JP6296714B2

JP6296714B2 - 有機電界発光装置

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Publication number: JP6296714B2
Application number: JP2013143322A
Authority: JP
Inventors: 正 ▲かん▼ 金; 柱善尹
Original assignee: Samsung Display Co Ltd
Current assignee: Samsung Display Co Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-07-09
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-07-09
Also published as: TW201421764A; US20140145159A1; JP2014107266A; KR20140069674A; TWI606621B; CN103855314B; US9166199B2; CN103855314A; KR101995729B1

Description

本発明は、有機電界発光装置に関するものである。

近年、ディスプレイ（ｄｉｓｐｌａｙ）分野の急速な発展につれ、薄型化、軽量化、低消費電力化において優れた性能を有する様々な平板表示装置が開発され、従来のブラウン管（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ：ＣＲＴ）を取って代わっている。

このような平板表示装置の具体的な例としては、液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅ：ＬＣＤ）、プラズマ表示装置（ＰｌａｓｍａＤｉｓｐｌａｙＰａｎｅｌＤｅｖｉｃｅ：ＰＤＰ）、電界放出表示装置（ＦｉｅｌｄＥｍｉｓｓｉｏｎＤｉｓｐｌａｙＤｅｖｉｃｅ：ＦＥＤ）、有機電界発光装置（ＯｒｇａｎｉｃＥｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅＤｅｖｉｃｅ）などが挙げられる。

その中で、別途の光源を要求せず、装置のコンパクト化および鮮明なカラーを表示できるという点から有機電界発光装置が注目されている。

白色有機電界発光装置は、生成された白色光を、カラーフィルタを利用して特定カラーに変換して発光するようにするが、発光された画素領域の光は隣接するカラーフィルタにより混色が発生し得る。このため、カラーフィルタ界面にブラックマトリックスを設けるが前記ブラックマトリックスによって開口透過率が減少するという問題がある。

したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、ブラックマトリックスを最小化し、かつ混色を防止できる有機電界発光装置を提供することである。

本発明の課題は、以上で言及した技術的課題に制限されない。言及されていない他の技術的課題は、次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

前記課題を達成するための本発明の有機電界発光装置は、基板上に形成された複数の画素定義膜（ＰＤＬ：ＰｉｘｅｌＤｅｆｉｎｉｎｇＬａｙｅｒ）、前記基板と前記画素定義膜で定義される空間に形成される第１電極、前記第１電極と画素定義膜で定義される空間に形成される白色発光層、前記白色発光層上に形成される第２電極、前記第２電極上に形成される第１ブラックマトリックス、および前記第１ブラックマトリックス上に当該第１ブラックマトリックスと離隔して位置するカラーフィルタ層を含み、前記カラーフィルタ層は複数のカラーフィルタを有し、隣り合う２つの前記カラーフィルタは互いに接しており、前記第１ブラックマトリックスは前記画素定義膜に垂直方向に対応する位置であって、かつ前記隣り合う２つのカラーフィルタの境界と対向する位置に配置され、前記第１ブラックマトリックスと前記カラーフィルタ層との間は充填剤によって満たされ、前記第１ブラックマトリックスおよび前記カラーフィルタ層は前記充填剤と接している。

前記課題を達成するための本発明の有機電界発光装置は、基板上に形成された複数の画素定義膜、前記基板と画素定義膜で定義される空間に形成される第１電極、前記第１電極とＰＤＬで定義される空間に形成される白色発光層、前記白色発光層上に形成される第２電極、前記基板の下部に形成される第１ブラックマトリックス、および前記第１ブラックマトリックス下部に当該第１ブラックマトリックスと離隔して位置するカラーフィルタ層を含み、前記カラーフィルタ層は複数のカラーフィルタを有し、隣り合う２つの前記カラーフィルタは互いに接しており、前記第１ブラックマトリックスは前記画素定義膜に垂直方向に対応する位置であって、かつ前記隣り合う２つのカラーフィルタの境界と対向する位置に配置され、前記第１ブラックマトリックスと前記カラーフィルタ層との間は充填剤によって満たされ、前記第１ブラックマトリックスおよび前記カラーフィルタ層は前記充填剤と接している。

