHDTV(Ultra High Definitio
n Television、スーパーハイビジョンともいう)で使われる規格、Reco
mmendation ITU-R BT.2020(以下、BT.2020)では、色
度(x,y)を、赤色(0.708,0.292)、緑色(0.170,0.797)、
青色(0.131,0.046)としている。
このように画像表示に関する様々な規格が定められているが、本発明の一態様である表示
パネルは、図11の色座標で表される色度範囲(領域A、領域B、領域C)に色度を有す
る光を呈する発光素子(赤色発光を示す発光素子、緑色発光を示す発光素子、青色発光を
示す発光素子)を有する。具体的には、赤色発光1106Rが得られる第1の発光素子1
105Rと、緑色発光1106Gが得られる第2の発光素子1105Gと、青色発光11
06Bが得られる第3の発光素子1105Bと、を少なくとも有し、第1の発光素子11
05Rは図11の色座標において領域Aで示される範囲、すなわちCIE1931色度座
標における色度xが、0.680より大きく0.720以下、色度yが、0.260以上
0.320以下である発光が得られる発光素子であり、第2の発光素子1105Gは、図
11の色座標において領域Bで示される範囲、すなわち色度xが、0.130以上0.2
50以下、色度yが、0.710より大きく0.810以下である発光が得られる発光素
子であり、第3の発光素子1105Bは、図11の色座標において領域Cで示される範囲
、すなわち色度xが、0.120以上0.170以下、色度yが、0.020以上0.0
60未満である発光が得られる発光素子である。なお、図10(B)に示すように各発光
素子とカラーフィルタを組み合わせた際、カラーフィルタを介して各発光素子から得られ
る発光が上記の色度の範囲を満たす構成としてもよい。このような発光素子を有すること
で、フルカラー表示における表示品質の高い表示パネルを得ることができる。むろん、図
10(A)に示したように、カラーフィルタを介さずに上記色度の範囲を満たす構成とし
てもよい。
なお、図10(A)で示した第1の発光素子1105Rの発光スペクトルのピーク波長は
、620nm以上680nm以下が好ましい。また図10(A)で示した第2の発光素子
1105Gの発光スペクトルのピーク波長は、500nm以上530nm以下が好ましい
。図10(A)で示した第3の発光素子1105Bの発光スペクトルのピーク波長は、4
30nm以上460nm以下が好ましい。また、第1の発光素子1105R、第2の発光
素子1105G、第3の発光素子1105Bの発光スペクトルの半値幅は、それぞれ5n
m以上45nm以下、5nm以上35nm以下、5nm以上25nm以下が好ましい。こ
れら発光スペクトルのピーク波長、及び半値幅に関しては、図10(B)におけるカラー
フィルタ透過後の値に関しても同様のことが言える。
また本発明の一態様においては、上記のような色度を達成することにより、CIE色度座
標(x,y)におけるBT.2020の色域に対する面積比で80%以上、または、該色
域に対するカバー率で75%以上とすることが好ましい。より好ましくは、面積比で90
%以上、または、カバー率で85%以上である。
なお、色度の算出においては、色彩輝度計、分光放射輝度計、発光スペクトル測定器のい
ずれを用いてもよく、いずれか一の測定において上記色度を満たしていればよい。ただし
、より好ましくは、いずれの測定法を用いても上記色度を満たすことである。
また、本発明の一態様において、各色の発光素子は、正孔輸送層のうち、正孔注入層に接
する層が、共通の材料で形成されている。例えば、赤色発光を呈する発光素子及び緑色発
光を呈する発光素子が有する正孔輸送層は、それぞれ、正孔注入層と接する第1の正孔輸
送層と、発光層と接する第2の正孔輸送層と、を有する。そして、青色発光を呈する発光
素子の正孔輸送層は、正孔注入層及び発光層の双方と接する第1の正孔輸送層のみからな
る。
なお、青色蛍光を呈する素子は、発光層のホスト材料のHOMO準位及びLUMO準位が
深い。ここで、正孔注入層の材料によっては、正孔注入層から電子を引き抜くために、正
孔輸送層のHOMO準位が浅いことが求められる場合が多い。そのため、正孔輸送層は、
HOMO準位が浅い層からHOMO準位が深い層までの積層構造をとる必要が生じる。こ
こで、本発明の一態様では、正孔注入層に、正孔輸送性材料と金属酸化物の混合層を用い
る。当該混合層に、HOMO準位の深い正孔輸送性材料を用いることで、正孔輸送層にも
HOMO準位の深い正孔輸送性材料を用いることができる。これにより、正孔輸送層が単
層であっても、青色蛍光を呈する発光層に正孔を入れることができる。
各色の発光素子において、正孔注入層と、第1の正孔輸送層とは、同じ正孔輸送性材料を
有することが好ましい。
また、赤色発光を呈する発光素子と緑色発光を呈する発光素子において、第2の正孔輸送
層は、光路長を調整する層として用いることができる。また、第2の正孔輸送層には、第
1の正孔輸送層に用いる材料に比べて、HOMO準位の浅い材料を用いることが好ましい
。これにより、赤色発光を呈する発光素子及び緑色発光を呈する発光素子の消費電力を低
減することができる。また、第2の正孔輸送層に含まれる材料は、赤色発光を呈する発光
素子の発光層及び緑色発光を呈する発光素子の発光層にも含まれることが好ましい。
以上のように、本発明の一態様の表示装置では、広色域の表示が可能であり、継ぎ目が視
認されにくい広い表示領域を有する表示装置を提供することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書にお
いて、1つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わ
せることが可能である。
(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる発光素子及び発光パ
ネルについて図12及び図13を用いて説明する。
<発光素子の基本的な構造>
まず、発光素子の基本的な構造について説明する。図12(A)には、一対の電極間にE
L層を有する発光素子を示す。具体的には、第1の電極1201と第2の電極1202と
の間にEL層1203が挟まれた構造(シングル構造)を有する。EL層1203は少な
くとも発光層を有する。
また、発光素子は、一対の電極間に複数のEL層を有していてもよい。図12(B)には
、一対の電極間に2層のEL層(EL層1203a及びEL層1203b)を有し、2層
のEL層の間に電荷発生層1204を有する積層構造(タンデム構造)の発光素子を示す
。タンデム構造の発光素子は、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光パネルを実現する
ことができる。
電荷発生層1204は、第1の電極1201と第2の電極1202に電圧を印加したとき
に、EL層1203a及びEL層1203bのうち、一方に電子を注入し、他方に正孔(
ホール)を注入する機能を有する。従って、図12(B)において、第1の電極1201
に第2の電極1202よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層120
4からEL層1203aに電子が注入され、EL層1203bに正孔が注入されることと
なる。
なお、電荷発生層1204は、光の取り出し効率の点から、可視光を透過する(具体的に
は、電荷発生層1204の可視光の透過率が、40%以上である)ことが好ましい。また
、電荷発生層1204は、第1の電極1201や第2の電極1202よりも低い導電率で
あっても機能する。
また、図12(C)には、EL層1203の積層構造を示す。但し、この場合、第1の電
極1201は陽極として機能するものとする。EL層1203は、第1の電極1201上
に、正孔注入層1211、正孔輸送層1212、発光層1213、電子輸送層1214、
電子注入層1215が順次積層された構造を有する。なお、図12(B)に示すタンデム
構造のように複数のEL層を有する場合であっても、各EL層が、陽極側から上記のよう
に順次積層される構造とする。また、第1の電極1201が陰極で、第2の電極1202
が陽極の場合は、積層順は逆になる。
発光層1213は、発光物質や複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色
を呈する蛍光発光や燐光発光が得られる構成とすることができる。また、発光層1213
を発光色の異なる積層構造としてもよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる
発光物質やその他の物質は、それぞれ異なる材料を用いればよい。また、図12(B)に
示す複数のEL層(EL層1203a、1203b)から、それぞれ異なる発光色が得ら
れる構成としてもよい。この場合も各発光層に用いる発光物質やその他の物質を異なる材
料とすればよい。
発光素子において、例えば、図12(C)に示す第1の電極1201を反射電極とし、第
2の電極1202を半透過・半反射電極とし、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造
とすることにより、EL層1203に含まれる発光層1213から得られる発光を両電極
間で共振させ、第2の電極1202を透過して射出される発光を強めることができる。
なお、発光素子の第1の電極1201が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導
電性材料(透明導電膜)との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚を
制御することにより光学調整を行うことができる。具体的には、発光層1213から得ら
れる光の波長λに対して、第1の電極1201と、第2の電極1202との電極間距離が
mλ/2(ただし、mは自然数)近傍となるように調整するのが好ましい。
また、発光層1213から得られる所望の光(波長:λ)を増幅させるために、第1の電
極1201から発光層の所望の光が得られる領域(発光領域)までの光学距離と、第2の
電極1202から発光層1213の所望の光が得られる領域(発光領域)までの光学距離
と、をそれぞれ(2m’+1)λ/4(ただし、m’は自然数)近傍となるように調節す
るのが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層1213における正孔(ホール
)と電子との再結合領域を示す。
このような光学調整を行うことにより、発光層1213から得られる特定の単色光のスペ
クトルを狭線化させ、色純度のよい発光を得ることができる。
但し、上記の場合、第1の電極1201と第2の電極1202との光学距離は、厳密には
第1の電極1201における反射領域から第2の電極1202における反射領域までの総
厚ということができる。しかし、第1の電極1201や第2の電極1202における反射
領域を厳密に決定することは困難であるため、第1の電極1201と第2の電極1202
の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとす
る。また、第1の電極1201と、所望の光が得られる発光層との光学距離は、厳密には
第1の電極1201における反射領域と、所望の光が得られる発光層における発光領域と
の光学距離であるということができる。しかし、第1の電極1201における反射領域や
、所望の光が得られる発光層における発光領域を厳密に決定することは困難であるため、
第1の電極1201の任意の位置を反射領域、所望の光が得られる発光層の任意の位置を
発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
図12(C)に示す発光素子は、マイクロキャビティ構造を有するため、同じEL層を有
していても異なる波長の光(単色光)を取り出すことができる。従って、異なる発光色を
得るための塗り分け(例えば、RGB)が不要となる。従って、高精細化を実現すること
が容易である。また、着色層(カラーフィルタ)との組み合わせも可能である。さらに、
特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ること
ができる。
第1の電極1201と第2の電極1202の少なくとも一方は、透光性を有する電極(透
明電極、半透過・半反射電極など)とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明
電極の可視光の透過率は、40%以上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過
・半反射電極の可視光の反射率は、20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%
以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、1×10-2Ωcm以下が好ましい。
第1の電極1201または第2の電極1202が、反射性を有する電極(反射電極)であ
る場合、反射性を有する電極の可視光の反射率は、40%以上100%以下、好ましくは
70%以上100%以下とする。また、この電極の抵抗率は、1×10-2Ωcm以下が
好ましい。
≪発光素子の具体的な構造及び作製方法≫
次に、発光素子の具体的な構造及び作製方法について説明する。ここでは、図12(B)
に示すタンデム構造を有し、マイクロキャビティ構造を備えた発光素子について図12(
D)を用いて説明する。図12(D)に示す発光素子は、第1の電極1201を反射電極
として形成し、第2の電極1202を半透過・半反射電極として形成する。従って、所望
の導電性材料を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。なお、
第2の電極1202は、EL層1203bを形成した後、上記と同様に材料を選択して形
成する。また、これらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着法を用いることができる
<第1の電極及び第2の電極>
第1の電極1201及び第2の電極1202を形成する材料としては、上述した両電極の
機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例
えば、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができ
る。具体的には、In-Sn酸化物(ITOともいう)、In-Si-Sn酸化物(IT
SOともいう)、In-Zn酸化物、In-W-Zn酸化物が挙げられる。その他、アル
ミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、
コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、
インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングス
テン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウ
ム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用い
ることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または第2族に属する元素
(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム
(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属及びこれ
らを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
図12(D)に示す発光素子において、第1の電極1201が陽極である場合、第1の電
極1201上にEL層1203aの正孔注入層1211a及び正孔輸送層1212aが真
空蒸着法により順次積層形成される。EL層1203a及び電荷発生層1204が形成さ
れた後、電荷発生層1204上にEL層1203bの正孔注入層1211b及び正孔輸送
層1212bが同様に順次積層形成される。
<正孔注入層及び正孔輸送層>
正孔注入層(1211、1211a、1211b)は、陽極である第1の電極1201ま
たは電荷発生層1204からEL層(1203、1203a、1203b)に正孔(ホー
ル)を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。
正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化
物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、フ
タロシアニン(略称:HPc)や銅フタロシアニン(略称:CuPC)等のフタロシア
ニン系の化合物、4,4’-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニ
ルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、N,N’-ビス{4-[ビス(3-メチルフ
ェニル)アミノ]フェニル}-N,N’-ジフェニル-(1,1’-ビフェニル)-4,
4’-ジアミン(略称:DNTPD)等の芳香族アミン化合物、またはポリ(3,4-エ
チレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(略称:PEDOT/PSS
)等の高分子等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容
性材料)を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により正
孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層(1211、1211a、1211b)
で正孔が発生し、正孔輸送層(1212、1212a、1212b)を介して発光層(1
213、1213a、1213b)に正孔が注入される。なお、正孔注入層(1211、
1211a、1211b)は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料(電子受容性材料)
を含む複合材料からなる単層で形成してもよいが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料
(電子受容性材料)とをそれぞれ別の層で積層して形成してもよい。
正孔輸送層(1212、1212a、1212b)は、正孔注入層(1211、1211
a、1211b)によって、第1の電極1201から注入された正孔を発光層(1213
、1213a、1213b)に輸送する層である。なお、正孔輸送層(1212、121
2a、1212b)は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送層(1212、121
2a、1212b)に用いる正孔輸送性材料は、特に正孔注入層(1211、1211a
、1211b)のHOMO準位と同じ、あるいは近いHOMO準位を有するものを用いる
ことが好ましい。
正孔注入層(1211a、1211b)に用いるアクセプター性材料としては、元素周期
表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、
酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タング
ステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気
中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。その他、キノジメタン誘導
体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを用い
ることができる。具体的には、7,7,8,8-テトラシアノ-2,3,5,6-テトラ
