JP4419691B2 - Organic EL devices, electronic devices - Google Patents
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Description
本発明は、有機EL装置、電子機器に関するものである。 The present invention relates to an organic EL device and an electronic device.
近年、ノートパソコン、携帯電話機、電子手帳等の電子機器において、情報を表示する手段として有機エレクトロルミネッセンス(以下、有機ELと称す)素子を画素毎に複数備える有機EL装置が提案されている。一般的に、有機EL素子は、対向する一対の電極の間に有機EL層(発光層)を含む有機機能層が配置された構成を有している。 2. Description of the Related Art In recent years, an organic EL device including a plurality of organic electroluminescence (hereinafter referred to as organic EL) elements for each pixel as a means for displaying information has been proposed in electronic devices such as notebook computers, mobile phones, and electronic notebooks. In general, an organic EL element has a configuration in which an organic functional layer including an organic EL layer (light emitting layer) is disposed between a pair of opposed electrodes.
このような有機EL装置として、例えば各画素の発光色について、その発光スペクトルの半値幅を縮小すべく光共振器を備えた構成のものが例えば特許文献1に開示されている。
上記特許文献1に開示された有機EL装置では、発光層としての有機EL層を挟む半透明反射層と反射層とによって光共振器構造が構成されており、当該発光層から発せられる光のスペクトルの半値幅の縮小、又は発光効率の向上、可干渉光の発生などを実現できるものとされている。ここで、各色の画素に対して、それぞれ同一構造の光共振器を作り込む場合、全ての色について最適化を図ることが困難な場合が多い。これは、最適化する発光波長に対して光共振器の構造を最適化する場合、各色の画素毎に有機EL層の膜厚を大きく異ならせる必要があるからである。特に赤色(R)の画素の有機EL層では、極端に厚くせざるを得なく、駆動電圧の上昇、効率の低下を招くこととなる。
In the organic EL device disclosed in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、光共振器構造を備えた有機EL装置において、全ての色について高い色純度を得ることができ、しかも有機EL層の厚さが画素毎に異なることに基づく駆動電圧上昇等の不具合発生を伴うことのない有機EL装置を提供することにある。また、本発明の異なる目的は、信頼性に優れた電子機器を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to obtain high color purity for all colors in an organic EL device having an optical resonator structure, and the thickness of the organic EL layer. It is an object of the present invention to provide an organic EL device that does not cause problems such as a drive voltage increase based on the fact that the pixel is different for each pixel. Another object of the present invention is to provide an electronic device with excellent reliability.
上記課題を解決するために、本発明の有機EL装置は、光反射性電極と、光透過性電極と、前記光反射性電極と前記光透過性電極との間に形成された発光層と、前記発光層を形成するための画素開口部を有するバンク層と、前記光透過性電極のうち緑と青の画素のみに対し、前記発光層からの光を透過ないし反射する半透過反射層と、を 基板上に形成された絶縁膜の上に備え、前記発光層は、前記光反射性電極と前記半透過反射層との間に配置され、前記半透過反射層は、前記半透過反射層と前記光反射性電極との間で光共振器として作用するように、前記光反射性電極と前記半透過反射層との光学的距離が、前記発光層から発光される光の波長と同じか前記光の波長の整数倍となる位置に配置され、前記半透過反射層は、前記画素開口部と平面視で重なる位置に前記画素開口部以上の面積を有する平面形状に形成され、かつ、前記半透過反射層の側面及び前記半透過反射層の前記発光層側の表面を前記光透過性電極に覆われており、赤を吸収する赤吸収フィルターが、前記絶縁膜と前記半透過反射層との間に配置され、かつ、前記半透過反射層の光出射側の表面を覆うように配置されていることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の有機EL装置は、光反射性電極と光透過性電極との間に形成された有機EL層を具備してなる有機EL装置であって、前記有機EL層は、複数色を発光可能に構成されるとともに、画素単位毎に一の発光色を発光可能に構成されてなり、前記画素のうち選択された所定の色の画素に対し、前記有機EL層からの光を選択的に透過ないし反射する半透過反射層が、当該半透過反射層と前記光反射性電極とにより前記有機EL層を挟む形にて形成されてなることを特徴とする。
In order to solve the above problems, an organic EL device of the present invention includes a light reflective electrode, a light transmissive electrode, a light emitting layer formed between the light reflective electrode and the light transmissive electrode, A bank layer having a pixel opening for forming the light emitting layer, and a transflective layer that transmits or reflects light from the light emitting layer only for green and blue pixels of the light transmissive electrode; On the insulating film formed on the substrate , the light emitting layer is disposed between the light reflective electrode and the semi-transmissive reflective layer, the semi-transmissive reflective layer and the semi-transmissive reflective layer The optical distance between the light reflective electrode and the transflective layer is the same as the wavelength of the light emitted from the light emitting layer, so that it acts as an optical resonator with the light reflective electrode. It is disposed at a position that is an integral multiple of the wavelength of light, and the transflective layer is It is formed in a planar shape having an area equal to or larger than the pixel opening at a position overlapping in plan view, and the side surface of the transflective layer and the surface of the transflective layer on the light emitting layer side are used as the light transmissive electrode. A red absorption filter that is covered and absorbs red is disposed between the insulating film and the semi-transmissive reflective layer, and is disposed so as to cover a surface on the light emitting side of the semi-transmissive reflective layer. and said that you are.