前記課題を達成するための本発明の有機電界発光装置は、基板上に形成された複数の画素定義膜、前記基板と画素定義膜で定義される空間に形成される第１電極、前記第１電極と画素定義膜で定義される空間に形成される白色発光層、前記白色発光層上に形成される第２電極、前記第２電極上に形成される第１ブラックマトリックス、および前記第１ブラックマトリックス上に当該第１ブラックマトリックスと離隔して位置するカラーフィルタ層を含み、前記カラーフィルタ層は、複数のカラーフィルタを有し、隣り合う２つの前記カラーフィルタは、互いに接しており、前記第１ブラックマトリックスは、前記画素定義膜に垂直方向に対応する位置であって、かつ前記隣り合う２つのカラーフィルタの境界と対向する位置に配置され、前記第１ブラックマトリックスと前記カラーフィルタ層との間は、充填剤によって満たされ、前記第１ブラックマトリックスおよび前記カラーフィルタ層は前記充填剤と接しており、前記第１ブラックマトリックスは、前記第１ブラックマトリックスの垂直方向に対応して位置する画素定義膜を介して隣接する二つの白色発光層の互いに隣接しない側面の中心点と前記第１ブラックマトリックスの垂直方向の上部に位置するカラーフィルタの界面の下点を各々連結する直線と交差する。

その他、実施形態の具体的な内容は詳細な説明および図面に含まれている。

本発明によれば少なくとも次のような効果がある。

すなわち、ブラックマトリックスを最小化して開口透過率を最大化すると共に、混色を防止することができる。

本発明による効果は、以上で例示した内容によって制限されるものではなく、さらに多様な効果が本明細書内に含まれている。

本発明の一実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。図１の有機電界発光装置の一つの変形例の概略的な断面図である。本発明の他の実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。図３の有機電界発光装置の一つの変形例の概略的な断面図である。本発明のまた他の実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。本発明のまた他の実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。

本発明の利点及び特徴、これらを達成する方法は添付する図面と共に詳細に後述する実施形態において明確になるであろう。しかし、本発明は、以下で開示する実施形態に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で実現されるものであり、本実施形態は、単に本発明の開示を完全にし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によってのみ定義される。

素子（ｅｌｅｍｅｎｔｓ）または層が、他の素子または層の「上（ｏｎ）」と称されることは、他の素子の真上または中間に他の素子を介在する場合をすべて含む。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を指示する。

第１、第２などが多様な素子、構成要素を記述するために使用されるが、これら素子、構成要素はこれらの用語によって制限されないことはいうまでもない。これらの用語は、単に一つの構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。したがって、以下で言及される第１構成要素は本発明の技術的思想内で第２構成要素であり得ることはいうまでもない。

また、本明細書で記述する製造方法を構成する段階は、順次的または連続的であることの明示または特に言及されなければ、一つの製造方法を構成する一つの段階と他の段階は明細書上に記述された順序に制限されると解釈されない。したがって、当業者が容易に理解できる範囲内で製造方法の構成段階の順序を変化させることができ、この場合、それに伴う当業者に自明な変更は本発明の範囲に含まれる。

以下、本発明の一実施形態による有機電界発光装置について図１を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。図１に図示するように、有機電界発光装置は、下部基板１１０、下部基板１１０上に形成される画素定義膜１２０、下部基板１１０と画素定義膜１２０で定義される空間に形成される第１電極１３０、第１電極１３０と画素定義膜１２０で定義される空間で第１電極１３０上に形成される白色発光層１４０、白色発光層１４０上に形成される第２電極１５０、第２電極１５０上に形成される第１ブラックマトリックス１６０および隣り合う第１ブラックマトリックス１６０の間に位置する保護層１６１、および第１ブラックマトリックス１６０上に第１ブラックマトリックス１６０と離隔して位置するカラーフィルタ層１８０を含む。