フルオロキノジメタン(略称:F-TCNQ)、クロラニル、2,3,6,7,10,
11-ヘキサシアノ-1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン(略称:H
AT-CN)等を用いることができる。
正孔注入層(1211、1211a、1211b)及び正孔輸送層(1212、1212
a、1212b)に用いる正孔輸送性材料としては、10-6cm/Vs以上の正孔移
動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これ
ら以外のものを用いることができる。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物(例えばカルバゾール誘導体や
インドール誘導体)や芳香族アミン化合物が好ましく、具体例としては、4,4’-ビス
[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα-N
PD)、N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’-
ビフェニル]-4,4’-ジアミン(略称:TPD)、4,4’-ビス[N-(スピロ-
9,9’-ビフルオレン-2-イル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSP
B)、4-フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン
(略称:BPAFLP)、4-フェニル-3’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)
トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、4-フェニル-4’-(9-フェニル-
9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、3-[
4-(9-フェナントリル)-フェニル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:
PCPPn)、N-(4-ビフェニル)-N-(9,9-ジメチル-9H-フルオレン-
2-イル)-9-フェニル-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:PCBiF)、N
-(1,1’-ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾー
ル-3-イル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:
PCBBiF)、4,4’-ジフェニル-4’’-(9-フェニル-9H-カルバゾール
-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4-(1-ナフチル)-
4’-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:P
CBANB)、4,4’-ジ(1-ナフチル)-4’’-(9-フェニル-9H-カルバ
ゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、9,9-ジメチル-N
-フェニル-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]フ
ルオレン-2-アミン(略称:PCBAF)、N-フェニル-N-[4-(9-フェニル
-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル]スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-ア
ミン(略称:PCBASF)、4,4’,4’’-トリス(カルバゾール-9-イル)ト
リフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニル
アミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、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(略称:MTDATA
)などの芳香族アミン骨格を有する化合物、1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼン
(略称:mCP)、4,4’-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3
,6-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)-9-フェニルカルバゾール(略称:CzT
P)、3,3’-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール)(略称:PCCP)、3-
[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニル
カルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6-ビス[N-(9-フェニルカルバゾー
ル-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPC
A2)、3-[N-(1-ナフチル)-N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)ア
ミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、1,3,5-トリス[4
-(N-カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9-[4-(10-フ
ェニル-9-アントラセニル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CzPA)など
のカルバゾール骨格を有する化合物、4,4’,4’’-(ベンゼン-1,3,5-トリ
イル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P-II)、2,8-ジフェニル-
4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]ジベンゾチオフェ
ン(略称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9
-イル)フェニル]-6-フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP-IV)な
どのチオフェン骨格を有する化合物、4,4’,4’’-(ベンゼン-1,3,5-トリ
イル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-フ
ェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:m
mDBFFLBi-II)などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。
さらに、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4-ビニルトリフェ
ニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N-(4-{N’-[4-(4-ジフェニル
アミノ)フェニル]フェニル-N’-フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](
略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビス
(フェニル)ベンジジン](略称:Poly-TPD)などの高分子化合物を用いること
もできる。
但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を1種または複数種
組み合わせて正孔輸送性材料として正孔注入層(1211、1211a、1211b)及
び正孔輸送層(1212、1212a、1212b)に用いることができる。なお、正孔
輸送層(1212、1212a、1212b)は、各々複数の層から形成されていてもよ
い。すなわち、例えば第1の正孔輸送層と第2の正孔輸送層とが積層されていてもよい。
図12(D)に示す発光素子において、EL層1203aの正孔輸送層1212a上に発
光層1213aが真空蒸着法により形成される。また、EL層1203a及び電荷発生層
1204が形成された後、EL層1203bの正孔輸送層1212b上に発光層1213
bが真空蒸着法により形成される。
<発光層>
発光層(1213、1213a、1213b)は、発光物質を含む層である。なお、発光
物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈
する物質を適宜用いる。また、複数の発光層(1213a、1213b)に異なる発光物
質を用いることにより異なる発光色を呈する構成(例えば、補色の関係にある発光色を組
み合わせて得られる白色発光)とすることができる。さらに、一つの発光層が異なる発光
物質を有する積層構造であってもよい。
また、発光層(1213、1213a、1213b)は、発光物質(ゲスト材料)に加え
て、1種または複数種の有機化合物(ホスト材料、アシスト材料)を有していてもよい。
また、1種または複数種の有機化合物としては、本実施の形態で説明する正孔輸送性材料
や電子輸送性材料の一方または両方を用いることができる。
発光素子において、発光層1213a及び発光層1213bのいずれか一方に青色発光を
呈する発光物質(青色発光物質)をゲスト材料として用い、他方に緑色発光を呈する物質
(緑色発光物質)及び赤色発光を呈する物質(赤色発光物質)を用いることが好ましい。
この方法は、青色発光物質(青色発光層)の発光効率や寿命が他よりも劣る場合に有効で
ある。なお、ここでは、青色発光物質として一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に
換える発光物質を用い、緑色及び赤色発光物質としては三重項励起エネルギーを可視光領
域の発光に変える発光物質を用いると、RGBのスペクトルバランスが良くなるため好ま
しい。
発光層(1213、1213a、1213b)に用いることができる発光物質としては、
特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、または三
重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。なお、
上記発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質(蛍光材料)
が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フル
オレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体
、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導
体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発
光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、N,N’-ビス(3-
メチルフェニル)-N,N’-ビス[3-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル
)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,
N’-ジフェニル-N,N’-ビス[4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル
)フェニル]ピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’-ビ
ス(ジベンゾフラン-2-イル)-N,N’-ジフェニルピレン-1,6-ジアミン(略
称:1,6FrAPrn)、N,N’-ビス(ジベンゾチオフェン-2-イル)-N,N
’-ジフェニルピレン-1,6-ジアミン(略称:1,6ThAPrn)、N,N’-(
ピレン-1,6-ジイル)ビス[(N-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラ
ン)-6-アミン](略称:1,6BnfAPrn)、N,N’-(ピレン-1,6-ジ
イル)ビス[(N-フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン)-8-アミン]
(略称:1,6BnfAPrn-02)、N,N’-(ピレン-1,6-ジイル)ビス[
(6,N-ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン)-8-アミン](略称
:1,6BnfAPrn-03)などが挙げられる。またピレン誘導体は、本発明の一態
様における青色の色度を達成するのに有用な化合物群である。
その他にも、5,6-ビス[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-2,
2’-ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6-ビス[4’-(10-フェニル-
9-アントリル)ビフェニル-4-イル]-2,2’-ビピリジン(略称:PAPP2B
Py)、N,N’-ビス[4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル]-N,N’
-ジフェニルスチルベン-4,4’-ジアミン(略称:YGA2S)、4-(9H-カル
バゾール-9-イル)-4’-(10-フェニル-9-アントリル)トリフェニルアミン
(略称:YGAPA)、4-(9H-カルバゾール-9-イル)-4’-(9,10-ジ
フェニル-2-アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9-ジ
フェニル-N-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾ
ール-3-アミン(略称:PCAPA)、4-(10-フェニル-9-アントリル)-4
’-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PC
BAPA)、4-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-4’-(9-
フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPBA
)、ペリレン、2,5,8,11-テトラ(tert-ブチル)ペリレン(略称:TBP
)、N,N’’-(2-tert-ブチルアントラセン-9,10-ジイルジ-4,1-
フェニレン)ビス[N,N’,N’-トリフェニル-1,4-フェニレンジアミン](略
称:DPABPA)、N,9-ジフェニル-N-[4-(9,10-ジフェニル-2-ア
ントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン(略称:2PCAPPA)、N
-[4-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-N,N’,N’-トリ
フェニル-1,4-フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)等を用いることができ
る。
また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物
質(燐光材料)や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光(Thermally ac
tivated delayed fluorescence:TADF)材料が挙げら
れる。
燐光材料としては、有機金属錯体、金属錯体(白金錯体)、希土類金属錯体等が挙げられ
る。これらは、物質ごとに異なる発光色(発光ピーク)を示すため、必要に応じて適宜選
択して用いる。
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が450nm以上570nm以下で
ある燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス{2-[5-(2-メチルフェニル)-4-(2,6-ジメチルフェニル
)-4H-1,2,4-トリアゾール-3-イル-κN2]フェニル-κC}イリジウム
(III)(略称:[Ir(mpptz-dmp)])、トリス(5-メチル-3,4
-ジフェニル-4H-1,2,4-トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir
(Mptz)])、トリス[4-(3-ビフェニル)-5-イソプロピル-3-フェニ
ル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrp
tz-3b)])、トリス[3-(5-ビフェニル)-5-イソプロピル-4-フェニ
ル-4H-1,2,4-トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPr5
btz)])、のような4H-トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス[3-
メチル-1-(2-メチルフェニル)-5-フェニル-1H-1,2,4-トリアゾラト
]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1-mp)])、トリス(1-メチ
ル-5-フェニル-3-プロピル-1H-1,2,4-トリアゾラト)イリジウム(II
I)(略称:[Ir(Prptz1-Me)])のような1H-トリアゾール骨格を有
する有機金属錯体、fac-トリス[1-(2,6-ジイソプロピルフェニル)-2-フ
ェニル-1H-イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)
])、トリス[3-(2,6-ジメチルフェニル)-7-メチルイミダゾ[1,2-f]
フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt-Me)
])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス[2-(4’,6’-ジフル
オロフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1-ピラゾ
リル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)ピ
リジナト-N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビ
ス[2-(3,5-ビストリフルオロメチルフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジ
ウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)])、ビス[
2-(4’,6’-ジフルオロフェニル)ピリジナト-N,C2’]イリジウム(III
)アセチルアセトナート(略称:FIr(acac))のように電子吸引基を有するフェ
ニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm以下で
ある燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス(4-メチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称