In order to solve the above problems, an organic EL device of the present invention is an organic EL device comprising an organic EL layer formed between a light reflective electrode and a light transmissive electrode, and the organic EL device The layer is configured to be capable of emitting a plurality of colors and configured to be capable of emitting one emission color for each pixel unit. The organic EL layer is applied to a predetermined color pixel selected from the pixels. A semi-transmissive reflective layer that selectively transmits or reflects light from the organic EL layer is formed by sandwiching the organic EL layer between the semi-transmissive reflective layer and the light reflective electrode.
このような有機EL装置によると、半透過反射層は光反射性電極との間で光共振器を構成することとなり、つまり有機EL層から光反射性電極側に発せられた光は、該光反射性電極に反射され、その結果、光反射性電極と半透過反射層との間で共振される。そして、共振の結果、該半透過反射層を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過するものとされている。一方、有機EL層から半透過反射層側に発せられた光は、その一部が該半透過反射層を透過し、他部が半透過反射層にて反射され、その結果、光反射性電極と半透過反射層との間で共振される。そして、共振の結果、該半透過反射層を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過するものとされている。以上のように半透過反射層を透過した光は、当該有機EL装置から出射されて表示等に供されることとなるが、本発明では、反射光が共振の後に半透過反射層を透過するものとされているため、当該有機EL装置から出射される光の色純度が向上することとなる。 According to such an organic EL device, the transflective layer forms an optical resonator with the light reflective electrode, that is, the light emitted from the organic EL layer to the light reflective electrode side is Reflected by the reflective electrode, and as a result, resonated between the light reflective electrode and the transflective layer. And, as a result of resonance, the reflected light is transmitted through a wavelength that can be transmitted through the transflective layer. On the other hand, a part of the light emitted from the organic EL layer to the transflective layer side is transmitted through the transflective layer and the other part is reflected by the transflective layer. As a result, the light reflective electrode And the transflective layer. And, as a result of resonance, the reflected light is transmitted through a wavelength that can be transmitted through the transflective layer. As described above, the light transmitted through the transflective layer is emitted from the organic EL device and used for display. In the present invention, the reflected light is transmitted through the transflective layer after resonance. Therefore, the color purity of the light emitted from the organic EL device is improved.
さらに、本発明では、所定の色のみに対して選択的に半透過反射層を形成するものとしているが、例えば用いられる有機EL層のうち、相対的に色純度の低い有機EL層に対して選択的に半透過反射層を形成することができ、この場合、色純度の違いを補正するために有機EL層の膜厚を色毎に異ならせる等の特段の構成も必要ないものとなる。つまり、本発明の構成によれば、有機EL層の膜厚を各画素共通に薄膜化することができ、その結果、従来のような有機EL層の厚膜化による駆動電圧の上昇、駆動効率の低下等の不具合発生を防止ないし抑制することができるようになる。また有機EL層の薄膜化による短寿命化も防止することができるようになる。もちろん正孔注入層の膜厚についても各色画素毎に変化させる必要も無くなる。以上のように、本発明によれば、簡便な構成で、色純度の高い、IVL特性に優れた有機EL装置を提供することが可能となる。 Furthermore, in the present invention, the semi-transmissive reflective layer is selectively formed only for a predetermined color. For example, among organic EL layers to be used, an organic EL layer having a relatively low color purity. A semi-transmissive reflective layer can be selectively formed. In this case, no special configuration is required such as changing the film thickness of the organic EL layer for each color in order to correct the difference in color purity. That is, according to the configuration of the present invention, the film thickness of the organic EL layer can be reduced in common for each pixel. It is possible to prevent or suppress the occurrence of problems such as lowering. In addition, shortening of the life due to thinning of the organic EL layer can be prevented. Of course, the thickness of the hole injection layer need not be changed for each color pixel. As described above, according to the present invention, it is possible to provide an organic EL device having a simple configuration, high color purity, and excellent IVL characteristics.
本発明の有機EL装置において、前記有機EL層が高分子有機EL材料にて構成され、且つ赤、緑、青の各色を発光可能に構成される一方、前記半透過反射層が、緑と青の画素に対して選択的に形成されてなるものとすることができる。このように有機EL層に高分子有機EL材料を適用した場合、赤の色純度が相対的に高く、緑と青の色純度が相対的に低いものとなるため、上述の通り、緑と青の画素に対して選択的に形成することで、各色の色純度を全体的に向上させることが可能となる。そして、この場合、上述の通り特定の色(この場合は赤色)の有機EL層について特段に薄膜化、厚膜化する必要がないため、薄膜化による短寿命化や、厚膜化による駆動電圧の上昇、駆動効率の低下等の不具合発生を防止ないし抑制することができるようになる。 In the organic EL device of the present invention, the organic EL layer is composed of a polymer organic EL material and is configured to emit red, green and blue colors, while the transflective layer is composed of green and blue. It can be formed selectively with respect to the pixels. When the polymer organic EL material is applied to the organic EL layer in this manner, the red color purity is relatively high and the green and blue color purity is relatively low. By selectively forming the pixels, it is possible to improve the color purity of each color as a whole. In this case, as described above, the organic EL layer having a specific color (in this case, red) does not need to be particularly thinned or thickened. It is possible to prevent or suppress the occurrence of problems such as an increase in driving speed and a decrease in driving efficiency.