好ましくは、下部基板１１０は、他の部材と第１電極１３０との間を絶縁するための絶縁基板であり得る。また、下部基板１１０は、透明素材からなるが、反射素材を使用してカラーフィルタ層１８０の方向に光を反射させることもできる。

下部基板１１０上には画素領域を定義する画素定義膜１２０が形成されている。画素定義膜１２０は例えば、光が透過しない物質からなるか、またはこれらからなる層を含む多層構造で形成され得る。

第１電極１３０は、画素定義膜１２０により区分される各々の画素領域で下部基板１１０上に形成される。第１電極１３０は、導電性を有して電極として使用され得る物質であればとくに制限されることなく使用され得る。場合によっては、第１電極１３０は透明電極で構成され、第１電極１３０を通過した光が下部基板１１０で反射し、カラーフィルタ層１８０の方向に出射され得る。または、第１電極１３０は反射電極で構成され、白色発光層１４０から放出された光が第１電極１３０で反射し、カラーフィルタ層１８０の方向に出射され得る。前記透明電極として使用される物質は、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯなどがある。一例として、第１電極１３０はアノード（ａｎｏｄｅ）であり得る。

白色発光層１４０は、画素定義膜１２０により区分される各々の画素領域で第１電極１３０と第２電極１５０との間に形成される。白色発光層１４０は、正孔伝達層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層を含むスタック（図示せず）を含む。白色発光層１４０は、前記スタックを一つまたはそれ以上含み得る。前記スタックは内部に発光層を一つまたはそれ以上含み得る。前記スタック内部の発光層は、それ自体白色発光するか、または白色以外の色を発光することもでき、白色以外の色を発光する場合には混色して白色になる色の組合せにより発光層が構成され得る。

白色発光層１４０上には第２電極１５０が形成される。第２電極１５０は、例えば、画素領域および画素定義膜上で共通して形成され得る。第２電極１５０も第１電極１３０と同様に導電性を有して電極として使用され得る物質であれば特に制限されず使用され得るが、白色発光層１４０から放出された光が出射する通路に位置するため、第２電極は透明電極で構成されるのが好ましい。前記透明電極として使用される物質は、例えば、ＩＴＯまたはＩＺＯなどがある。一例として、第２電極１５０はカソード（ｃａｔｈｏｄｅ）であり得る。

第２電極１５０上の画素定義膜１２０に垂直方向に対応する位置に第１ブラックマトリックス１６０が形成される。第１ブラックマトリックス１６０は、一つの画素領域で発光した光が隣接した画素領域のカラーフィルタに出射することを防ぐために形成される。第１ブラックマトリックス１６０が画素領域上に形成される場合、光子の放出面積が物理的に減少するようになるため、画素定義膜１２０に垂直方向に対応する位置に形成されるのが好ましい。

従来の有機電界発光装置は、カラーフィルタ層の各カラーフィルタ界面にブラックマトリックス層を形成した。この場合、一つの画素領域で発光した光が隣接した画素領域のカラーフィルタに出射することを防ぐために広い面積のブラックマトリックスが必要であった。前記ブラックマトリックスの面積が増加することにより、光子の放出面積、すなわち開口透過率が減少するようになり、有機電界発光装置の輝度低下が発生する。

隣り合う第１ブラックマトリックス１６０の間の空間には第２電極１５０を保護する保護層１６１が形成され得る。保護層１６１は、隣り合う第１ブラックマトリックス１６０の間の空間の第２電極表面を覆う構成であり得、第２電極１５０および第１ブラックマトリックス１６０の何れを覆う構成であり得る。保護層１６１は、特に素材の制限はないが、白色発光層１４０から放出された光が出射する通路に位置するため、透明素材からなるのが好ましい。