:[Ir(mppm)])、トリス(4-t-ブチル-6-フェニルピリミジナト)イ
リジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)ビ
ス(6-メチル-4-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(m
ppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(6-tert-ブチル-4
-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)(a
cac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6-(2-ノルボルニル)-4-フェニル
ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)])
、(アセチルアセトナト)ビス[5-メチル-6-(2-メチルフェニル)-4-フェニ
ルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(acac)
])、(アセチルアセトナト)ビス{4,6-ジメチル-2-[6-(2,6-ジメチル
フェニル)-4-ピリミジニル-κN3]フェニル-κC}イリジウム(III)(略称
:[Ir(dmppm-dmp)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4
,6-ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)
acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、(アセチルア
セトナト)ビス(3,5-ジメチル-2-フェニルピラジナト)イリジウム(III)(
略称:[Ir(mppr-Me)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5
-イソプロピル-3-メチル-2-フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:
[Ir(mppr-iPr)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属
イリジウム錯体、トリス(2-フェニルピリジナト-N,C2’)イリジウム(III)
(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2-フェニルピリジナト-N,C2’)イリジ
ウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)(acac)])、ビ
ス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[I
r(bzq)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(II
I)(略称:[Ir(bzq)])、トリス(2-フェニルキノリナト-N,C2’
イリジウム(III)(略称:[Ir(pq)])、ビス(2-フェニルキノリナト-
N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(pq)(a
cac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス(2,4-ジ
フェニル-1,3-オキサゾラト-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナ
ート(略称:[Ir(dpo)(acac)])、ビス{2-[4’-(パーフルオロ
フェニル)フェニル]ピリジナト-N,C2’}イリジウム(III)アセチルアセトナ
ート(略称:[Ir(p-PF-ph)(acac)])、ビス(2-フェニルベンゾ
チアゾラト-N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(
bt)(acac)])などの有機金属錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モ
ノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen)
])のような希土類金属錯体が挙げられる。
上述した中で、ピリジン骨格(特にフェニルピリジン骨格)またはピリミジン骨格を有す
る有機金属イリジウム錯体は、本発明の一態様における緑色の色度を達成するのに有用な
化合物群である。
黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が570nm以上750nm以下で
ある燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミ
ジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、ビ
ス[4,6-ビス(3-メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリ
ジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、(ジピバロイルメ
タナト)ビス[4,6-ジ(ナフタレン-1-イル)ピリミジナト]イリジウム(III
)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機
金属錯体、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5-トリフェニルピラジナト)イリジ
ウム(III)(略称:[Ir(tppr)(acac)])、ビス(2,3,5-ト
リフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir
(tppr)(dpm)])、ビス{4,6-ジメチル-2-[3-(3,5-ジメチ
ルフェニル)-5-フェニル-2-ピラジニル-κN]フェニル-κC}(2,6-ジメ
チル-3,5-ヘプタンジオナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir
(dmdppr-P)(dibm)])、ビス{4,6-ジメチル-2-[5-(4-
シアノ-2,6-ジメチルフェニル)-3-(3,5-ジメチルフェニル)-2-ピラジ
ニル-κN]フェニル-κC}(2,2,6,6-テトラメチル-3,5-ヘプタンジオ
ナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr-dmCP)
(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2-メチル-3-フェニルキノキサリ
ナト-N,C2’]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpq)(acac)])
、(アセチルアセトナト)ビス(2,3-ジフェニルキノキサリナト-N,C2’)イリ
ジウム(III)(略称:[Ir(dpq)(acac)])、(アセチルアセトナト
)ビス[2,3-ビス(4-フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)
(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属
錯体や、トリス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2’)イリジウム(III)(略
称:[Ir(piq)])、ビス(1-フェニルイソキノリナト-N,C2’)イリジ
ウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(piq)(acac)])のよ
うなピリジン骨格を有する有機金属錯体、2,3,7,8,12,13,17,18-オ
クタエチル-21H,23H-ポルフィリン白金(II)(略称:[PtOEP])のよ
うな白金錯体、トリス(1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオナト)(モノフェナ
ントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])、ト
リス[1-(2-テノイル)-3,3,3-トリフルオロアセトナト](モノフェナント
ロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(TTA)(Phen)])のような
希土類金属錯体が挙げられる。
上述した中で、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、本発明の一態様におけ
る赤色の色度を達成するのに有用な化合物群である。特に、[Ir(dmdppr-dm
CP)(dpm)]のようにシアノ基を有する有機金属イリジウム錯体は、安定性が高
く好ましい。
なお、青色の発光物質としては、フォトルミネッセンスのピーク波長が430nm以上4
70nm以下、より好ましくは430nm以上460nm以下の物質を用いればよい。ま
た、緑色の発光物質としては、フォトルミネッセンスのピーク波長が500nm以上54
0nm以下、より好ましくは500nm以上530nm以下の物質を用いればよい。赤色
の発光物質としては、フォトルミネッセンスのピーク波長が610nm以上680nm以
下、より好ましくは620nm以上680nm以下の物質を用いればよい。なお、フォト
ルミネッセンス測定は溶液、薄膜のいずれでもよい。
このような化合物と、マイクロキャビティ効果を併用することで、より容易に上述した色
度を達成することができる。この時、マイクロキャビティ効果を得るのに必要な半透過・
半反射電極(金属薄膜部分)の膜厚は、20nm以上40nm以下が好ましい。より好ま
しくは25nmより大きく、40nm以下である。なお、40nmを超えると効率が低下
してしまう可能性がある。
発光層(1213、1213a、1213b)に用いる有機化合物(ホスト材料、アシス
ト材料)としては、発光物質(ゲスト材料)のエネルギーギャップより大きなエネルギー
ギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。なお、上述した正
孔輸送性材料及び後述する電子輸送性材料は、それぞれ、ホスト材料またはアシスト材料
として用いることもできる。
発光物質が蛍光材料である場合、ホスト材料としては、一重項励起状態のエネルギー準位
が大きく、三重項励起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物を用いるのが好ましい。
例えば、アントラセン誘導体やテトラセン誘導体を用いるのが好ましい。具体的には、9
-フェニル-3-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバ
ゾール(略称:PCzPA)、3-[4-(1-ナフチル)-フェニル]-9-フェニル
-9H-カルバゾール(略称:PCPN)、9-[4-(10-フェニル-9-アントラ
セニル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CzPA)、7-[4-(10-フェ
ニル-9-アントリル)フェニル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:c
gDBCzPA)、6-[3-(9,10-ジフェニル-2-アントリル)フェニル]-
ベンゾ[b]ナフト[1,2-d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9-フェニル-
10-{4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ビフェニル-4’-イル}
アントラセン(略称:FLPPA)、5,12-ジフェニルテトラセン、5,12-ビス
(ビフェニル-2-イル)テトラセンなどが挙げられる。
発光物質が燐光材料である場合、ホスト材料としては、発光物質の三重項励起エネルギー
(基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい有
機化合物を選択すればよい。なお、この場合には、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、
オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリ
ン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘
導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェ
ナントロリン誘導体等の他、芳香族アミンやカルバゾール誘導体等を用いることができる
具体的には、トリス(8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、ト
リス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq)、
ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq
)、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(4-フェニルフェノラト)アルミニウム
(III)(略称:BAlq)、ビス(8-キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq
)、ビス[2-(2-ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPB
O)、ビス[2-(2-ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBT
Z)などの金属錯体、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル
)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3-ビス[5-(p-ter
t-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:O
XD-7)、3-(4-ビフェニリル)-4-フェニル-5-(4-tert-ブチルフ
ェニル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’-(1,3,
5-ベンゼントリイル)-トリス(1-フェニル-1H-ベンゾイミダゾール)(略称:
TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:B
CP)、2,9-ビス(ナフタレン-2-イル)-4,7-ジフェニル-1,10-フェ
ナントロリン(略称:NBphen)、9-[4-(5-フェニル-1,3,4-オキサ
ジアゾール-2-イル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CO11)などの複素
環化合物、NPB、TPD、BSPBなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。
また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジ
ベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、9
,10-ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、N,N-ジフェニル-9-[
4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール-3-アミン
(略称:CzA1PA)、4-(10-フェニル-9-アントリル)トリフェニルアミン
(略称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9-ジフェニル-N-{4-[4
-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]フェニル}-9H-カルバゾール-3
-アミン(略称:PCAPBA)、9,10-ジフェニル-2-[N-フェニル-N-(
9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)アミノ]アントラセン(略称:2PCA
PA)、6,12-ジメトキシ-5,11-ジフェニルクリセン、N,N,N’,N’,
N’’,N’’,N’’’,N’’’-オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン-2
,7,10,15-テトラアミン(略称:DBC1)、9-[4-(10-フェニル-9
-アントラセニル)フェニル]-9H-カルバゾール(略称:CzPA)、3,6-ジフ
ェニル-9-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾー
ル(略称:DPCzPA)、9,10-ビス(3,5-ジフェニルフェニル)アントラセ
ン(略称:DPPA)、9,10-ジ(2-ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、
2-tert-ブチル-9,10-ジ(2-ナフチル)アントラセン(略称:t-BuD
NA)、9,9’-ビアントリル(略称:BANT)、9,9’-(スチルベン-3,3
’-ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’-(スチルベン-4,4’
-ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、1,3,5-トリ(1-ピレニル)
ベンゼン(略称:TPB3)などを用いることができる。
また、発光層(1213、1213a、1213b)に複数の有機化合物を用いる場合、
励起錯体を形成する化合物を発光物質と混合して用いることが好ましい。この場合、様々
な有機化合物を適宜組み合わせて用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するた
めには、正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性材料)と、電子を受け取りやすい化合
物(電子輸送性材料)とを組み合わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料及び
電子輸送性材料の具体例については、本実施の形態で示す材料を用いることができる。
TADF材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にア
ップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発光(蛍光)を効率よく
呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三
重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が0eV以上0.2eV以下、好ましくは
0eV以上0.1eV以下であることが挙げられる。また、TADF材料における遅延蛍
光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。そ
の寿命は、10-6秒以上、好ましくは10-3秒以上である。
TADF材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン
誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミ
ウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム
(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、
例えば、プロトポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソ
ポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン-
フッ化スズ錯体(SnF(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチル
エステル-フッ化スズ錯体(SnF(Copro III-4Me))、オクタエチル
ポルフィリン-フッ化スズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン-フッ化ス
ズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポルフィリン-塩化白金錯体(Pt
ClOEP)等が挙げられる。
その他にも、2-(ビフェニル-4-イル)-4,6-ビス(12-フェニルインドロ[
2,3-a]カルバゾール-11-イル)-1,3,5-トリアジン(PIC-TRZ)
、2-{4-[3-(N-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-9H-カルバゾ
ール-9-イル]フェニル}-4,6-ジフェニル-1,3,5-トリアジン(PCCz
PTzn)、2-[4-(10H-フェノキサジン-10-イル)フェニル]-4,6-
ジフェニル-1,3,5-トリアジン(PXZ-TRZ)、3-[4-(5-フェニル-
5,10-ジヒドロフェナジン-10-イル)フェニル]-4,5-ジフェニル-1,2
,4-トリアゾール(PPZ-3TPT)、3-(9,9-ジメチル-9H-アクリジン
-10-イル)-9H-キサンテン-9-オン(ACRXTN)、ビス[4-(9,9-
ジメチル-9,10-ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(DMAC-DPS)、
10-フェニル-10H,10’H-スピロ[アクリジン-9,9’-アントラセン]-
10’-オン(ACRSA)、等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環
を有する複素環化合物を用いることができる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不
足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不
足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエ
ネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
なお、TADF材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる。
図12(D)に示す発光素子において、EL層1203aの発光層1213a上に電子輸
送層1214aが真空蒸着法により形成される。また、EL層1203a及び電荷発生層
1204が形成された後、EL層1203bの発光層1213b上に電子輸送層1214
bが真空蒸着法により形成される。
<電子輸送層>
電子輸送層(1214、1214a、1214b)は、電子注入層(1215、1215
a、1215b)によって、第2の電極1202から注入された電子を発光層(1213
、1213a、1213b)に輸送する層である。なお、電子輸送層(1214、121
4a、1214b)は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層(1214、121
4a、1214b)に用いる電子輸送性材料は、1×10-6cm/Vs以上の電子移
動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これ
ら以外のものを用いることができる。
電子輸送性材料としては、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子
、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール
誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体などが挙げられる
。その他、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物を用いること
もできる。
具体的には、Alq、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(略称:
Almq)、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:B
eBq)、BAlq、Zn(BOX)、ビス[2-(2-ヒドロキシフェニル)ベン
ゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ))などの金属錯体、2-(4-ビフェニリ
ル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:
PBD)、1,3-ビス[5-(p-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサ
ジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:OXD-7)、3-(4’-tert-ブチル
フェニル)-4-フェニル-5-(4’’-ビフェニル)-1,2,4-トリアゾール(
略称:TAZ)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-(4-エチルフェニル)
-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:p-EtTAZ)、バ
ソフェナントロリン(略称:Bphen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4
’-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)な
どの複素芳香族化合物、2-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベン
ゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(ジベン
ゾチオフェン-4-イル)ビフェニル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略
称:2mDBTBPDBq-II)、2-[4-(3,6-ジフェニル-9H-カルバゾ
ール-9-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq-
III)、7-[3-(ジベンゾチオフェン-4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]
キノキサリン(略称:7mDBTPDBq-II)、6-[3-(ジベンゾチオフェン-
4-イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq-I
I)等のキノキサリンないしはジベンゾキノキサリン誘導体を用いることができる。
また、ポリ(2,5-ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9-ジヘキシル
フルオレン-2,7-ジイル)-co-(ピリジン-3,5-ジイル)](略称:PF-
Py)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(2,2’
-ビピリジン-6,6’-ジイル)](略称:PF-BPy)のような高分子化合物を用
いることもできる。
また、電子輸送層(1214、1214a、1214b)は、単層のものだけでなく、上
記物質からなる層が2層以上積層した構造であってもよい。
図12(D)に示す発光素子において、EL層1203aの電子輸送層1214a上に電
子注入層1215aが真空蒸着法により形成される。その後、EL層1203a及び電荷
発生層1204が形成され、EL層1203bの電子輸送層1214bまで形成された後
、上に電子注入層1215bが真空蒸着法により形成される。
<電子注入層>
電子注入層(1215、1215a、1215b)は、電子注入性の高い物質を含む層で
ある。電子注入層(1215、1215a、1215b)には、フッ化リチウム(LiF
)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(Li
)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いること
ができる。また、フッ化エルビウム(ErF)のような希土類金属化合物を用いること
ができる。また、電子注入層(1215、1215a、1215b)にエレクトライドを
用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化
物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層(1214、
1214a、1214b)を構成する物質を用いることもできる。
また、電子注入層(1215、1215a、1215b)に、有機化合物と電子供与体(
ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体
によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。こ
の場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、
具体的には、例えば上述した電子輸送層(1214、1214a、1214b)に用いる
電子輸送性材料(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体と
しては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金
属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カ
ルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やア
ルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物
等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。ま
た、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
なお、図12(D)に示す発光素子において、例えば、発光層1213bから得られる光
を増幅させる場合には、第2の電極1202と、発光層1213bとの光学距離が、発光
層1213bが呈する光の波長に対してλ/4未満となるように形成するのが好ましい。
この場合、電子輸送層1214bまたは電子注入層1215bの膜厚を変えることにより
、調整することができる。
<電荷発生層>
図12(D)に示す発光素子において、電荷発生層1204は、第1の電極(陽極)12
01と第2の電極(陰極)1202との間に電圧を印加したときに、EL層1203aに
電子を注入し、EL層1203bに正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層12
04は、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプター)が添加された構成であっても、電
子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された構成であってもよい。また、これらの
両方の構成が積層されていてもよい。なお、上述した材料を用いて電荷発生層1204を
形成することにより、EL層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することが
できる。
電荷発生層1204において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場合
、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電
子受容体としては、7,7,8,8-テトラシアノ-2,3,5,6-テトラフルオロキ
ノジメタン(略称:F-TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また元素周
期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には
、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タン
グステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。
電荷発生層1204において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成とする場合
、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電
子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周
期表における第2、第13族に属する金属及びその酸化物、炭酸塩を用いることができる
。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウ
ム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、炭酸セシウ
ムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子
供与体として用いてもよい。
なお、本実施の形態で示す発光素子の作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコ
ート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる場
合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真
空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)や、化学蒸着法(CVD法)等を用いることがで
きる。特に発光素子のEL層に含まれる機能層(正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子
輸送層、電子注入層)及び電荷発生層については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(デ
ィップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)
、印刷法(インクジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、
フレキソ(凸版印刷)法、グラビア法、マイクロコンタクト法等)などの方法により形成
することができる。
なお、本実施の形態で示す発光素子のEL層を構成する各機能層(正孔注入層、正孔輸送
層、発光層、電子輸送層、電子注入層)及び電荷発生層は、上述した材料に限られること
はなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用い
ることができる。一例としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等
)、中分子化合物(低分子と高分子の中間領域の化合物:分子量400~4000)、無
機化合物(量子ドット材料等)等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては
、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、
コア型量子ドット材料などを用いることができる。
<発光パネルの構成例>
図13(A)に、本発明の一態様の発光パネルを示す。図13(A)に示す発光パネルは
、第1の基板1301上のトランジスタ(FET)1302と発光素子(1303R、1
303G、1303B、1303W)が電気的に接続されてなるアクティブマトリクス型
の発光パネルであり、複数の発光素子(1303R、1303G、1303B、1303
W)は、共通のEL層1304を有し、また、各発光素子の発光色に応じて、各発光素子
の電極間の光学距離が調整されたマイクロキャビティ構造を有する。また、EL層130
4から得られた発光が第2の基板1305に形成されたカラーフィルタ(1306R、1
306G、1306B)を介して射出されるトップエミッション型の発光パネルである。
図13(A)に示す発光パネルは、第1の電極1307を反射電極として機能するように
形成する。また、第2の電極1308を半透過・半反射電極として機能するように形成す
る。
また、図13(A)において、例えば、発光素子1303Rを赤色発光素子、発光素子1
303Gを緑色発光素子、発光素子1303Bを青色発光素子、発光素子1303Wを白
色発光素子とする場合、図13(B)に示すように発光素子1303Rは、第1の電極1
307と第2の電極1308との間が光学距離1316Rとなるように調整し、発光素子
1303Gは、第1の電極1307と第2の電極1308との間が光学距離1316Gと
なるように調整し、発光素子1303Bは、第1の電極1307と第2の電極1308と
の間が光学距離1316Bとなるように調整する。なお、図13(B)に示すように、発
光素子1303Rにおいて導電層1310Rを第1の電極1307に積層し、発光素子1
303Gにおいて導電層1310Gを積層することにより、光学調整を行うことができる
第2の基板1305には、カラーフィルタ(1306R、1306G、1306B)が形
成されている。なお、カラーフィルタは、可視光のうち特定の波長域を通過させ、特定の
波長域を阻止するフィルタである。従って、図13(A)に示すように、発光素子130
3Rと重なる位置に赤の波長域のみを通過させるカラーフィルタ1306Rを設けること
により、発光素子1303Rから赤色発光を得ることができる。また、発光素子1303
Gと重なる位置に緑の波長域のみを通過させるカラーフィルタ1306Gを設けることに
より、発光素子1303Gから緑色発光を得ることができる。また、発光素子1303B
と重なる位置に青の波長域のみを通過させるカラーフィルタ1306Bを設けることによ
り、発光素子1303Bから青色発光を得ることができる。但し、発光素子1303Wは
、カラーフィルタを設けることなく白色発光を得ることができる。なお、1種のカラーフ
ィルタの端部には、黒色層(ブラックマトリックス)1309が設けられていてもよい。
さらに、カラーフィルタ(1306R、1306G、1306B)や黒色層1309は、
可視光を透過する材料を用いたオーバーコート層で覆われていてもよい。
図13(A)では、第2の基板1305側に発光を取り出す構造(トップエミッション型
)の発光パネルを示したが、FET1302が形成されている第1の基板1301側に光
を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光パネルとしてもよい。なお、トップエミ
ッション型の発光パネルの場合には、第1の基板1301として遮光性の基板及び透光性
の基板を用いることができるが、ボトムエミッション型の発光パネルの場合には、第1の
基板1301として透光性の基板を用いる必要がある。
また、図13(A)において、発光素子が、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子