また、上記構成において、前記緑と青の画素に対して、赤を吸収する赤吸収フィルターが前記半透過反射層よりも光出射側に選択的に形成されてなるものとすることができる。この場合、当該有機EL装置の光出射側(表示面側)に偏光板等を配設しなくても、半透過反射層において反射した外光が当該有機EL装置から出射される不具合を解消することができるようになる。したがって、高コントラストで、色純度が高く、IVL特性に優れた有機EL装置を提供可能となる。 In the above-described configuration, a red absorption filter that absorbs red may be selectively formed on the light emission side of the transflective layer with respect to the green and blue pixels. In this case, even if a polarizing plate or the like is not provided on the light emission side (display surface side) of the organic EL device, the problem that external light reflected by the transflective layer is emitted from the organic EL device is solved. Will be able to. Therefore, it is possible to provide an organic EL device with high contrast, high color purity, and excellent IVL characteristics.
また、前記光透過性電極が所定の透光性基板内面に形成されてなるとともに、前記赤吸収フィルターが該透光性基板内面に形成されてなるものとすることができる。この構成により、従来例のように基板外側にフィルターを形成する場合のような、視角によるフィルターと画素のずれが無くなり、フィルターの効果が十分に発揮できるようになる。また赤吸収フィルターの導入により、当該有機EL装置の外面に凹凸等が生じる不具合を解消できるとともに、透光性基板により赤吸収フィルターを保護すること可能となる。 The light transmissive electrode may be formed on the inner surface of a predetermined light transmissive substrate, and the red absorption filter may be formed on the inner surface of the light transmissive substrate. With this configuration, there is no shift between the filter and the pixel due to the viewing angle as in the case of forming the filter outside the substrate as in the conventional example, and the effect of the filter can be sufficiently exerted. In addition, by introducing the red absorption filter, it is possible to solve the problem of unevenness on the outer surface of the organic EL device, and it is possible to protect the red absorption filter by the translucent substrate.
さらに、前記半透過反射層が電極を兼ねるとともに、該半透過反射層よりも光出射側には透光性の補助電極が形成されてなり、さらに前記赤吸収フィルターが、前記補助電極に赤色吸収成分を混入してなるものものとすることができる。この場合も、この構成により、従来例のように基板外側にフィルターを形成する場合のような、視角によるフィルターと画素のずれが無くなり、フィルターの効果が十分に発揮できるようになる。また赤吸収フィルターの導入による凹凸生成を解消できるとともに、透光性基板により赤吸収フィルターを保護すること可能となる。また、赤吸収フィルターを別途形成するものではないため、当該有機EL装置の小型化にも寄与することが可能となる。 Further, the transflective layer also serves as an electrode, a translucent auxiliary electrode is formed on the light emission side of the transflective layer, and the red absorption filter further absorbs red light on the auxiliary electrode. It can be formed by mixing components. Also in this case, this configuration eliminates the difference between the filter and the pixel due to the viewing angle as in the case of forming the filter outside the substrate as in the conventional example, and the effect of the filter can be sufficiently exerted. In addition, it is possible to eliminate the generation of irregularities due to the introduction of the red absorption filter, and it is possible to protect the red absorption filter by the translucent substrate. Further, since the red absorption filter is not separately formed, it is possible to contribute to downsizing of the organic EL device.
次に、本発明の電子機器は、本発明の有機EL装置を例えば表示部として備えることを特徴とする。このような電子機器によれば、色純度が高く、高コントラストの表示を実現することが可能となる。 Next, an electronic apparatus according to the present invention includes the organic EL device according to the present invention as a display unit, for example. According to such an electronic apparatus, it is possible to realize display with high color purity and high contrast.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために、縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing to be referred to, the scale may be different for each layer or each member in order to make the size recognizable on the drawing.