カラーフィルタ層１８０は、第１ブラックマトリックス１６０上に第１ブラックマトリックス１６０と離隔して形成される。前記離隔空間には空気または充填剤１７０が満たされる。カラーフィルタ層１８０は、各画素領域において、垂直方向に対応する位置に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ）カラーフィルタの中から選択される一つを含み、隣接したカラーフィルタとは互いに異なる色相のカラーフィルタを有する。カラーフィルタ層１８０は、赤色１８１ｒ、緑色１８１ｇ、および青色１８１ｂのカラーフィルタが順次に配列されるのが好ましい。カラーフィルタ（１８１ｒ，１８１ｇ，１８１ｂ）の界面は、画素定義膜１２０および第１ブラックマトリックス１６０に垂直方向に対応する位置に形成される。カラーフィルタ層１８０はカラーフィルタ（１８１ｒ，１８１ｇ，１８１ｂ）上に上部基板１８２を含み得る。

従来の有機電界発光装置では、例えば、緑色のみを表示するため、緑色カラーフィルタ１８１ｇに対応する画素領域で光を発光するとき、発光した光が隣接する赤色１８１ｒまたは青色１８１ｂのカラーフィルタを透過して出射する場合、混色が起きるため、ディスプレイ上には赤色、緑色、青色が混合した色相として表現される問題が発生する。

本発明は、上述したように第１ブラックマトリックスの面積を最小化し、かつ隣接するカラーフィルタに出射する光を遮蔽できる構造にすることにより前記問題を解決する。

図２は、図１の有機電界発光装置の一つの変形例の概略的な断面図である。

図２の有機電界発光装置は、図１の有機電界発光装置の構造でカラーフィルタ層１８０に第２ブラックマトリックス１８３をさらに含む構成である。

第２ブラックマトリックス１８３は、第１ブラックマトリックス１６０で遮蔽されずに隣接するカラーフィルタで出射する光を遮蔽する役割を果たす。このため、第２ブラックマトリックス１８３はカラーフィルタ（１８１ｒ，１８１ｇ，１８１ｂ）の界面に形成され得る。

第２ブラックマトリックス１８３の幅は、第１ブラックマトリックス１６０の幅より小さい。第２ブラックマトリックス１８３の幅が大きいほどカラーフィルタ（１８１ｒ，１８１ｇ，１８１ｂ）の透過領域が小さくなるため、開口透過率が減少する。したがって、第２ブラックマトリックスの幅が最小化されるのが好ましい。

図３は、本発明の他の実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。図３に図示するように、有機電界発光装置は、下部基板２１０、下部基板２１０上に形成される画素定義膜２２０、下部基板２１０と画素定義膜２２０で定義される空間に形成される第１電極２３０、第１電極２３０と画素定義膜２２０で定義される空間で第１電極２３０上に形成される白色発光層２４０、白色発光層２４０上に形成される第２電極２５０、第２電極２５０上に形成される封止膜２６１、封止膜２６１上に形成される第１ブラックマトリックス２６０、および第１ブラックマトリックス２６０および封止膜２６１上に離隔して位置するカラーフィルタ層２８０を含む。

下部基板２１０から第２電極２５０までの構成は、図１に示す実施形態と同一の構成であるため、以下では説明を省略する。

第２電極２５０上には封止膜２６１が第２電極２５０を覆う構造で形成される。封止膜２６１の素材は特に限定されず、膜形態ではなく封止基板形態で形成することもできる。封止膜２６１は白色発光層２４０から放出された光が出射する経路に位置するため、透明素材で形成されるのが好ましい。

第１ブラックマトリックス２６０は、開口透過率を最大に維持しつつ、隣接するカラーフィルタへの光の出射を遮蔽するために封止膜２６１上の画素定義膜２２０に垂直方向に対応する位置に形成される。

カラーフィルタ層２８０は、図１に示す実施形態のカラーフィルタ層１８０と同一であるため、以下では説明を省略する。

図４は、図３の有機電界発光装置の一つの変形例の概略的な断面図である。図４の有機電界発光装置は、図３の有機電界発光装置の構造でカラーフィルタ層に第２ブラックマトリックス２８３をさらに含む構成である。