、白色発光素子の場合について示したが、本発明の一態様である発光素子はその構成に限
られることはなく、黄色の発光素子や橙色の発光素子を有する構成であってもよい。なお
、これらの発光素子を作製するためにEL層(発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸
送層、電子注入層、電荷発生層など)に用いる材料としては、他の実施形態の記載を参照
し、適宜用いればよい。なお、その場合には、また、発光素子の発光色に応じてカラーフ
ィルタを適宜選択する必要がある。
以上のような構成とすることにより、複数の発光色を呈する発光素子を備えた発光パネル
を得ることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる表示パネルについて
、図を用いて説明する。
本実施の形態では、表示素子としてEL素子が適用された表示パネルを例に説明する。実
施の形態1等で説明した内容と組み合わせることで、本実施の形態の表示パネルは、広色
域での表示が可能である。
表示パネルには、R(赤)、G(緑)、B(青)の3色の副画素で1つの色を表現する構
成、R、G、B、W(白)の4色の副画素で1つの色を表現する構成、またはR、G、B
、Y(黄)の4色の副画素で1つの色を表現する構成等を適用できる。色要素に限定はな
く、RGBWY以外の色(例えば、シアンまたはマゼンタ等)を用いてもよい。
<表示パネルの上面図の一例>
図14(A)、(B)に、表示パネル370の上面図を示す。
図14(A)、(B)に示す表示パネル370は、それぞれ、可視光を透過する領域11
0、表示部381、及び駆動回路部382を有する。図14(A)では、可視光を透過す
る領域110が、表示部381に隣接し、表示部381の2辺に沿って配置されている例
を示す。図14(B)では、可視光を透過する領域110が、表示部381に隣接し、表
示部381の3辺に沿って配置されている例を示す。
<表示パネルの断面構成例1>
図14(C)に、塗り分け方式が適用されたトップエミッション構造の表示パネル370
Aの断面図を示す。図14(C)は、図14(A)、(B)における一点鎖線A1-A2
間及びA3-A4間の断面図に相当する。
表示パネル370Aは、基板201、接着層203、絶縁層205、複数のトランジスタ
、容量素子305、導電層307、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、絶縁層
315、発光素子304、導電層355、スペーサ316、接着層317、基板211、
接着層213、及び絶縁層215を有する。
可視光を透過する領域110に含まれる各層は、可視光を透過する。図14(C)では、
可視光を透過する領域110が、基板201、接着層203、絶縁層205、ゲート絶縁
層311、絶縁層312、絶縁層313、絶縁層314、接着層317、絶縁層215、
接着層213、及び基板211を有する例を示す。この積層構造において、各界面の屈折
率の差が小さくなるよう各層の材料を選択することが好ましい。
駆動回路部382はトランジスタ301を有する。表示部381は、トランジスタ302
及びトランジスタ303を有する。
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、バックゲート、ソース、及
びドレインを有する。ゲート(下側のゲート)と半導体層は、ゲート絶縁層311を介し
て重なる。ゲート絶縁層311の一部は、容量素子305の誘電体としての機能を有する
。トランジスタ302のソースまたはドレインとして機能する導電層は、容量素子305
の一方の電極を兼ねる。バックゲート(上側のゲート)と半導体層は、絶縁層312及び
絶縁層313を介して重なる。
駆動回路部382と表示部381とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。駆動
回路部382及び表示部381は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していても
よい。
図14(C)に示すトランジスタ301、302、303は、2つのゲート、ゲート絶縁
層311、半導体層、ソース、及びドレインを有する。図14(C)では、各トランジス
タに、半導体層を2つのゲートで挟持する構成を適用した例を示している。このようなト
ランジスタは他のトランジスタと比較して電界効果移動度を高めることができ、オン電流
を増大させることができる。その結果、高速動作が可能な回路を作製することができる。
さらには、回路の占有面積を縮小することができる。オン電流の大きなトランジスタを適
用することで、表示パネルを大型化または高精細化し配線数が増大しても、各配線におけ
る信号遅延を低減することができ、表示の輝度のばらつきを低減することができる。
容量素子305は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子305は、トラ
ンジスタのゲート(下側のゲート)と同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、
トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、
を有する。
絶縁層312、絶縁層313、及び絶縁層314のうち、少なくとも一層には、水または
水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトラン
ジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示パネルの信頼性を高め
ることができる。絶縁層314は、平坦化層としての機能を有する。図14(C)では、
絶縁層314に有機材料を用い、かつ、絶縁層314が表示パネル全面にわたって設けら
れている例を示す。このような構成とすることで、剥離工程の歩留まりを高めることがで
きるため、好ましい。また、有機材料を用いた絶縁層が表示パネルの端部に位置しない構
成とすることもできる。この場合、発光素子304に不純物が侵入することを抑制できる
絶縁層205と基板201は接着層203によって貼り合わされている。また、絶縁層2
15と基板211は接着層213によって貼り合わされている。
表示部381では、絶縁層205と絶縁層215との間に、発光素子304が位置する。
表示パネル370の厚さ方向から、発光素子304に、不純物が侵入することが抑制され
ている。同様に、表示部381では、トランジスタを覆う絶縁層が複数設けられており、
トランジスタに不純物が侵入することが抑制されている。
一対の防湿性の高い絶縁膜の間に発光素子304及びトランジスタ等を配置することで、
これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が高くなる
ため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含
む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また
、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、1×10-5[g/(m・day)]
以下、好ましくは1×10-6[g/(m・day)]以下、より好ましくは1×10
-7[g/(m・day)]以下、さらに好ましくは1×10-8[g/(m・da
y)]以下とする。
発光素子304は、電極321、EL層322、及び電極323を有する。発光素子30
4は、光学調整層324を有していてもよい。発光素子304は、基板211側に光を射
出する。
トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子304の発光領域と重ねて配置するこ
とで、表示部381の開口率を高めることができる。
電極321及び電極323のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能
する。電極321及び電極323の間に、発光素子304の閾値電圧より高い電圧を印加
すると、EL層322に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入
された電子と正孔はEL層322において再結合し、EL層322に含まれる発光物質が
発光する。
電極321は、トランジスタ303のソースまたはドレインと電気的に接続される。これ
らは、直接接続されるか、他の導電層を介して接続される。電極321は、画素電極とし
て機能し、発光素子304ごとに設けられている。隣り合う2つの電極321は、絶縁層
315によって電気的に絶縁されている。
EL層322は、発光材料を含む層である。発光素子304には、発光材料として有機化
合物を用いた有機EL素子を好適に用いることができる。
EL層322は少なくとも1層の発光層を有する。
電極323は、共通電極として機能し、複数の発光素子304にわたって設けられている
。電極323には、定電位が供給される。
なお、本発明の一態様は、塗り分け方式に限られず、カラーフィルタ方式、色変換方式、
または量子ドット方式等を適用してもよい。
発光素子の詳細については、実施の形態1及び2も参照できる。
接続部306は、導電層307及び導電層355を有する。導電層307と導電層355
は、電気的に接続されている。導電層307は、トランジスタのソース及びドレインと同
一の材料、及び同一の工程で形成することができる。導電層355は、駆動回路部382
に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入
力端子としてFPC373を設ける例を示している。接続体319を介してFPC373
と導電層355は電気的に接続する。
接続体319としては、様々な異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic
Conductive Film)及び異方性導電ペースト(ACP:Anisotro
pic Conductive Paste)などを用いることができる。
基板201及び基板211としては、可撓性を有する基板を用いることが好ましい。例え
ば、可撓性を有する程度の厚さのガラス、石英、樹脂、金属、合金、半導体などの材料を
用いることができる。発光素子からの光を取り出す側の基板は、該光を透過する材料を用
いる。例えば、基板の厚さは、1μm以上200μm以下が好ましく、1μm以上100
μm以下がより好ましく、10μm以上50μm以下がさらに好ましく、10μm以上2
5μm以下がさらに好ましい。可撓性を有する基板の厚さ及び硬さは、機械的強度及び可
撓性を両立できる範囲とする。可撓性を有する基板は単層構造であっても積層構造であっ
てもよい。
ガラスに比べて樹脂は比重が小さいため、可撓性を有する基板として樹脂を用いると、ガ
ラスを用いる場合に比べて表示パネルを軽量化でき、好ましい。
基板には、靱性が高い材料を用いることが好ましい。これにより、耐衝撃性に優れ、破損
しにくい表示パネルを実現できる。例えば、樹脂基板、または、厚さの薄い金属基板もし
くは合金基板を用いることで、ガラス基板を用いる場合に比べて、軽量であり、破損しに
くい表示パネルを実現できる。
金属材料及び合金材料は熱伝導性が高く、基板全体に熱を容易に伝導できるため、表示パ
ネルの局所的な温度上昇を抑制することができ、好ましい。金属材料または合金材料を用
いた基板の厚さは、10μm以上200μm以下が好ましく、20μm以上50μm以下
であることがより好ましい。
金属基板または合金基板を構成する材料としては、特に限定はないが、例えば、アルミニ
ウム、銅、ニッケル、または、アルミニウム合金もしくはステンレス等の金属の合金など
を好適に用いることができる。半導体基板を構成する材料としては、シリコン等が挙げら
れる。
また、基板に、熱放射率が高い材料を用いると表示パネルの表面温度が高くなることを抑
制でき、表示パネルの破壊、及び信頼性の低下を抑制できる。例えば、基板を金属基板と
熱放射率の高い層(例えば、金属酸化物またはセラミック材料を用いることができる)の
積層構造としてもよい。
可撓性及び透光性を有する材料としては、例えば、PET、PEN等のポリエステル樹脂
、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレー
ト樹脂、PC樹脂、PES樹脂、ポリアミド樹脂(ナイロン、アラミド等)、ポリシロキ
サン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレ
タン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、PTF
E樹脂、ABS樹脂等が挙げられる。特に、線膨張係数の低い材料を用いることが好まし
く、例えば、ポリアミドイミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、PET等を好適
に用いることができる。また、繊維体に樹脂を含浸した基板、及び、無機フィラーを樹脂
に混ぜて線膨張係数を下げた基板等を使用することもできる。
可撓性を有する基板としては、上記材料を用いた層が、装置の表面を傷などから保護する
ハードコート層(例えば、窒化シリコン層など)、押圧を分散可能な材質の層(例えば、
アラミド樹脂層など)等の少なくとも一と積層されて構成されていてもよい。また、保護
基板132として用いることができる基板を用いてもよい。
可撓性を有する基板は、ガラス層を有する構成とすると、水及び酸素に対するバリア性を
向上させ、信頼性の高い表示パネルとすることができる。
接着層には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌
気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。また、接着シート等を用いて
もよい。
また、接着層には乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属の酸化物(酸化
カルシウム、酸化バリウム等)のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いる
ことができる。または、ゼオライトまたはシリカゲル等のように、物理吸着によって水分
を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が機能素子
に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、接着層に屈折率の高いフィラーまたは光散乱部材を含ませることで、発光素子から
の光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオ
ライト、ジルコニウム等を用いることができる。
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流または電圧によって輝
度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、発光ダイオード(LED)、有機
EL素子、無機EL素子等を用いることができる。なお、本発明の一態様の表示パネルに
は、様々な表示素子を用いることができる。例えば、液晶素子、電気泳動素子、MEMS
を用いた表示素子等を適用してもよい。
発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型の
いずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。
また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい
表示パネルが有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトラ
ンジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトラン
ジスタとしてもよい。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジス
タ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結
晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領
域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トラン
ジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、第14族の元素、化合物半
導体または酸化物半導体を半導体層に用いることができる。代表的には、シリコンを含む
半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、またはインジウムを含む酸化物半導体などを適用で
きる。
特に、トランジスタのチャネルが形成される半導体に、酸化物半導体を適用することが好
ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ま
しい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用
いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
例えば、上記酸化物半導体として、少なくともインジウム(In)もしくは亜鉛(Zn)
を含むことが好ましい。より好ましくは、In-M-Zn酸化物(MはAl、Ti、Ga
、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce、HfまたはNd等の金属)で表記される酸化物を
含む。
表示パネルが有する絶縁層には、有機絶縁材料または無機絶縁材料を用いることができる
。樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹
脂等が挙げられる。無機絶縁膜としては、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸
化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリ
ウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、
酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等が挙げられる。
表示パネルが有する導電層には、それぞれ、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、
銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステンな
どの金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることが
できる。または、酸化インジウム、ITO、タングステンを含むインジウム酸化物、タン
グステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化物、チタンを含むI
TO、インジウム亜鉛酸化物、ZnO、ガリウムを添加したZnO、またはシリコンを含
むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。また、不純物元素
を含有させるなどして低抵抗化させた、多結晶シリコンもしくは酸化物半導体等の半導体
、またはニッケルシリサイド等のシリサイドを用いてもよい。また、グラフェンを含む膜
を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば酸化グラフェンを含む膜を還元し
て形成することができる。また、不純物元素を含有させた酸化物半導体等の半導体を用い
てもよい。または、銀、カーボン、もしくは銅等の導電性ペースト、またはポリチオフェ
ン等の導電性ポリマーを用いて形成してもよい。導電性ペーストは、安価であり、好まし