(第1実施形態)
図1は、本発明の有機EL装置の一実施形態について、特にアクティブマトリクス型の有機EL装置1の要部を模式的に示す説明図である。なお、有機EL装置1は、薄膜トランジスタを用いたアクティブ型の駆動方式を採用している。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a main part of an active matrix type
有機EL装置1は、基板2の上に、回路素子としての薄膜トランジスタを含む回路素子部14、画素電極(陽極)111、有機EL層(有機EL素子)を含む機能層110、陰極12、及び封止部3等を順次積層した構造からなる。
The
基板2としては、本例ではガラス基板が用いられている。ガラス基板の他にも、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。基板2内には、発光領域としての複数の画素領域Aがマトリクス状に配列されており、カラー表示を行う場合、例えば赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色に対応する画素領域Aが所定の配列で構成される。各画素領域Aには、画素電極111が配置され、その近傍には信号線132、電源線133、走査線131及び図示しない他の画素電極用の走査線等が配置されている。
As the
また、封止部3は、水や酸素の侵入を防いで陰極12あるいは機能層110の酸化を防止するものであり、基板2に塗布される封止樹脂、及び基板2に貼り合わされる封止基板3b(封止缶)等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の1種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止樹脂は、基板2の周縁に環状に塗布されており、例えば、マイクロディスペンサ等により塗布される。封止基板3bは、ガラスや金属等からなり、基板2と封止基板3bとは封止樹脂を介して張り合わされる。
The sealing
図2は、上記有機EL装置1の回路構造を示している。
図2において、基板2上には、複数の走査線131と、走査線131に対して交差する方向に延びる複数の信号線132と、信号線132に並列に延びる複数の電源線133とが配線されている。また、走査線131及び信号線132の各交点毎に上記画素領域Aが形成されている。
信号線132には、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを含むデータ側駆動回路103が接続されている。また、走査線131には、シフトレジスタ及びレベルシフタを含む走査側駆動回路104が接続されている。
FIG. 2 shows a circuit structure of the
In FIG. 2, a plurality of
For example, the data
画素領域Aには、走査線131を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の第1の薄膜トランジスタ123と、この薄膜トランジスタ123を介して信号線132から供給される画像信号を保持する保持容量135と、保持容量135によって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用の第2の薄膜トランジスタ124と、この薄膜トランジスタ124を介して電源線133に電気的に接続したときに電源線133から駆動電流が流れ込む画素電極111(陽極)と、画素電極111と対向電極12(陰極)との間に挟み込まれる機能層110とが設けられている。機能層110は、有機EL素子としての有機EL層を含む。
In the pixel region A, a first
画素領域Aでは、走査線131が駆動されて第1の薄膜トランジスタ123がオンとなると、そのときの信号線132の電位が保持容量135に保持され、この保持容量135の状態に応じて、第2の薄膜トランジスタ124の導通状態が決まる。また、第2の薄膜トランジスタ124のチャネルを介して電源線133から画素電極111に電流が流れ、さらに機能層110を通じて対向電極12(陰極)に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、機能層110が発光する。
In the pixel region A, when the
図3は、上記有機EL装置1における表示領域の断面構造を拡大した図である。この図3には赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色に対応する3つの画素領域の断面構造が示されている。前述したように、有機EL装置1は、基板2上に、TFTなどの回路等が形成された回路素子部14、画素電極(陽極)111、機能層110が形成された発光素子部11、及び陰極12が順次積層して構成されている。
この有機EL装置1では、機能層110から基板2側に発した光が、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるとともに、機能層110から基板2の反対側に発した光が陰極12により反射されて、回路素子部14及び基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるようになっている。
FIG. 3 is an enlarged view of the cross-sectional structure of the display region in the
In the
回路素子部14においては、基板2上に遮光性材料からなる遮光層BMが島状に形成され、さらにこれを覆う形にてシリコン酸化膜からなる下地保護膜2cが形成されている。この下地保護膜2c上には、遮光層BMと平面的に重畳する位置に対し、多結晶シリコンからなる島状の半導体膜141が形成されている。なお、半導体膜141には、ソース領域141a及びドレイン領域141bが高濃度Pイオン打ち込みにより形成されている。なお、Pが導入されなかった部分がチャネル領域141cとなっている。
In the
さらに回路素子部14には、下地保護膜2c及び半導体膜141を覆う透明なゲート絶縁膜142が形成されており、該ゲート絶縁膜142上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極(走査線)143が形成されている。また、ゲート電極143及びゲート絶縁膜142上には透明な第1層間絶縁膜144aと第2層間絶縁膜144bが形成されている。各層間絶縁膜としては、例えばSiO2或いはSiNからなるもの透光性絶縁膜を適当な膜厚(例えば300nm程度)としたものを採用することができる。
ゲート電極143は半導体膜141のチャネル領域141cに対応する位置に設けられている。また、第1、第2層間絶縁膜144a、144bを貫通して、半導体膜141のソース、ドレイン領域141a、141bにそれぞれ接続されるコンタクトホール145,146が形成されている。
Further, a transparent
The
そして、第2層間絶縁膜144b上には、ITO等からなる透明な画素電極111が島状に形成されており、上述したコンタクトホール145がこの画素電極111に接続されている。なお、他方のコンタクトホール146は電源線133に接続されている。このようにして、回路素子部14には、画素電極111に接続された半導体膜141を含む駆動用の薄膜トランジスタ123が形成されている。なお、回路素子部14には、前述した保持容量135及びスイッチング用の薄膜トランジスタ124も形成されているが、図3ではこれらの図示を省略している。
A
