JP6332769B2 - 有機発光デバイスと有機表示装置 - Google Patents
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Description
本発明の一態様に係る有機発光デバイスは、複数の発光部が基板の主面に沿った方向に二次元配置されてなるデバイスである。そして、複数の発光部の各々は、基板の主面に沿った方向に対して交差する第1方向において、第1電極と、有機発光層と、中間層と、電荷輸送層と、第2電極と、を有する。
1.有機EL表示装置1の概略構成
本発明の実施の形態1に係る有機EL表示装置1の概略構成について、図1および図2を用い説明する。
表示パネル10の構成について、図3を用い説明する。本実施の形態に係る表示パネル10は、一例としてトップエミッション型の有機ELパネルを採用する。
次に、表示パネル10におけるバンク104,115の配置形態について、図4を用い説明する。
(1)TFT基板100
TFT基板100は、基板と、当該基板のZ軸方向上面に形成されたTFT層とから構成されている。TFT層については、図示を省略しているが、ゲート、ソース、ドレインの3電極と、半導体層、パッシベーション膜などを含み構成されている。
絶縁層101は、例えば、ポリイミド、ポリアミド、アクリル系樹脂材料などの有機化合物を用い形成されている。ここで、絶縁層101は、有機溶剤耐性を有することが好ましい。
アノード102は、銀(Ag)またはアルミニウム(Al)を含む金属材料から構成されている。トップエミッション型の本実施の形態に係る表示パネル10の場合には、その表面部が高い反射性を有することが好ましい。
ホール注入層103は、例えば、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、イリジウム(Ir)などの酸化物、あるいは、PEDOT(ポリチオフェンとポリスチレンスルホン酸との混合物)などの導電性ポリマー材料からなる層である。
第1バンク104は、樹脂等の有機材料を用い形成されており絶縁性を有する。第1バンク104の形成に用いる有機材料の例としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等があげられる。第1バンク104は、表面に撥水性をもたせるために、表面をフッ素処理することもできる。
第2バンク115は、SiO2(酸化シリコン)、SiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)などの無機絶縁材料や、有機絶縁材料などを用い形成することができる。
ホール輸送層105は、親水基を備えない高分子化合物を用い形成されている。例えば、ポリフルオレンやその誘導体、あるいはポリアリールアミンやその誘導体などの高分子化合物であって、親水基を備えないものなどを用いることができる。
有機発光層106は、ホールと電子とが注入され再結合されることにより励起状態が生成され発光する機能を有する。有機発光層106の形成に用いる材料は、湿式印刷法を用い製膜できる発光性の有機材料を用いることが必要である。
中間層107は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のフッ化物を含み構成されている。本実施の形態では、例えば、NaF(フッ化ナトリウム)を用い形成されている。
電子輸送層108は、カソード118から注入された電子を有機発光層106へ輸送する機能を有し、例えば、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属をドープしてなる有機材料から構成されている。本実施の形態では、例えば、オキサジアゾール誘導体(OXD)、トリアゾール誘導体(TAZ)、フェナンスロリン誘導体(BCP、Bphen)などのπ電子系低分子有機材料に対して、Ba(バリウム)がドープされてなる。
カソード109は、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)若しくは酸化インジウム亜鉛(IZO)などを用い形成される。本実施の形態のように、トップエミッション型の本実施の形態に係る表示パネル10の場合においては、光透過性の材料で形成されることが必要となる。光透過性については、透過率が80[%]以上とすることが好ましい。