第２ブラックマトリックス２８３の構成および説明は、図２に示す実施形態の第２ブラックマトリックス１８３の構成および説明と同様であるため、これに係る説明は省略する。

図５は、本発明のまた他の実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。図５に図示するように、有機電界発光装置は、基板３１０、基板３１０上に形成される画素定義膜３２０、基板３１０と画素定義膜３２０で定義される空間に形成される第１電極３３０、第１電極３３０と画素定義膜３２０で定義される空間で第１電極３３０上に形成される白色発光層３４０、白色発光層３４０上に形成される第２電極３５０、第２電極上に形成される封止膜３９０、基板３１０の下面に形成される第１ブラックマトリックス３６０、および第１ブラックマトリックス３６０および基板３１０と離隔して位置するカラーフィルタ層３８０を含む。

第１ブラックマトリックス３６０が基板３１０の下面に位置し、第１ブラックマトリックス３６０および基板３１０と離隔してカラーフィルタ層３８０が形成されること以外は、図１の構成と同様である。

上述のような構造であるため、第１電極３３０は白色発光層３４０から放出された光が出射する経路に位置するため、透明電極で構成されるのが好ましい。これに対し、第２電極３５０は透明電極または反射電極で構成され得、第２電極３５０が透明電極の場合、第２電極３５０を通過した光が封止膜３９０で反射し、カラーフィルタ層３８０の方向に出射され得る。この場合、封止膜３９０は、反射する素材で形成される。

図６は、本発明のまた他の実施形態による有機電界発光装置の概略的な断面図である。図６に図示するように、有機電界発光装置は下部基板４１０、下部基板４１０上に形成される画素定義膜４２０、下部基板４１０と画素定義膜４２０で定義される空間に形成される第１電極４３０、第１電極４３０と画素定義膜４２０で定義される空間で第１電極４３０上に形成される白色発光層４４０、白色発光層４４０上に形成される第２電極４５０、第２電極４５０上に形成される封止膜４６１、封止膜４６１上に形成される第１ブラックマトリックス４６０、および第１ブラックマトリックス４６０および封止膜４６１上に第１ブラックマトリックス４６０および封止膜４６１と離隔して位置するカラーフィルタ層４８０を含む。

第１ブラックマトリックス４６０は、第１ブラックマトリックス４６０の垂直方向に対応して位置する画素定義膜４２０を介して隣接する二つの白色発光層４４０の互いに隣接しない側面の中心点と、第１ブラックマトリックスの垂直方向の上部に位置するカラーフィルタ（４８１ｒ，４８１ｇ，４８１ｂ）の界面の下点と、を各々連結した直線（図６の破線の三角形）と交差するように構成される。

換言すれば、第１ブラックマトリックス４６０の垂直方向に対応して位置する一の画素定義膜４２０に隣り合う二つの他の画素定義膜４２０の前記一の画素定義膜４２０に対向する側面の中心点と、第１ブラックマトリックスの垂直方向の上部に位置するカラーフィルタ（４８１ｒ，４８１ｇ，４８１ｂ）の界面の下点と、を各々連結した直線（図６の破線の三角形）と交差するように構成される。

図示していないが、第１ブラックマトリックスが前記直線と交差しない場合、追加的に第２ブラックマトリックスをカラーフィルタ層４８０に含み、混色になることを防止することができる。

以上で説明した実施形態はすべて例示的なものであり、互いに異なる実施形態は互に組合せて適用されるはもちろんである。

以上添付された図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明のその技術的思想や必須の特徴を変更しない範囲で、他の具体的な形態で実施され得ることを理解することができる。したがって、上記実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的でないものと理解しなければならない。

１１０，２１０，４１０下部基板、
１２０，２２０，３２０，４２０画素定義膜、
１３０，２３０，３３０，４３０第１電極、
１４０，２４０，３４０，４４０白色発光層、
１５０，２５０，３５０，４５０第２電極、
１６０，２６０，３６０，４６０第１ブラックマトリックス、
１７０，２７０，３７０，４７０充填剤、
１８０，２８０，３８０，４８０カラーフィルタ層、
１８３，２８３第２ブラックマトリックス。