このように第2層間絶縁膜144b上には画素電極111、さらには機能層110等が積層形成されているわけであるが、本実施の形態では、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各画素で異なる積層構造を有している。具体的には、緑色(G)及び青色(B)の画素では、それぞれ第2層間絶縁膜144bと画素電極111との間に赤色吸収フィルター125及び半透過反射膜126が形成されており、これら赤色吸収フィルター125及び半透過反射膜126の上側に機能層110が形成されている。一方、赤色(R)の画素では、これら赤色吸収フィルター及び半透過反射膜は形成されていない。
As described above, the
詳述すると、赤色(R)の画素では、第2層間絶縁膜144b上に画素電極111がパターニング形成され、この上に発光素子部11が形成されている。発光素子部11は、画素電極111上に積層された機能層110と、機能層110同士の間に配されて各機能層110を区画するバンク部112とを主体として構成されている。機能層110上には、アルミニウム等の反射性金属膜からなる陰極12が配置されている。
More specifically, in the red (R) pixel, the
一方、緑色(G)の画素では、第2層間絶縁膜144b上に、赤色を吸収する赤色吸収フィルター125が画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて配置されている。また、該赤色吸収フィルター125上には発光した光の一部を反射し、一部を透過する半透過反射層126が、画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて形成されている。なお、半透過反射層126はアルミニウム等からなる反射性金属膜を10nm程度の薄膜に形成したものである。
On the other hand, in the green (G) pixel, the
そして、これら赤色吸収フィルター125と半透過反射層126とを覆う形にて画素電極111がパターニング形成され、該画素電極111上に発光素子部11が形成されている。発光素子部11は、画素電極111上に積層された機能層110と、機能層110同士の間に配されて各機能層110を区画するバンク部112とを主体として構成されている。機能層110上には、アルミニウム等の反射性金属膜からなる陰極12が配置されている。なお、半透過反射膜126と陰極12との間の光学的距離は、当該画素の発光(緑色発光)波長と同じか、或いはその整数倍となるように設計されており、その結果、半透過反射層126と陰極12とが、当該画素から取り出したい光に対して光共振器を構成することとなる。
The
また、青色(B)の画素では、緑色(G)の画素と同様、第2層間絶縁膜144b上に、赤色を吸収する赤色吸収フィルター125が画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて配置されている。また、該赤色吸収フィルター125上には発光した光の一部を反射し、一部を透過する半透過反射層126が、画素開口と重なるように若しくは画素開口よりも若干大きな平面形状にて形成されている。なお、半透過反射層126はアルミニウム等からなる反射性金属膜を10nm程度の薄膜に形成したものである。
In the blue (B) pixel, similarly to the green (G) pixel, the
そして、これら赤色吸収フィルター125と半透過反射層126とを覆う形にて画素電極111がパターニング形成され、該画素電極111上に発光素子部11が形成されている。発光素子部11は、画素電極111上に積層された機能層110と、機能層110同士の間に配されて各機能層110を区画するバンク部112とを主体として構成されている。機能層110上には、アルミニウム等の反射性金属膜からなる陰極12が配置されている。なお、半透過反射膜126と陰極12との間の光学的距離は、当該画素の発光(青色発光)波長と同じか、或いはその整数倍となるように設計されており、その結果、半透過反射層126と陰極12とが、当該画素から取り出したい光に対して光共振器を構成することとなる。
The
各色(R,G,B)の画素に共通して、画素電極111は、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極111の厚さは、50nm〜200nm(例えば70nm)の範囲が好ましく、特に150nm程度がよい。バンク部112は、図3に示すように、基板2側に位置する無機物バンク層(第1バンク層)112aと、基板2から離れて位置する有機物バンク層(第2バンク層)112bとが積層されて構成されている。無機物バンク層112aは、例えばSiO2、TiO2等の無機材料からなる。また、有機物バンク層112bは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成されている。
In common with the pixels of each color (R, G, B), the
また、機能層110は、画素電極111上に積層された正孔注入/輸送層110aと、正孔注入/輸送層110a上に隣接して形成された有機EL層(発光層)110bとから構成されている。
正孔注入/輸送層110aは、正孔を有機EL層110bに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入/輸送層110a内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入/輸送層110aを画素電極111と有機EL層110bの間に設けることにより、有機EL層110bの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、有機EL層110bでは、正孔注入/輸送層110aから注入された正孔と、陰極12から注入される電子が有機EL層で再結合し、発光が得られる。
なお、正孔注入/輸送層110aは、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸(PSS)との混合物(PEDOT/PSS)をインクジェット法にて成膜したもので、青色(B)の画素では40nmの厚さに、赤色(R)と緑色(G)の画素では70nmの厚さに調整されている。正孔注入/輸送層110aの膜厚は、各色画素で違えても良いが、その上に形成するEL層110bの膜厚との調整により、全画素において同一とすることができる。こうすることにより、正孔注入/輸送層110a形成プロセスが簡略化される。例えば正孔注入/輸送層110aの厚みを50nmで統一することができる。その時、有機EL層110bの厚みとして、青の画素では有機EL層110b3の厚み70nm、緑の画素では有機EL層110b2の厚み90nmとすることにより、青と緑の画素の色度を同時に改善することができる。
The
The hole injection /
The hole injecting / transporting
有機EL層110bは、赤色(R)の画素では、赤色(R)に発光する高分子材料からなる赤色有機EL層110b1にて構成され、同様に緑色(G)の画素では、緑色(G)に発光する高分子材料からなる緑色有機EL層110b2にて構成され、さらに青色(B)の画素では、青色(B)に発光する高分子材料からなる青色有機EL層110b3にて構成されている。そして、各色画素は所定の配列(例えばストライプ状)で配置されている。なお、各有機EL層110b1,110b2,110b3は、各発光材料(高分子材料)をインクジェット法にて成膜したもので、全て厚さ80nm程度に成膜した。
The
赤色有機EL層110b1を形成する発光材料としては、例えばローダミン及びその誘導体などの有機EL材料からなるものを用いることができ、緑色有機EL層110b2を形成する発光材料としては、例えばキナクリドン及びその誘導体などの有機EL材料からなるものを用いることができる。青色有機EL層110b3を形成する発光材料としては、例えばジスチリルビフェニル及びその誘導体、クマリン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体などの有機EL材料からなるものを用いることができる。