封止層110は、有機発光層106などの有機層が水分に晒されたり、空気に晒されたりすることを抑制する機能を有し、例えば、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)などの材料を用い形成される。また、窒化シリコン(SiN)、酸窒化シリコン(SiON)などの材料を用い形成された層の上に、アクリル樹脂、シリコーン樹脂などの樹脂材料からなる封止樹脂層を設けてもよい。
基板111は、上記基板100と同様に、例えば、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、硫化モリブデン、銅、亜鉛、アルミニウム、ステンレス、マグネシウム、鉄、ニッケル、金、銀などの金属基板、ガリウム砒素基などの半導体基板、プラスチック基板等を用い形成されている。基板111についても、プラスチック基板を採用する場合には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂いずれの樹脂を用いてもよい。
カラーフィルタ層112としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の各色の波長域の可視光を選択的に透過する、公知の材料から構成される。例えば、アクリル樹脂をベースに形成されている。
ブラックマトリクス層113は、例えば、光吸収性および遮光性に優れる黒色顔料を含む紫外線硬化樹脂材料から構成されている。具体的な紫外線硬化樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂等がある。
樹脂層114は、透明樹脂材料、例えば、エポキシ系樹脂材料から形成されている。ただし、樹脂部130の構成材料としては、これ以外にもシリコーン系樹脂などを用いることもできる。
有機発光層106およびホール輸送層105の各表面形状の測定結果について、図5および図6を用い説明する。
実施例は、図3などで示した上記実施の形態1に係る表示パネル10である。なお、サブピクセル10a〜10cのうち、有機発光層106の層厚がT106aと最も厚いサブピクセル10aについて測定を実施した。
図5(a)に示すように、比較例に係る表示パネル80では、所謂、ピクセルバンク構造を採用し、バンク804がY軸方向に延伸する第1バンク要素804aとX軸方向に延伸する第2バンク要素804bとが一体に形成されてなる。そして、バンク804の囲繞により規定された各凹部がサブピクセル形成領域816a〜816cである。
図6は、実施例および比較例の各々について、塗布・乾燥したホール注入層(HTL)および有機発光層(EML)のY軸方向における表面形状を示す図である。図中における破線で示すのが比較例であり、実践で示すのが実施例である。
図6に示すように、実施例に係るホール輸送層(HTL)105では、Y軸方向におけるサブピクセルの端から端まで略平坦な表面形状となっている。
図6に示すように、実施例に係る有機発光層(EML)106でも、Y軸方向におけるサブピクセルの端から端まで略平坦な表面形状となっている。
次に、上記実施例および比較例の各表示パネル10,80での発光効率の測定結果について、図7を用い説明する。図7では、比較例に係る表示パネル80における発光効率を100とし、それとの対比において実施例に係る表示パネル10における発光効率を示している。
第2バンク115の幅と発光効率との関係について、図8を用い説明する。
第2バンク115の幅W2B=70μmとし、他の構成は上記表示パネル1と同様である。なお、サブピクセル10a〜10cのサイズについては、上記同様に65μm×250μmである。よって、サブピクセル10a〜10cの長手方向サイズに対する第2バンク115の幅W2Bの比率は、約28%である。
第2バンク115の幅W2B=55μmとし、他の構成は上記表示パネル1と同様である。なお、サブピクセル10a〜10cのサイズについては、上記同様に65μm×250μmであり、サブピクセル10a〜10cの長手方向サイズに対する第2バンク115の幅W2Bの比率は、約22%である。
比較例については、上記同様に、所謂、ピクセルバンク構造を採用し、他の構成については、実施例1,2と同様である。なお、比較例におけるバンク側面部の撥液性については、上記同様に、全ての領域で同一としている。
図8(b)に示すように、実施例1に係る表示パネルでは、比較例に係る表示パネルに比べて、29%高い発光効率を実現することができた。
第2バンク115の高さについて、図9を用い説明する。