Claims

基板上に形成された複数の画素定義膜と、
前記基板と前記画素定義膜で定義される空間に形成される第１電極と、
前記第１電極と前記画素定義膜で定義される空間に形成される白色発光層と、
前記白色発光層上に形成される第２電極と、
前記第２電極上に形成される第１ブラックマトリックスと、
前記第１ブラックマトリックス上に当該第１ブラックマトリックスと離隔して位置する
カラーフィルタ層を含み、
前記カラーフィルタ層は、複数のカラーフィルタを有し、隣り合う２つの前記カラーフィルタは、互いに接しており、
前記第１ブラックマトリックスは、前記画素定義膜に垂直方向に対応する位置であって、かつ前記隣り合う２つのカラーフィルタの境界と対向する位置に配置され、
前記第１ブラックマトリックスと前記カラーフィルタ層との間は、充填剤によって満たされ、
前記第１ブラックマトリックスおよび前記カラーフィルタ層は前記充填剤と接している、有機電界発光装置。
前記第２電極と第１ブラックマトリックスとの間に形成される封止膜または封止基板を
さらに含む、請求項１に記載の有機電界発光装置。
前記カラーフィルタ層は、前記白色発光層に垂直方向に対応する位置に赤色、緑色および青色のカラーフィルタの中から選択される一つを含む、請求項１または２に記載の有機電界発光装置。
前記カラーフィルタ層は、赤色、緑色および青色カラーフィルタが順次に配列されている、請求項３に記載の有機電界発光装置。
基板上に形成された複数の画素定義膜と、
前記基板と前記画素定義膜で定義される空間に形成される第１電極と、
前記第１電極と前記画素定義膜で定義される空間に形成される白色発光層と、
前記白色発光層上に形成される第２電極と、
前記基板の下部に形成される第１ブラックマトリックスと、
前記第１ブラックマトリックスの下部に当該第１ブラックマトリックスと離隔して位置するカラーフィルタ層を含み、
前記カラーフィルタ層は、複数のカラーフィルタを有し、隣り合う２つの前記カラーフィルタは、互いに接しており、
前記第１ブラックマトリックスは、前記画素定義膜に垂直方向に対応する位置であって、かつ前記隣り合う２つのカラーフィルタの境界と対向する位置に配置され、
前記第１ブラックマトリックスと前記カラーフィルタ層との間は、充填剤によって満たされ、
前記第１ブラックマトリックスおよび前記カラーフィルタ層は前記充填剤と接している、有機電界発光装置。
前記カラーフィルタ層は、前記白色発光層に垂直方向に対応する位置に赤色、緑色および青色カラーフィルタの中から選択される一つを含む、請求項５に記載の有機電界発光
装置。
前記カラーフィルタ層は、赤色、緑色および青色カラーフィルタが順次に配列されている、請求項６に記載の有機電界発光装置。
基板上に形成された複数の画素定義膜と、
前記基板と前記画素定義膜で定義される空間に形成される第１電極と、
前記第１電極と前記画素定義膜で定義される空間に形成される白色発光層と、
前記白色発光層上に形成される第２電極と、
前記第２電極上に形成される第１ブラックマトリックスと、
前記第１ブラックマトリックス上に当該第１ブラックマトリックスと離隔して位置するカラーフィルタ層を含み、
前記カラーフィルタ層は、複数のカラーフィルタを有し、隣り合う２つの前記カラーフィルタは、互いに接しており、
前記第１ブラックマトリックスは、前記画素定義膜に垂直方向に対応する位置であって、かつ前記隣り合う２つのカラーフィルタの境界と対向する位置に配置され、
前記第１ブラックマトリックスと前記カラーフィルタ層との間は、充填剤によって満たされ、
前記第１ブラックマトリックスおよび前記カラーフィルタ層は前記充填剤と接しており、
前記第１ブラックマトリックスは、
前記第１ブラックマトリックスの垂直方向に対応して位置する画素定義膜を介して隣接する二つの白色発光層の互いに隣接しない側面の中心点と前記第１ブラックマトリックスの垂直方向の上部に位置するカラーフィルタの界面の下点を各々連結する直線と交差する、有機電界発光装置。