As, as the light emitting material for example can be used one made of an organic EL material such as rhodamine and its derivatives, form a green
一方、バンク部112は、画素電極111をパターニング形成した後、まずSiO2等の無機材料からなる無機物バンク層112aを、画素開口を備える形にて厚さ50nm程度に形成し、その後、ポリイミド等の有機材料からなる有機物バンク層112bを、同じく画素開口を備える形にて厚さ2μm程度に形成することで得られるものである。
On the other hand, after patterning the
次に、陰極(対向電極)12は、発光素子部11の全面に形成されており、画素電極111と対になって機能層110に電流を流す役割を果たす。この陰極12は、上記金属有機化合物150のリチウム(Li)イオンを還元できるものとして、本例ではカルシウム層12aとアルミニウム層12bとが積層されて構成されている。アルミニウム層12bは、有機EL層110bから発せられた光を基板2側に反射させるもので、Al膜の他、Ag膜、AlとAgの積層膜等を採用することもできる。また、その厚さは、例えば100nm〜1000nmの範囲とすることができる。
Next, the cathode (counter electrode) 12 is formed on the entire surface of the light emitting
なお、赤色吸収フィルター125を緑色(G)と青色(B)の画素に対して選択的に配設する方法としては、例えばインクジェット法或いはフォトリソグラフィ法等を採用することができる。具体的には、インクジェット法によるときは、まず第2層間絶縁膜144b上全面にCF4プラズマを掛け、緑色(G)と青色(B)の画素上に紫外線を照射して表面改質しておけば均一に成膜できることとなる。
In addition, as a method of selectively disposing the
このように構成された有機EL装置1においては、半透過反射層126は陰極12との間で光共振器を構成することとなり、つまり有機EL層110から陰極12側に発せられた光は、該陰極12に反射され、その結果、陰極12と半透過反射層126との間で共振される。そして、共振の結果、半透過反射層126を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過することとなる。
一方、有機EL層110から半透過反射層126側に発せられた光は、その一部が該半透過反射層126を透過し、他部が半透過反射層126にて反射され、その結果、陰極12と半透過反射層126との間で共振される。そして、共振の結果、該半透過反射層126を透過可能な波長となったときに、反射光はこれを透過することとなる。
In the
On the other hand, part of the light emitted from the
以上のように半透過反射層126を透過した光は、当該有機EL装置1から出射されて表示等に供されることとなるが、本実施形態では、反射光が共振の後に半透過反射層126を透過するものとされているため、当該有機EL装置1を出射する光の色純度が向上し、これを表示装置として用いた場合に、高輝度、高コントラストの表示を得ることが可能とされている。本実施形態では、青色で色度(x,y=0.14,0.1)、緑色で色度(x、y=0.35,0.61)、赤色で色度(x,y=0.66,0.33)を得ることができ、また表面反射率4%を実現できた。なお、光共振器構造(つまり半透過反射層126)、赤色吸収フィルター125及び遮光層BMを備えない有機EL装置では、青色で色度(x,y=0.15,0.2)、緑色で色度(x、y=0.42,0.55)、表面反射率70%であった。
As described above, the light transmitted through the
さらに、本実施形態では、緑色(G)及び青色(B)の画素に対して選択的に半透過反射層126を形成するものとしているが、有機EL層110として高分子材料を用いて構成した場合、緑色と青色は、赤色に比して色純度が相対的に低いものとなる。
そこで、本実施形態のように、相対的に色純度の低い緑色(G)及び青色(B)の画素に対して半透過反射層を形成することで、該色純度の違いを補正するために有機EL層110の膜厚を色事に異ならせる等の特段の構成も必要ないものとなる。
つまり、本実施形態の構成によれば、有機EL層110の膜厚を各画素共通に薄膜化することができ、その結果、有機EL層の厚膜化による駆動電圧の上昇、駆動効率の低下等の不具合発生を防止ないし抑制することができるようになる。
Furthermore, in the present embodiment, the semi-transmissive
Therefore, in order to correct the difference in color purity by forming a transflective layer for green (G) and blue (B) pixels having relatively low color purity as in this embodiment. A special configuration such as making the film thickness of the
That is, according to the configuration of the present embodiment, the thickness of the
なお、赤色(R)の画素の光取り出し側に、波長600nm以下の光を吸収する第2フィルターを設けることで、さらにコントラストを向上させることができ、表面反射率を3%まで低減させることができる。このような第2フィルターは、緑色(G)と青色(B)の画素に赤色吸収フィルターをインクジェット法で形成する際に、赤色(R)の画素にインクジェット法にて形成することができる。また、第2フィルターを別途設けるのではなく、透明な画素電極111に対して、波長600nm以下の光を吸収する材料、具体的には赤色染料又は赤色顔料等の色素を混入させるものとしても、上記と同様の効果を発現することができる。
By providing a second filter that absorbs light having a wavelength of 600 nm or less on the light extraction side of the red (R) pixel, the contrast can be further improved and the surface reflectance can be reduced to 3%. it can. Such a second filter can be formed on the red (R) pixel by the ink jet method when the red absorption filter is formed on the green (G) and blue (B) pixels by the ink jet method. Further, instead of providing a second filter separately, a material that absorbs light with a wavelength of 600 nm or less, specifically a pigment such as a red dye or a red pigment, may be mixed into the
以下、第1実施形態の有機EL装置1の製造方法について説明する。