い。導電性ポリマーは、塗布しやすく、好ましい。
図14(C)に示す表示パネル370を2枚重ねて有する表示装置の断面図の一例を、図
15に示す。
図15では、下側の表示パネルの表示領域101a(図14(C)に示す表示部381と
対応)及び可視光を遮る領域120a(図14(C)に示す駆動回路部382等に対応)
、並びに、上側の表示パネルの表示領域101b(図14(C)に示す表示部381と対
応)及び可視光を透過する領域110b(図14(C)に示す可視光を透過する領域11
0に対応)を示す。
図15に示す表示装置において、表示面側(上側)に位置する表示パネルは、可視光を透
過する領域110bを表示領域101bと隣接して有する。下側の表示パネルの表示領域
101aは、上側の表示パネルの可視光を透過する領域110bと重なっている。したが
って、重ねた2つの表示パネルの表示領域の間の非表示領域を縮小すること、さらには無
くすことができる。これにより、使用者から表示パネルの継ぎ目が認識されにくい、大型
の表示装置を実現することができる。
また、図15に示す表示装置は、表示領域101aと可視光を透過する領域110bの間
に、空気よりも屈折率が高く、可視光を透過する透光層103を有する。これにより、表
示領域101aと可視光を透過する領域110bの間に空気が入ることを抑制でき、屈折
率の差による界面での反射を低減することができる。そして、表示装置における表示ムラ
または輝度ムラの抑制が可能となる。
透光層103は、下側の表示パネルの基板211または上側の表示パネルの基板201の
表面全体に重なっていてもよいし、表示領域101a及び可視光を透過する領域110b
のみと重なっていてもよい。また、透光層103は、可視光を遮る領域120aと重なっ
ていてもよい。
<変形例>
図16に、塗り分け方式が適用されたトップエミッション構造の表示パネル370Bの断
面図を示す。
表示パネル370Bは、絶縁層215が発光素子304に接して設けられている点、基板
211が接着層213ではなく接着層317によって貼り合わされている点で、表示パネ
ル370Aと異なる。
表示パネル370Aは、作製基板上で形成された絶縁層215を、基板201上に転置す
ることで形成される構成である。一方、表示パネル370Bは、発光素子304上に直接
、絶縁層215を形成する構成である。そのため、剥離工程を削減することができ、表示
パネルの作製工程を簡略化することができる。
<表示パネルの断面構成例2>
図17に、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造の表示パネル370
Cの断面図を示す。図18に、カラーフィルタ方式が適用されたボトムエミッション構造
の表示パネル370Dの断面図を示す。
表示パネル370Cは、EL層322が複数の発光素子に共通で設けられている点、各ト
ランジスタがバックゲートを有していない点、及び、着色層325及び遮光層326を有
する点で、表示パネル370Aと異なる。
表示パネル370Dは、EL層322が複数の発光素子に共通で設けられている点、各ト
ランジスタがバックゲートを有していない点、及び、着色層325を有する点で、表示パ
ネル370Aと異なる。
表示パネル370C及び表示パネル370Dにおいて、発光素子304は、着色層325
側に光を射出する。
カラーフィルタ(着色層325)とマイクロキャビティ構造(光学調整層324)との組
み合わせにより、表示パネルからは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整
層324の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。
着色層は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、また
は黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。着色層に用
いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、または、顔料もしくは染料が含ま
れた樹脂材料などが挙げられる。
遮光層は、隣接する着色層の間に設けられている。遮光層は隣接する発光素子からの光を
遮り、隣接する発光素子間における混色を抑制する。ここで、着色層の端部を、遮光層と
重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層としては、発光
素子の光を遮る材料を用いることができ、例えば、金属材料、または、顔料もしくは染料
を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。なお、遮光層は
、駆動回路などの画素部以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑
制できるため好ましい。
表示パネルは、オーバーコートを有していてもよい。オーバーコートは、着色層325に
含有された不純物等の発光素子304への拡散を防止することができる。オーバーコート
は、発光素子304の光を透過する材料から構成される。例えば、窒化シリコン膜、酸化
シリコン膜等の無機絶縁膜、または、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜を用いる
ことができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。
<タッチパネル>
本発明の一態様では、タッチセンサが搭載された表示パネル(入出力装置、タッチパネル
ともいう)を作製することができる。
本発明の一態様のタッチパネルが有する検知素子(センサ素子ともいう)に限定は無い。
指もしくはスタイラスなどの被検知体の近接または接触を検知することのできる様々なセ
ンサを、検知素子として適用することができる。
例えばセンサの方式としては、静電容量方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式
、光学方式、感圧方式など様々な方式を用いることができる。
本実施の形態では、静電容量方式の検知素子を有するタッチパネルを例に挙げて説明する
静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。また、投影
型静電容量方式としては、自己容量方式、相互容量方式等がある。相互容量方式を用いる
と、同時多点検出が可能となるため好ましい。
本発明の一態様のタッチパネルは、別々に作製された表示パネルと検知素子とを貼り合わ
せる構成、表示素子を支持する基板及び対向基板の一方または双方に検知素子を構成する
電極等を設ける構成等、様々な構成を適用することができる。
図19(A)は、タッチパネル300の斜視概略図である。図19(B)は、図19(A
)を展開した斜視概略図である。なお明瞭化のため、代表的な構成要素のみを示している
。図19(B)では、一部の構成要素(基板261、基板211等)を破線で輪郭のみ明
示している。
タッチパネル300は、入力装置310と、表示パネル370とを有し、これらが重ねて
設けられている。タッチパネル300は、可視光を透過する領域110を有する。可視光
を透過する領域110は、表示部381に隣接し、表示部381の2辺に沿って配置され
ている。
入力装置310は、基板261、電極331、電極332、複数の配線341、及び複数
の配線342を有する。FPC350は、複数の配線341及び複数の配線342の各々
と電気的に接続する。FPC350にはIC351が設けられている。
表示パネル370は、対向して設けられた基板201と基板211とを有する。表示パネ
ル370は、表示部381及び駆動回路部382を有する。基板201上には、配線38
3等が設けられている。FPC373は、配線383と電気的に接続される。FPC37
3にはIC374が設けられている。
配線383は、表示部381及び駆動回路部382に信号及び電力を供給する機能を有す
る。当該信号及び電力は、それぞれ、外部またはIC374から、FPC373を介して
、配線383に入力される。
図20に、タッチパネル300の断面図の一例を示す。図20では、表示部381、駆動
回路部382、可視光を透過する領域110、FPC373を含む領域、及びFPC35
0を含む領域等の断面構造を示す。さらに、図20では、トランジスタのゲートと同一の
導電層を加工して形成された配線と、トランジスタのソース及びドレインと同一の導電層
を加工して形成された配線とが交差する交差部387の断面構造を示している。
基板201と基板211とは、接着層317によって貼り合わされている。基板211と
基板261とは、接着層396によって貼り合わされている。ここで、基板201から基
板211までの各層が、表示パネル370に相当する。また、基板261から電極334
までの各層が入力装置310に相当する。つまり、接着層396は、表示パネル370と
入力装置310を貼り合わせているといえる。または、基板201から絶縁層215まで
の各層が、表示パネル370に相当する。そして、基板261から基板211までの各層
が入力装置310に相当する。つまり、接着層213が、表示パネル370と入力装置3
10を貼り合わせているともいえる。
図20に示す表示パネル370の構成は、トランジスタ301、302、303、及び容
量素子305の構成が異なる点で、図14(C)に示す表示パネル370Aと異なる。
各トランジスタは、ゲート、ゲート絶縁層311、半導体層、ソース、及びドレインを有
する。ゲートと半導体層は、ゲート絶縁層311を介して重なる。半導体層は、低抵抗化
された領域348を有していてもよい。低抵抗化された領域348は、トランジスタのソ
ース及びドレインとして機能する。
絶縁層313上に設けられた導電層は引き回し配線として機能する。該導電層は、絶縁層
313、絶縁層312、及びゲート絶縁層311に設けられた開口を介して、領域348
と電気的に接続している。
図20では、容量素子305が、半導体層と同一の半導体層を加工して形成した層と、ゲ
ート絶縁層311と、ゲートと同一の導電層を加工して形成した層の積層構造を有する。
ここで、容量素子305の半導体層の一部には、トランジスタのチャネルが形成される領
域347よりも導電性の高い領域349が形成されていることが好ましい。
領域348及び領域349は、それぞれ、トランジスタのチャネルが形成される領域34
7よりも不純物を多く含む領域、キャリア濃度の高い領域、または結晶性が低い領域など
とすることができる。
基板261の基板211側には、電極331及び電極332が設けられている。ここでは
、電極331が、電極333及び電極334を有する場合の例を示している。図20中の
交差部387に示すように、電極332と電極333は同一平面上に形成されている。絶
縁層395は、電極332及び電極333を覆うように設けられている。電極334は、
絶縁層395に設けられた開口を介して、電極332を挟むように設けられる2つの電極
333と電気的に接続している。
基板261の端部に近い領域には、接続部308が設けられている。接続部308は、配
線342と、電極334と同一の導電層を加工して得られた導電層とを積層して有する。
接続部308は、接続体309を介してFPC350が電気的に接続されている。
入力装置310は、可視光を透過する領域110における光の反射が抑制された構成であ
る。絶縁層395は、表示部381に設けられ、かつ、可視光を透過する領域110に設
けられていない。
タッチパネル300の可視光を透過する領域110は、基板201、接着層203、絶縁
層205、ゲート絶縁層311、絶縁層312、絶縁層314、接着層317、絶縁層2
15、接着層213、基板211、接着層396、絶縁層393、及び基板261をこの
順で積層して有する。
タッチパネル300を2枚以上重ねた場合でも、タッチパネルの使用者から、複数のタッ
チパネル300が重なっている部分(重なり部)が視認されにくい。また、表示部381
の表示における、可視光を透過する領域110を介して視認される部分と、該領域を介さ
ずに視認される部分との輝度の差を小さくすることができる。
図21(A)、(B)は、タッチパネル320の斜視概略図である。
タッチパネル320は、可視光を透過する領域110を有する。可視光を透過する領域1
10は、表示部381に隣接し、表示部381の2辺に沿って配置されている。
図21(A)、(B)において、入力装置318は、表示パネル379が有する基板21
1に設けられている。また、入力装置318の配線341及び配線342等は、表示パネ
ル379に設けられたFPC350と電気的に接続する。
このような構成とすることで、タッチパネル320に接続するFPCを1つの基板側(こ
こでは基板201側)にのみ配置することができる。図21(A)、(B)では、タッチ
パネル320に2つのFPCを取り付けた構成を示す。タッチパネル320は、複数のF
PCを取り付ける構成に限られない。タッチパネル320に1つのFPCを設け、該FP
Cから、表示パネル379と入力装置318の両方に信号を供給する構成とすると、より
構成を簡略化できる。
IC374は表示パネル379を駆動する機能を有する。IC351は、入力装置318
を駆動する機能を有する。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器及び照明装置について図を用いて説明する
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、コンピュータ用などのモニタ、デジタル
カメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯
電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの
大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器または照明装置は可撓性を有するため、家屋もしくはビ
ルの内壁もしくは外壁、または、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むこと
も可能である。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用
いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池(リチウムイオ
ンポリマー電池)等のリチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラ
ジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信する
ことで、表示部で映像または情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテ
ナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
本発明の一態様の表示装置は、表示パネルの数を増やすことにより、表示領域の面積を上
限なく大きくすることが可能である。したがって、本発明の一態様の表示装置はデジタル
サイネージまたはPIDなどに好適に用いることができる。また、本発明の一態様の表示
装置は、表示パネルの配置方法を変えることで、表示領域の外形を様々な形状にすること
ができる。
図22(A)では、柱15及び壁16に、それぞれ、本発明の一態様の表示装置10を適
用した例を示している。表示装置10に用いる表示パネルとして、可撓性を有する表示パ
ネルを用いることで、曲面に沿って表示装置10を設置することが可能となる。
ここで特に、デジタルサイネージまたはPIDに本発明の一態様の表示装置を用いる場合
には、表示パネルにタッチパネルを適用することで、表示領域に画像または動画を表示す
るだけでなく観察者が直感的に操作することが可能となるため好ましい。また、路線情報
または交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作により
ユーザビリティを高めることができる。なお、ビルまたは公共施設などの壁面に設置する
場合などは、表示パネルにタッチパネルを適用しなくてもよい。
図22(B)~(E)に、湾曲した表示部7000を有する電子機器の一例を示す。表示
部7000はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことが
できる。なお、表示部7000は可撓性を有していてもよい。
図22(B)~(E)に示す各電子機器が有する表示部7000は、本発明の一態様の表
示装置を用いて作製される。
図22(B)に携帯電話機の一例を示す。携帯電話機7100は、筐体7101、表示部
7000、操作ボタン7103、外部接続ポート7104、スピーカ7105、マイク7
106等を有する。
図22(B)に示す携帯電話機7100は、表示部7000にタッチセンサを備える。電
話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指またはスタイラスなどで表
示部7000に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン7103の操作により、電源のON、OFF動作、または表示部700
0に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メ
インメニュー画面に切り替えることができる。
図22(C)にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置7200は、筐体72
01に表示部7000が組み込まれている。ここでは、スタンド7203により筐体72
01を支持した構成を示している。
図22(C)に示すテレビジョン装置7200の操作は、筐体7201が備える操作スイ
ッチ、または別体のリモコン操作機7211により行うことができる。または、表示部7
000にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部7000に触れることで操作し
てもよい。リモコン操作機7211は、当該リモコン操作機7211から出力する情報を
表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機7211が備える操作キーまたはタ
ッチパネルにより、チャンネルまたは音量の操作を行うことができ、表示部7000に表
示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置7200は、受信機またはモデムなどを備えた構成とする。受信
機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または
無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)または
双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能で
ある。
図22(D)に携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7300は、筐体7301及び
表示部7000を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、ア
ンテナ、またはバッテリ等を有していてもよい。表示部7000にはタッチセンサを備え
る。携帯情報端末7300の操作は、指またはスタイラスなどで表示部7000に触れる
ことで行うことができる。
図22(D)は、携帯情報端末7300の斜視図であり、図22(E)は携帯情報端末7
300の上面図である。
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等か
ら選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ
用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子
メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの
種々のアプリケーションを実行することができる。
携帯情報端末7300は、文字または画像をその複数の面に表示することができる。例え
ば、図22(D)に示すように、3つの操作ボタン7302を一の面に表示し、矩形で示
す情報7303を他の面に表示することができる。図22(D)、(E)では、携帯情報
端末の上面に情報が表示される例を示す。または、携帯情報端末の側面に情報が表示され
てもよい。また、携帯情報端末の3面以上に情報を表示してもよい。
なお、情報の例としては、SNS(ソーシャル・ネットワーキング・サービス)の通知、
電子メールまたは電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者
名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報が表示
されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
例えば、携帯情報端末7300の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末7300を
収納した状態で、その表示(ここでは情報7303)を確認することができる。
具体的には、着信した電話の発信者の電話番号または氏名等を、携帯情報端末7300の
上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末7300をポケットから取
り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図22(F)に、湾曲した発光部を有する照明装置の一例を示している。
図22(F)に示す照明装置が有する発光部は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製
される。
図22(F)に示す照明装置7400は、波状の発光面を有する発光部7402を備える
。したがってデザイン性の高い照明装置となっている。
また、照明装置7400の備える各々の発光部は可撓性を有していてもよい。発光部を可
塑性の部材または可動なフレームなどの部材で固定し、用途に合わせて発光部の発光面を
自在に湾曲可能な構成としてもよい。
照明装置7400は、操作スイッチ7403を備える台部7401と、台部7401に支
持される発光部を有する。
なおここでは、台部によって発光部が支持された照明装置について例示したが、発光部を
備える筐体を天井に固定する、または天井からつり下げるように用いることもできる。発
光面を湾曲させて用いることができるため、発光面を凹状に湾曲させて特定の領域を明る
く照らす、または発光面を凸状に湾曲させて部屋全体を明るく照らすこともできる。
図23(A1)、(A2)、(B)~(I)に、可撓性を有する表示部7001を有する
携帯情報端末の一例を示す。
表示部7001は、本発明の一態様の表示装置を用いて作製される。例えば、曲率半径0
.01mm以上150mm以下で曲げることができる表示パネルを有する表示装置を適用
できる。また、表示部7001はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部700
1に触れることで携帯情報端末を操作することができる。
図23(A1)は、携帯情報端末の一例を示す斜視図であり、図23(A2)は、携帯情
報端末の一例を示す側面図である。携帯情報端末7500は、筐体7501、表示部70
01、引き出し部材7502、操作ボタン7503等を有する。
携帯情報端末7500は、筐体7501内にロール状に巻かれた可撓性を有する表示部7
001を有する。
また、携帯情報端末7500は内蔵された制御部によって映像信号を受信可能で、受信し
た映像を表示部7001に表示することができる。また、携帯情報端末7500にはバッ
テリが内蔵されている。また、筐体7501にコネクタを接続する端子部を備え、映像信
号または電力を有線により外部から直接供給する構成としてもよい。
また、操作ボタン7503によって、電源のON、OFF動作または表示する映像の切り
替え等を行うことができる。なお、図23(A1)、(A2)、(B)では、携帯情報端
末7500の側面に操作ボタン7503を配置する例を示すが、これに限られず、携帯情
報端末7500の表示面と同じ面(おもて面)または裏面に配置してもよい。
図23(B)には、表示部7001を引き出した状態の携帯情報端末7500を示す。こ
の状態で表示部7001に映像を表示することができる。表示部7001は、引き出し部
材7502を用いて引き出すことができる。また、表示部7001の一部がロール状に巻
かれた図23(A1)の状態と表示部7001を引き出した図23(B)の状態とで、携
帯情報端末7500が異なる表示を行う構成としてもよい。例えば、図23(A1)の状
態のときに、表示部7001のロール状に巻かれた部分を非表示とすることで、携帯情報
端末7500の消費電力を下げることができる。
なお、表示部7001を引き出した際に表示部7001の表示面が平面状となるように固
定するため、表示部7001の側部に補強のためのフレームを設けていてもよい。
なお、この構成以外に、筐体にスピーカを設け、映像信号と共に受信した音声信号によっ
て音声を出力する構成としてもよい。
図23(C)~(E)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図23(C)で
は、展開した状態、図23(D)では、展開した状態または折りたたんだ状態の一方から
他方に変化する途中の状態、図23(E)では、折りたたんだ状態の携帯情報端末760
0を示す。携帯情報端末7600は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態
では、継ぎ目のない広い表示領域により一覧性に優れる。
表示部7001はヒンジ7602によって連結された3つの筐体7601に支持されてい
る。ヒンジ7602を介して2つの筐体7601間を屈曲させることにより、携帯情報端
末7600を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。
図23(F)、(G)に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図23(F)で
は、表示部7001が内側になるように折りたたんだ状態、図23(G)では、表示部7
001が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末7650を示す。携帯情報端
末7650は表示部7001及び非表示部7651を有する。携帯情報端末7650を使
用しない際に、表示部7001が内側になるように折りたたむことで、表示部7001の
汚れまたは傷つきを抑制できる。
図23(H)に、可撓性を有する携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7700は、
筐体7701及び表示部7001を有する。さらに、入力手段であるボタン7703a、
7703b、音声出力手段であるスピーカ7704a、7704b、外部接続ポート77
05、マイク7706等を有していてもよい。また、携帯情報端末7700は、可撓性を
有するバッテリ7709を搭載することができる。バッテリ7709は例えば表示部70
01と重ねて配置してもよい。
筐体7701、表示部7001、及びバッテリ7709は可撓性を有する。そのため、携
帯情報端末7700を所望の形状に湾曲させること、または携帯情報端末7700に捻り
を加えることが容易である。例えば、携帯情報端末7700は、表示部7001が内側ま
たは外側になるように折り曲げて使用することができる。または、携帯情報端末7700
をロール状に巻いた状態で使用することもできる。このように、筐体7701及び表示部
7001を自由に変形することが可能であるため、携帯情報端末7700は、落下した場
合、または意図しない外力が加わった場合であっても、破損しにくいという利点がある。
また、携帯情報端末7700は軽量であるため、筐体7701の上部をクリップ等で把持
してぶら下げて使用する、または、筐体7701を磁石等で壁面に固定して使用するなど
、様々な状況において利便性良く使用することができる。
図23(I)に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末7800は、バンド
7801、表示部7001、入出力端子7802、操作ボタン7803等を有する。バン
ド7801は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末7800は、可撓性を有
するバッテリ7805を搭載することができる。バッテリ7805は例えば表示部700
1またはバンド7801と重ねて配置してもよい。
バンド7801、表示部7001、及びバッテリ7805は可撓性を有する。そのため、
携帯情報端末7800を所望の形状に湾曲させることが容易である。
操作ボタン7803は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ
動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持
たせることができる。例えば、携帯情報端末7800に組み込まれたオペレーティングシ
ステムにより、操作ボタン7803の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部7001に表示されたアイコン7804に指等で触れることで、アプリケー
ションを起動することができる。
また、携帯情報端末7800は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能で
ある。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで
通話することもできる。
また、携帯情報端末7800は入出力端子7802を有していてもよい。入出力端子78
02を有する場合、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことが
できる。また入出力端子7802を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の形態
で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により行っ
てもよい。
次に、曲面を有する表示部に適用可能な本発明の一態様の表示装置について説明する。図
24(A)、(B)に、表示パネルを2×2のマトリクス状に4枚重ねて有する表示装置
の上面図及び側面図を示す。
図24(A)に示す表示パネルは、発光部250、ソースドライバとして機能するデマル
チプレクサ253、スキャンドライバ255等を有する。発光部250の2辺は、可視光
を透過する領域251と接する。残りの2辺の周りには、引き回し配線257が設けられ
ている。
図24(A)、(B)に示す表示装置は、複数の表示パネルを、互いの表示領域の間の非
表示領域が小さくなるように重ねることで構成されている。上側の表示パネルにおける可
視光を透過する領域251と、下側の表示パネルにおける発光部250の間には、透光層
(接着剤など)を設けてもよい。
表示パネルの2辺においては、発光部250の端部から表示パネルの端部までに、引き回
し配線やドライバ等の可視光を遮る構造は全く配置されていなく、可視光を透過する領域
251となっている。可視光を透過する領域251の厚さ(1枚の表示パネルの厚さとも
いえる)は非常に薄い(例えば、厚さ100μm以上1000μm以下とすることができ
る)。そのため、本実施の形態の表示装置では、最大4つの表示パネルが重なる部分があ
るが、表示面側に生じる段差は非常に小さく、継ぎ目が目立ちにくい構成となっている。
4つの表示パネルは可撓性を有する。図24(B)に示すように、表示パネルの発光部2
50は緩やかに曲がっている。また、図24(B)に示す領域Rのように、FPC373
の近傍は、発光部250よりも小さな曲率半径で曲げられている。その結果、FPC37
3を上側の表示パネルの裏面と物理的に干渉することなく配置することができる。これに
より、表示パネルの四方に他の表示パネルを並べられ、大面積化が容易となる。
FPC373近傍の領域(発光部250を含まない領域)の曲率半径は、例えば、1mm
以上100mm以下とすることができる。発光部250の曲率半径は、例えば、FPC3
73近傍の領域の曲率半径よりも大きく、かつ、10000mm以下とすることができ、
10mm以上10000mm以下としてもよい。
図24(B)において、表示パネル100は支持体376(例えば、金属板など)の一方
の面に貼り付けられている。支持体376は複数の曲面を有し、表示パネル100はこれ
ら曲面に沿って曲げられている。表示パネル100は、支持体376から延在する部分を
有する。当該部分は、隣接する表示パネル100と重なる。支持体376の他方の面には
、駆動回路等が固定されていてもよい。このとき、表示パネル100と駆動回路は、FP
C373によって電気的に接続される。
図24(B)に示すように、表示パネルの表示面側に光学部材240を設けることが好ま
しい。光学部材240は、光学部材240と表示パネルが密着した状態で、筐体等に固定
されていることが好ましい。光学部材240は、例えば、表示パネル側から、支持材、円
偏光板、及び反射防止部材を有する構成を適用できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様に用いることができる発光素子の素子構造及びその特性に
ついて、説明する。なお、本実施例で説明する発光素子の素子構造を図25に示し、具体
的な構成について表1に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
Figure 2022068223000002
Figure 2022068223000003
≪発光素子の作製≫
本実施例で示す発光素子は、図25に示すように基板1900上に第1の電極1901が
形成され、第1の電極1901上にEL層1902が形成され、EL層1902上に第2
の電極1903が形成された構造を有する。EL層1902は、第1の電極1901側か
ら正孔注入層1911、正孔輸送層1912、発光層1913、電子輸送層1914、電
子注入層1915が順次積層された構造を有する。なお、本実施例で説明する発光素子1
は、主に赤色発光を呈する発光素子であり、発光素子1(R)と示す。また、発光素子2
は、主に緑色発光を呈する発光素子であり、発光素子2(G)と示す。また、発光素子3
は、主に青色発光を呈する発光素子であり、発光素子3(B)と示す。
まず、基板1900上に第1の電極1901を形成した。電極面積は、4mm(2mm
×2mm)とした。また、基板1900には、ガラス基板を用いた。また、第1の電極1
901は、銀(Ag)とパラジウム(Pd)と銅(Cu)の合金膜(Ag-Pd-Cu(
APC)膜)をスパッタリング法により、200nmの膜厚で成膜した後、ITSO膜を
スパッタリング法により、110nmの膜厚で成膜して形成した。なお、本実施例におい
て、第1の電極1901は、陽極として機能する。また、第1の電極1901は、光を反
射する機能を有する反射電極である。
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオ
ゾン処理を370秒行った。その後、10-4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装
置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で60分間の真空焼成を
行った後、基板を30分程度放冷した。
次に、第1の電極1901上に正孔注入層1911を形成した。正孔注入層1911は、
真空蒸着装置内を10-4Paに減圧した後、3-[4-(9-フェナントリル)-フェ
ニル]-9-フェニル-9H-カルバゾール(略称:PCPPn)と、酸化モリブデンと
の重量比をPCPPn:酸化モリブデン=1:0.5とし、発光素子1(R)の場合は、
膜厚が20nmとなるように、発光素子2(G)の場合は、膜厚が7.5nmとなるよう
に、発光素子3(B)の場合は、膜厚が17.5nmとなるように、それぞれ共蒸着して
形成した。
次に、正孔注入層1911上に正孔輸送層1912を形成した。発光素子1(R)、発光
素子2(G)、及び発光素子3(B)に共通してPCPPnを用い、膜厚が15nmにな
るように蒸着した。発光素子1(R)及び発光素子2(G)には、さらに、N-(1,1
’-ビフェニル-4-イル)-N-[4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イ
ル)フェニル]-9,9-ジメチル-9H-フルオレン-2-アミン(略称:PCBBi
F)を用い、発光素子1(R)の場合は膜厚が55nmとなるように、発光素子2(G)
の場合は、膜厚が35nmとなるように、それぞれ蒸着した。
次に、正孔輸送層1912上に発光層1913を形成した。
発光素子1(R)の発光層1913は、2-[3’-(ジベンゾチオフェン-4-イル)
ビフェニル-3-イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq
-II)、PCBBiF、及びビス{4,6-ジメチル-2-[3-(3,5-ジメチル
フェニル)-5-フェニル-2-ピラジニル-κN]フェニル-κC}(2,6-ジメチ
ル-3,5-ヘプタンジオナト-κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(
dmdppr-P)(dibm)])を用い、重量比が2mDBTBPDBq-II:
PCBBiF:[Ir(dmdppr-P)(dibm)]=0.8:0.2:0.0
6、膜厚が70nmになるように共蒸着して形成した。
発光素子2(G)の発光層1913は、2mDBTBPDBq-II、PCBBiF、及
びトリス(4-t-ブチル-6-フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:
[Ir(tBuppm)])を用い、重量比が2mDBTBPDBq-II:PCBB
iF:[Ir(tBuppm)]=0.8:0.2:0.06、膜厚が40nmになる
ように共蒸着して形成した。
発光素子3(B)の発光層1913は、7-[4-(10-フェニル-9-アントリル)
フェニル]-7H-ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、及び
N,N’-(ピレン-1,6-ジイル)ビス[(6,N-ジフェニルベンゾ[b]ナフト
[1,2-d]フラン)-8-アミン](略称:1,6BnfAPrn-03)を用い、
重量比がcgDBCzPA:1,6BnfAPrn-03=1:0.03、膜厚が25n
mになるように共蒸着して形成した。
次に、発光層1913上に電子輸送層1914を形成した。電子輸送層1914は、2m
DBTBPDBq-IIの膜厚が10nm、2,9-ビス(ナフタレン-2-イル)-4
,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(略称:NBphen)の膜厚が10n
mとなるように順次蒸着して形成した。
次に、電子輸送層1914上に電子注入層1915を形成した。電子注入層1915は、
フッ化リチウム(LiF)を用い、膜厚が1nmになるように蒸着して形成した。
次に、電子注入層1915上に第2の電極1903を形成した。第2の電極1903は、
銀(Ag)とマグネシウム(Mg)との体積比を1:0.1とし、膜厚が25nmになる
ように共蒸着して形成した後、インジウム錫酸化物(ITO)をスパッタリング法により
、膜厚が70nmとなるように形成した。なお、本実施例において、第2の電極1903
は、陰極として機能する。また、第2の電極1903は、光を反射する機能と光を透過す
る機能とを有する半透過・半反射電極である。