まず、基板2上に遮光層BMを公知のフォトリソグラフィ技術により形成した後、下地保護膜2c及びTFT123を形成するとともに、層間絶縁膜144a,144bを形成してEL装置の基体を作成する。そして、第2層間絶縁膜144b上に赤色の光を吸収する樹脂層を形成し、これをフォトリソグラフィ技術により緑色(G)と青色(B)の画素に選択形成することで赤色吸収フィルター125を得る。このフィルター形成工程においては、インクジェット法或いはフォトリソグラフィ法のいずれを採用しても良い。インクジェット法によるときは、まず第2層間絶縁膜144b上の全面にCF4プラズマを掛け、緑色(G)と青色(B)の画素上に紫外線を選択照射し、その表面を改質しておくことで一層均一な膜を得ることができる。
Hereinafter, the manufacturing method of the
First, after forming the light shielding layer BM on the
次に、赤色吸収フィルター上に、半透過反射層126としてAlを緑(G)と青色(B)の画素に対して選択的に形成する。このとき膜厚は10nm程度とした。続いて、全画素に透明陽極としてのITOを厚さ70nm程度にパターン形成し、さらに画素開口膜たる無機物バンク層112aとしてSiO2を厚さ50nm程度に、さらに有機物バンク層112bとしてポリイミドを厚さ2μm程度にパターン形成する。そして、形成したバンク内にインクジェット法にて正孔注入/輸送層を形成する材料としてPEDOT/PSS材料を含む液状組成物を塗布し、青色(B)の画素では厚さ40nm程度に、赤色(R)と緑色(G)の画素では厚さ70nm程度にパターン形成する。さらに高分子型発光材料を各色の画素にインクジェット法にてパターン形成する。このときの膜厚は全ての発光層で約80nmとした。続いて、陰極12を形成するとともに封止工程を行って、第1実施形態の有機EL装置1を得るものとしている。
Next, Al is selectively formed as a
(第2実施形態)
次に、有機EL装置の第2実施形態について図4を用いて説明する。本第2実施形態においては、第1実施形態とは異なり、赤色を吸収する機能を備えた画素電極111を緑色(G)と青色(B)の各画素に配設したことを特徴としており、その他の構成は第1実施形態と略同様となっている。したがって、本実施形態においては第1実施形態と異なる部分について特に説明するものとする。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the organic EL device will be described with reference to FIG. Unlike the first embodiment, the second embodiment is characterized in that a
第2実施形態の有機EL装置100は、赤色(R)の画素については第1実施形態の有機EL装置1と同じ構成を有している。一方、緑色(G)及び青色(B)の画素については、第2層間絶縁膜144b上に波長550nm以上の光(赤色に相当)を吸収するフィルター機能と電極(陽極)機能とを兼備した画素電極127が配設されている。具体的には、ITO等の導電性透明金属材料の中にSnフタロシアニン化合物が分散された構成となっている。このような構成によると、赤色吸収フィルターが形成されていない分、薄層化が可能となり、製造工程も簡略化される。
The
このような有機EL装置100の製造方法としては、第1実施形態と同様、まず基板2上に遮光層BMを形成した後、下地保護膜2c及びTFT123を形成するとともに、層間絶縁膜144a,144bを形成してEL装置の基体を作成する。そして、第2層間絶縁膜144b上にSiO2等の無機材料を全面形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術により、画素開口部を有した無機物バンク層112aを形成する一方、該無機物バンク層112a上に同じく画素開口部を有した有機物バンク層112bを形成する。
As a method for manufacturing such an
次に、緑色(G)及び青色(B)の各画素のバンク内に、ITO及びSnフタロシアニン化合物を溶媒に分散させた液状組成物をディスペンサーにて塗布し、赤色(R)の画素内のバンク内にはITOを溶媒に分散させた液状組成物を塗布する。次いで、この塗布膜を焼成した後、銀メッキ溶液を緑色(G)及び青色(B)の画素にインクジェット法又はディスペンス法にて塗布し、該緑色(G)及び青色(B)の画素に透過率50%程度の半透過反射層を形成する。その後、第1実施形態と同様に、正孔注入/輸送層、有機EL層、陰極等を形成し、さらに封止工程を行って第2実施形態の有機EL装置100を得るものとしている。
Next, a liquid composition in which ITO and Sn phthalocyanine compound are dispersed in a solvent is applied in a bank of each of the green (G) and blue (B) pixels by a dispenser, and the bank in the red (R) pixel. Inside, a liquid composition in which ITO is dispersed in a solvent is applied. Next, after baking this coating film, the silver plating solution is applied to the green (G) and blue (B) pixels by the ink jet method or the dispense method, and transmitted to the green (G) and blue (B) pixels. A transflective layer having a rate of about 50% is formed. Thereafter, similarly to the first embodiment, a hole injection / transport layer, an organic EL layer, a cathode, and the like are formed, and a sealing process is further performed to obtain the
(第3実施形態)
次に、有機EL装置の第3実施形態について図5を用いて説明する。本第3実施形態においては、第1及び第2実施形態とは異なり、緑色(G)及び青色(B)の各画素において、一画素中に2つの画素電極が形成され、それに応じて2つのTFTが形成されている。なお、赤色(R)の画素については、第1及び第2実施形態と同様の構成が具備されており、以下、第1及び第2実施形態と異なる構成部分について説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the organic EL device will be described with reference to FIG. In the third embodiment, unlike the first and second embodiments, two pixel electrodes are formed in one pixel in each of the green (G) and blue (B) pixels, and two pixel electrodes are formed accordingly. A TFT is formed. Note that the red (R) pixel has the same configuration as in the first and second embodiments, and the components different from those in the first and second embodiments will be described below.
図5に示した有機EL装置101では、緑色(G)及び青色(B)の画素がそれぞれ2つのドットに分割され、一画素中に2つの画素電極が形成されている。該一画素中に分割形成された2つの画素電極は、それぞれ赤色吸収フィルタ機能を具備した画素電極127(以下、着色画素電極127とも言う)と、該フィルタ機能を具備しない画素電極111とであって、各画素電極127,111にそれぞれTFT123が接続されている。着色画素電極127を有するドットと、画素電極111を有するドットとは、バンク部112によって区画されており、着色画素電極127を有するドットには、該着色画素電極127上に第2実施形態と同様の半透過反射層126が形成され、さらに正孔注入/輸送層110a、発光層110bが形成されている。なお、画素電極111上には、半透過反射層が形成されず、正孔注入/輸送層110a、発光層110bが赤色(R)の画素と同様に形成されている。
In the
その他、陰極12等の構成は第1及び第2実施形態と同様で、本第3実施形態の構成においても、第2実施形態と同様の効果を発現することが可能である。また、本第3実施形態によると、緑色(G)及び青色(B)の画素全域に半透過反射層126を形成する構成に比して、表示の明るさを向上させることができるようになる。なお、本第3実施形態のように1つの画素を複数のドットに分割する構成は、第1実施形態のように赤色吸収フィルタ125を備えた構成の有機EL装置においても採用することができる。また、画素を分割する際に、必ずしもドット間をバンク層112にて分割する必要はなく、例えば図6に示した有機EL装置102のように、バンク層のない形にて各ドットを構成することも可能である。さらに、駆動方法として、例えば鮮やかな色を出したい場合には、緑色(G)及び青色(B)の画素のうち半透過反射層126を備えるドットのみを駆動させることが好ましい。一方、淡い色、中間色を表示する場合には、緑色(G)及び青色(B)の画素のうち半透過反射層126を備えるドットと、該半透過反射層126を備えないドットとの双方を駆動させることができる。
In addition, the configuration of the
(第4実施形態)
図7は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、上述した有機EL装置を表示手段として備えている。図7は、携帯電話の一例を示した斜視図で、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は前記の有機EL装置を用いた表示部を示している。このように本発明の電気光学装置に係る有機EL装置を表示手段として備える電子機器は、良好な発光特性を得ることができるとともに、電子機器の低価格化を図ることができる。
(Fourth embodiment)
FIG. 7 shows an embodiment of the electronic apparatus of the present invention.
The electronic apparatus of this example includes the above-described organic EL device as display means. FIG. 7 is a perspective view showing an example of a mobile phone.
1,100…有機EL装置、12…陰極(光反射性電極)、110b…有機EL層(発光層)、111…画素電極(陽極、光透過性電極)、126…半透過反射層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 ... Organic EL apparatus, 12 ... Cathode (light reflective electrode), 110b ... Organic EL layer (light emitting layer), 111 ... Pixel electrode (anode, light transmissive electrode), 126 ... Semi-transmissive reflective layer
Claims (4)
光透過性電極と、
前記光反射性電極と前記光透過性電極との間に形成された発光層と、
前記発光層を形成するための画素開口部を有するバンク層と、
前記光透過性電極のうち緑と青の画素のみに対し、前記発光層からの光を透過ないし反射する半透過反射層と、を 基板上に形成された絶縁膜の上に備え、
前記発光層は、前記光反射性電極と前記半透過反射層との間に配置され、
前記半透過反射層は、前記半透過反射層と前記光反射性電極との間で光共振器として作用するように、前記光反射性電極と前記半透過反射層との光学的距離が、前記発光層から発光される光の波長と同じか前記光の波長の整数倍となる位置に配置され、
前記半透過反射層は、前記画素開口部と平面視で重なる位置に前記画素開口部以上の面積を有する平面形状に形成され、かつ、前記半透過反射層の側面及び前記半透過反射層の前記発光層側の表面を前記光透過性電極に覆われており、
赤を吸収する赤吸収フィルターが、前記絶縁膜と前記半透過反射層との間に配置され、かつ、前記半透過反射層の光出射側の表面を覆うように配置されていることを特徴とする有機EL装置。 A light reflective electrode;
A light transmissive electrode;
A light emitting layer formed between the light reflective electrode and the light transmissive electrode;
A bank layer having a pixel opening for forming the light emitting layer;
A transflective layer that transmits or reflects light from the light emitting layer only for green and blue pixels of the light transmissive electrode, and is provided on an insulating film formed on a substrate ,
The light emitting layer is disposed between the light reflective electrode and the transflective layer,
The optical distance between the light reflective electrode and the transflective layer is such that the transflective layer acts as an optical resonator between the transflective layer and the light reflective electrode. It is arranged at a position that is the same as the wavelength of light emitted from the light emitting layer or an integer multiple of the wavelength of the light,
The transflective layer is formed in a planar shape having an area equal to or larger than the pixel opening at a position overlapping the pixel opening in plan view, and the side surface of the transflective layer and the transflective layer The light emitting layer side surface is covered with the light transmissive electrode,
A red absorption filter that absorbs red is disposed between the insulating film and the transflective layer, and is disposed so as to cover a surface of the transflective layer on the light emission side. Organic EL device.
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