以上の工程により、基板1900上に一対の電極間にEL層を有する発光素子を形成した
。なお、上記工程で説明した正孔注入層1911、正孔輸送層1912、発光層1913
、電子輸送層1914、及び電子注入層1915は、本発明の一態様におけるEL層を構
成する機能層である。また、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法に
よる蒸着法を用いた。
本実施例により作製した発光素子は、基板1900と封止基板により封止される。なお、
基板1900と封止基板との封止は、窒素雰囲気のグローブボックス内において、封止材
を用いて封止基板を基板1900上に固定し、基板1900上に形成された発光素子の周
囲にシール材を塗布し、封止時に365nmの紫外光を6J/cm照射し、80℃にて
1時間熱処理することにより行った。
なお、本実施例により作製した発光素子は、いずれも発光素子の第2の電極1903側か
ら矢印の方向に光が出る構造を有する。
次に、本実施例で作製した各発光素子の色度(x,y)について、色彩輝度計(トプコン
、BM-5AS)を用いて測定した結果を以下の表2に示す。発光素子1(R)は146
8cd/m、発光素子2(G)は4329cd/m、発光素子3(B)は310cd
/mの輝度における色度である。
Figure 2022068223000004
上記の結果より、本実施例における発光素子1(R)の色度は、色度xが0.680より
大きく0.720以下、色度yが0.260以上0.320以下を満たし、発光素子2(
G)の色度は、色度xが0.130以上0.250以下、色度yが0.710より大きく
0.810以下を満たし、発光素子3(B)の色度は、色度xが0.120以上0.17
0以下、色度yが0.020以上0.060未満の範囲を満たしている。発光素子1(R
)については、特に色度xが0.680より大きくなっているためDCI-P3規格より
も赤色の色度が良いことがわかる。発光素子2(G)については、特に色度yが0.71
0より大きくなっているためDCI-P3規格や、NTSC規格よりも緑色の色度が良い
ことがわかる。また、発光素子3(B)については、特に色度yが0.060より小さく
なっているためDCI-P3規格よりも青色の色度が良いことがわかる。
なお、ここで得られた各発光素子の色度(x,y)は、CIE1931色度座標(xy色
度座標)における色度で示しているが、下記の変換式(1)を用いることにより、知覚さ
れる色差が空間内の等しい距離に対応するように意図して定められたCIE1976色度
座標(u’v’色度座標)で示すこともできる。
Figure 2022068223000005
なお、本実施例の発光素子において、CIE1976色度座標(u’v’色度座標)にお
ける色度は、以下の表3に示す通りである。また、比較のため、表4に、BT.2020
規格の色度座標を示す。また、図26に色度図を示す。
Figure 2022068223000006
Figure 2022068223000007
表3の結果に基づき、これらの色度(u’,v’)から算出したBT.2020に対する
面積比は、106%、BT.2020のカバー率は97%であった。なお面積比とは、B
T.2020規格のRGBの各CIE色度座標(u’,v’)を結んで形成される三角形
の面積Aと、本実施例の3つの発光素子の各CIE色度座標(u’,v’)を結んで形成
される三角形の面積Bをそれぞれ算出し、それらの面積比(B/A)を算出したものであ
る。またカバー率とは、BT.2020規格の色域(上記三角形の内側)の何%を、本実
施例の3つの発光素子の色度の組み合わせで再現可能かを示したものである。
本実施例では、それぞれ、赤色、緑色、青色の発光を呈する発光素子を作製した。これら
発光素子は、それぞれ異なる材料で発光層が形成されており、さらに、光路長の調整のた
めに異なる厚さで正孔輸送層が形成されている。一方で、これら発光素子は、電子輸送層
及び電子注入層が同じ材料を用いて同じ厚さで形成されており、各層を異なる構成で形成
する場合に比べて、工程数を削減できる組み合わせである。このように3つの発光素子は
、EL層に、共通の構成の層を多く有していても、広範な色再現性が得られた。なお、本
実施例では、正孔注入層を色ごとに異なる厚さで形成したが、各色の発光素子の正孔注入
層は、同じ厚さで設けてもよい。
また、本実施例で作製した3色の発光素子は、正孔輸送層のうち、正孔注入層に接する層
が、共通の材料で形成されている。発光素子1(R)及び発光素子2(G)が有する正孔
輸送層は、それぞれ、正孔注入層と接するPCPPn層と、発光層と接するPCBBiF
層と、を有する。発光素子3(B)が有する正孔輸送層は、正孔注入層及び発光層の双方
と接するPCPPn層のみからなる。
なお、青色蛍光を呈する素子は、発光層のホスト材料のHOMO準位及びLUMO準位が
深い。ここで、正孔注入層の材料によっては、正孔注入層から電子を引き抜くために、正
孔輸送層のHOMO準位が浅いことが求められる場合が多い。そのため、正孔輸送層は、
HOMO準位が浅い層からHOMO準位が深い層までの積層構造をとる必要が生じる。こ
こで、発光素子3(B)では、正孔注入層に、PCPPnと金属酸化物の混合層を用いて
いる。当該混合層に、HOMO準位の深いPCPPnを用いることで、正孔輸送層にもH
OMO準位の深いPCPPnを用いることができる。そのため、正孔輸送層が単層であっ
ても、青色蛍光を呈する発光層に正孔を入れることができる。
また、発光素子1(R)及び発光素子2(G)において、PCBBiF層は、光路長を調
整する層として用いられている。また、PCBBiFは、PCPPnに比べて、HOMO
準位が浅い。これにより、発光素子1(R)及び発光素子2(G)の消費電力を低減する
ことができる。また、PCBBiFは、発光素子1(R)及び発光素子2(G)の発光層
にも含まれている。
このように、本実施例の発光素子は、複数の層または複数の発光素子で、共通の材料を用
いること、発光素子を構成する層の数を少なくすることが可能な構成である。よって、発
光素子の作製コストを抑え、工程時間を短縮し、かつ、良好な特性の発光素子及び表示パ
ネルを実現できることが示された。
以上の結果から、本実施例で示す発光素子を用いることにより非常に広範な色再現性を確
保できることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置を作製した結果について説明する。
<表示パネル>
まず、本実施例の表示装置に用いた表示パネルの詳細を示す。
図27(A)に本実施例の表示パネルの概略図を示す。図27(A)に示す表示パネルは
、発光部250のサイズが対角13.5インチ、有効画素数が1280×720、精細度
が108ppi、開口率が41.3%である、アクティブマトリクス型の有機ELディス
プレイである。表示パネルには、デマルチプレクサ253が内蔵されており、ソースドラ
イバとして機能する。また、表示パネルには、スキャンドライバ255も内蔵されている
。発光部250の2辺は、可視光を透過する領域251と接する。残りの2辺の周りには
、引き回し配線257が設けられている。
トランジスタは、結晶性の金属酸化物を半導体層に用いたチャネルエッチ型のトランジス
タである。金属酸化物は、In-Ga-Zn系酸化物である。
発光素子は、トップエミッション構造の有機EL素子であり、マイクロキャビティ構造を
有する。カラー表示の方式は、各色の発光層を横に並べるサイドバイサイド(SBS)方
式である。発光素子の発光層は色ごとに塗り分けられている。各色の発光素子の詳細な構
成は実施例1を参照できる。BT.2020に対する面積比は106%である。
図27(B)に、表示パネルを2×2のマトリクス状に4枚重ねた場合の表示装置の概略
図を示す。また、図27(B)に示す表示装置の一点鎖線X-Y断面の模式図を図27(
C)に示す。
本実施例の表示装置は、複数の表示パネルを、互いの表示領域の間の非表示領域が小さく
なるように重ねることで構成されている。具体的には、上側の表示パネルにおける可視光
を透過する領域251と、下側の表示パネルにおける発光部250の間には、透光層10
3が設けられている。
表示パネルの2辺においては、発光部250の端部から表示パネルの端部までに、引き回
し配線やドライバ等の可視光を遮る構造は全く配置されていなく、可視光を透過する領域
251となっている。表示パネルの可視光を透過する領域251の幅は約5mmとした。
可視光を透過する領域251の厚さT(1枚の表示パネルの厚さともいえる)は100μ
m以下と非常に薄い。そのため、本実施例の表示装置では、最大4つの表示パネルが重な
る部分があるが、表示面側に生じる段差は非常に小さく、継ぎ目が目立ちにくい構成とな
っている。
4つの表示パネルは可撓性を有する。例えば、図27(C)に示すように、下側の表示パ
ネルのFPC373aの近傍を湾曲させ、FPC373aに隣接する上側の表示パネルの
発光部250の下側に、下側の表示パネルの一部及びFPC373aの一部を配置するこ
とができる。その結果、FPC373aを上側の表示パネルの裏面と物理的に干渉するこ
となく配置することができる。これにより、表示パネルの四方に他の表示パネルを並べら
れ、大面積化が容易となる。
本実施例では、基材の両面に吸着層を有する吸着フィルムを透光層103として用いた。
該吸着フィルムを用いることで、表示装置を構成する2つの表示パネルを着脱自在に貼り
合わせることができる。透光層103の一方の面の吸着層は、基板211aに吸着してお
り、透光層103の他方の面の吸着層は、基板201bに吸着している。
図27(B)において、透光層103は、可視光を透過する領域251と重なる部分だけ
でなく、発光部250と重なる部分も有する。図27(C)では、透光層103は、基板
201bの端部から可視光を透過する領域251全体に重なり、さらには表示素子を含む
領域155bの一部にまで重なる。なお、図27(C)におけるFPC373aが接続さ
れている部分の近傍の、表示パネルの曲がっている部分には、透光層103を設けていな
い。ただし、透光層103の厚さや可撓性の高さによっては、透光層103を設けても構
わない。
各表示パネルは、基板と素子層を接着層で貼り合わせることで作製した。例えば、図27
(C)に示すように、基板201aと素子層153a、基板211aと素子層153a、
基板201bと素子層153b、並びに、基板211bと素子層153bが、それぞれ接
着層157で貼り合わされている。各基板には、光学等方性が高いフィルムを用いた。素
子層153aは、表示素子を含む領域155aと、表示素子と電気的に接続する配線を含
む領域156aとを有する。同様に、素子層153bは、表示素子を含む領域155bと
、表示素子と電気的に接続する配線を含む領域156bとを有する。
<表示装置>
図28に、表示パネルを36(6×6)枚使用して作製した、対角81インチ、マルチデ
ィスプレイの表示写真を示す。
本実施例では、各表示パネルを、それぞれの駆動回路で駆動した。8Kレコーダから出力
される信号を36分割し、それぞれの駆動回路に入力した。また、各表示パネルにおける
1段目のスキャンのタイミングが同時刻となるようにした。
図28に示すマルチディスプレイは、有効画素数7690×4320であり、8K4Kの
高解像度な表示装置である。なお、1枚の表示パネルの重さは、FPCを含めても約26
gであり、36枚でも1kg以下である(ここでは、表示パネル及びFPCの重さのみを
示し、表示パネルを固定するためのフレーム等の重さは含んでいない)。
図29(A)に、当該マルチディスプレイの側面図を示す。表示パネル100は支持体3
76(アルミニウム板)の一方の面に貼り付けられている。支持体376は曲率半径R=
5mmの曲面を有し、表示パネル100は該曲面に沿って曲げられている。表示パネル1
00は、支持体376から延在する部分を有する。当該部分は、隣接する表示パネル10
0と重なる。支持体376の他方の面には、駆動回路375がねじで固定されている。表
示パネル100と駆動回路375は、FPC373によって電気的に接続されている。
光学部材240は、反射防止部材296、支持材292、及び円偏光板295を有する。
円偏光板295は、視認者側に直線偏光板295aが位置し、表示パネル100側に1/
4λ板295bが位置する。ここで、1/4λ板295bは、直線偏光板295aの軸に
対して45°傾いた軸をもつように、直線偏光板295aと重ねて設けられる。そのため
、大型のマルチディスプレイを作製する場合、直線偏光板295aまたは1/4λ板29
5bを、複数枚使用して、円偏光板295を作製する必要が生じる。ここで、1/4λ板
295bは、直線偏光板295aに比べて厚さが薄く、直線偏光板295aを介して視認
される。したがって、1/4λ板295bを複数枚使用する方が、直線偏光板295aを
複数枚使用する場合に比べて、つなぎ目が視認されにくい。本実施例では、図29(B)
に示すように、3枚の1/4λ板295bを直線偏光板295aに貼り付けることで、円
偏光板295を作製した。
光学部材240と表示パネルが密着した状態で、光学部材240は筐体にねじ止めされて
いる。光学部材240は表示パネルに接着されていない。
以上のように、本実施例では、広色域での表示が可能な大型の表示装置を作製することが
できた。また、本実施例では、光学等方性が高いフィルムを用いた表示パネルと、円偏光
板を用いることで、重なり部が視認されにくい表示装置を作製することができた。具体的
には、本実施例で作製した表示装置は、周囲の景色の映り込みが少ない。また、重なり部
が目立たず、視認されにくい。このように、表示装置の表面における光の反射が抑制され
た構成を実現できた。
10 表示装置
12 表示装置
13 表示領域
15 柱
16 壁
100 表示パネル
100a 表示パネル
100b 表示パネル
100c 表示パネル
100d 表示パネル
101 表示領域
101a 表示領域
101b 表示領域
101c 表示領域
101d 表示領域
102 領域
102a 領域
102b 領域
103 透光層
110 可視光を透過する領域
110a 可視光を透過する領域
110b 可視光を透過する領域
110c 可視光を透過する領域
110d 可視光を透過する領域
112a FPC
112b FPC
120 可視光を遮る領域
120a 可視光を遮る領域
120b 可視光を遮る領域
120c 可視光を遮る領域
121 ダミー配線
123 FPC
131 樹脂層
132 保護基板
133 樹脂層
134 保護基板
141 画素
142a 配線
142b 配線
143a 回路
143b 回路
145 配線
151 基板
152 基板
153a 素子層
153b 素子層
154 接着層
155a 領域
155b 領域
156a 領域
156b 領域
157 接着層
201 基板
201a 基板
201b 基板
202a 基板
202b 基板
203 接着層
205 絶縁層
208 絶縁層
209 素子層
211 基板
211a 基板
211b 基板
212a 基板
212b 基板
213 接着層
215 絶縁層
219 機能層
221 接着層
223 接続端子
240 光学部材
250 発光部
251 可視光を透過する領域
257 配線
261 基板
291 反射防止部材
292 支持材
293 反射防止部材
295 円偏光板
296 反射防止部材
300 タッチパネル
301 トランジスタ
302 トランジスタ
303 トランジスタ
304 発光素子
305 容量素子
306 接続部
307 導電層
308 接続部
309 接続体
310 入力装置
311 ゲート絶縁層
312 絶縁層
313 絶縁層
314 絶縁層
315 絶縁層
316 スペーサ
317 接着層
318 入力装置
319 接続体
320 タッチパネル
321 電極
322 EL層
323 電極
324 光学調整層
325 着色層
326 遮光層
331 電極
332 電極
333 電極
334 電極
341 配線
342 配線
347 領域
348 領域
349 領域
350 FPC
351 IC
355 導電層
370 表示パネル
370A 表示パネル
370B 表示パネル
370C 表示パネル
370D 表示パネル
373 FPC
373a FPC
374 IC
375 駆動回路
379 表示パネル
381 表示部
382 駆動回路部
383 配線
387 交差部
393 絶縁層
395 絶縁層
396 接着層
1101 第1の電極
1102 第2の電極
1103 EL層
1103B EL層
1103G EL層
1103R EL層
1104B カラーフィルタ
1104G カラーフィルタ
1104R カラーフィルタ
1105B 第3の発光素子
1105G 第2の発光素子
1105R 第1の発光素子
1106B 青色発光
1106G 緑色発光
1106R 赤色発光
1201 第1の電極
1202 第2の電極
1203 EL層
1203a EL層
1203b EL層
1204 電荷発生層
1211 正孔注入層
1211a 正孔注入層
1211b 正孔注入層
1212 正孔輸送層
1212a 正孔輸送層
1212b 正孔輸送層
1213 発光層
1213a 発光層
1213b 発光層
1214 電子輸送層
1214a 電子輸送層
1214b 電子輸送層
1215 電子注入層
1215a 電子注入層
1215b 電子注入層
1301 基板
1302 FET
1303B 発光素子
1303G 発光素子
1303R 発光素子
1303W 発光素子
1304 EL層
1305 基板
1306B カラーフィルタ
1306G カラーフィルタ
1306R カラーフィルタ
1316B 光学距離
1316G 光学距離
1316R 光学距離
1307 第1の電極
1308 第2の電極
1309 黒色層
1310G 導電層
1310R 導電層
1900 基板
1901 第1の電極
1902 EL層
1903 第2の電極
1911 正孔注入層
1912 正孔輸送層
1913 発光層
1914 電子輸送層
1915 電子注入層
7000 表示部
7001 表示部
7100 携帯電話機
7101 筐体
7103 操作ボタン
7104 外部接続ポート
7105 スピーカ
7106 マイク
7200 テレビジョン装置
7201 筐体
7203 スタンド
7211 リモコン操作機
7300 携帯情報端末
7301 筐体
7302 操作ボタン
7303 情報
7400 照明装置
7401 台部
7402 発光部
7403 操作スイッチ
7500 携帯情報端末
7501 筐体
7502 引き出し部材
7503 操作ボタン
7600 携帯情報端末
7601 筐体
7602 ヒンジ
7650 携帯情報端末
7651 非表示部
7700 携帯情報端末
7701 筐体
7703a ボタン
7703b ボタン
7704a スピーカ
7704b スピーカ
7705 外部接続ポート
7706 マイク
7709 バッテリ
7800 携帯情報端末
7801 バンド
7802 入出力端子
7803 操作ボタン
7804 アイコン
7805 バッテリ

Claims (1)

  1. 第1の表示パネル及び第2の表示パネルを有し、
    前記第1の表示パネルは、第1の表示領域と、可視光を透過する領域と、を有し、
    前記第2の表示パネルは、第2の表示領域と、可視光を遮る領域と、を有し、
    前記第1の表示領域は、前記可視光を透過する領域と隣接し、
    前記第2の表示領域は、表示を行う面側で、前記可視光を透過する領域と重なりを有し、
    前記可視光を遮る領域は、前記第1の表示領域と重なりを有し、
    前記第1の表示パネルは、
    第1の基板と、
    前記第1の基板上の第1の接着層と、
    前記第1の接着層上の第1の絶縁層と、
    前記第1の絶縁層上の表示素子を含む素子層と、
    前記素子層上の第2の絶縁層と、
    前記第2の絶縁層上の第2の接着層と、
    前記第2の接着層上の第2の基板と、を有し、
    前記可視光を透過する領域では、前記第1の絶縁層が前記第2の接着層に接する領域を有する、表示装置。
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