本発明の実施の形態2に係る有機EL表示装置の構成について、図10を用い説明する。なお、図10では、上記実施の形態1に係る有機EL表示装置1との構成上の差異部分である表示パネル30におけるバンク304を主に図示する。その他の構成については、上記実施の形態1と同様である。
変形例1に係る表示パネル40の構成について、図11(a)を用い説明する。なお、図11(a)では、表示パネル40における発光部の積層構造だけを模式的に表している。
変形例2に係る表示パネル50の構成について、図11(b)を用い説明する。なお、図11(b)では、表示パネル50における発光部の積層構造だけを模式的に表している。
上記実施の形態1,2および変形例1,2では、有機発光デバイスの一例として、有機ELパネルである表示パネル10,30,40,50を採用したが、本発明は、これに限定を受けるものではない。例えば、有機EL照明等に本発明の構成を適用することでも上記同様の効果を得ることができる。
10,30,40,50.表示パネル
10a,10b,10c.サブピクセル
20.駆動・制御回路部
21〜24.駆動回路
25.制御回路
100.TFT基板
101,301.絶縁層
102,302,402,502.アノード
103,303,403,503.ホール注入層
104.第1バンク
105,405,505.ホール輸送層
106,406,506.有機発光層
107,407,507.中間層
108,408,508.電子輸送層
109,409,509.カソード
110.封止層
111.基板
112.カラーフィルタ層
113.ブラックマトリクス層
114.樹脂層
115.第2バンク
116a,116b,116c.サブピクセル形成領域
304.バンク
304a.第1バンク要素
304b.第2バンク要素
517.第2中間層
Claims (15)
- 複数の発光部が基板の主面に沿った方向に二次元配置されてなる有機発光デバイスであって、
前記複数の発光部の各々は、前記基板の主面に沿った方向に対して交差する第1方向において、
前記基板の上方に配置された第1電極と、
前記第1電極の上方に配置された有機発光層と、
前記有機発光層の上方に配置された中間層と、
前記中間層上に配置された電荷輸送層と、
前記電荷輸送層の上方に配置された第2電極と、
を有し構成されており、
前記中間層は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のフッ化物を含む第1中間層と、前記第1中間層上に配置された第1中間層に含まれるアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属とフッ素との結合を分解する機能を有する金属を含む第2中間層とを含み、
前記電荷輸送層は、バリウムがドープされてなる有機材料を含む層であり、
前記複数の発光部の各々は、前記基板の主面に沿った方向における一の方向である第2方向において、前記第2方向に対して交差する第3方向に延伸形成された第1バンクにより規定され、前記第3方向において、前記第2方向に延伸形成された第2バンクにより規定されており、
前記第1バンクおよび前記第2バンクは、それぞれ絶縁性材料からなるとともに、前記第1バンクにおける前記発光部に面する面部の撥液性が、前記第2バンクにおける前記発光部に面する面部の撥液性に比べて高く、
前記中間層は、ナトリウムのフッ化物を含む層である、
ことを特徴とする有機発光デバイス。 - 前記第1バンクにおける前記第1方向での高さは、前記第2バンクにおける前記第1方向での高さに比べて高い
請求項1記載の有機発光デバイス。 - 前記基板と前記第1電極との間には、絶縁層が介挿されており、
前記第1バンクおよび前記第2バンクの各高さは、前記絶縁層の上面を基準に規定されている
請求項2記載の有機発光デバイス。 - 前記第1バンクと前記第2バンクとの交差部分においては、前記第2バンク上に前記第1バンクが積層されている
請求項2または請求項3記載の有機発光デバイス。 - 前記第2バンクにおける前記第1方向での高さは、前記第1バンクにおける前記第1方向での高さに比べて40%〜70%の範囲内にある
請求項2から請求項4の何れか記載の有機発光デバイス。 - 前記第1方向から前記発光部および前記第2バンクを平面視する場合に、
前記発光部における前記第3方向の長さをLPとするとき、
前記第2バンクの前記第3方向の幅W2Bは、0.20LP〜0.30LPの範囲内にある
請求項2から請求項5の何れか記載の有機発光デバイス。 - 前記第1方向から前記発光部および前記第2バンクを平面視する場合に、
前記発光部における前記第3方向の長さをLPとするとき、
前記第2バンクの前記第3方向の幅W2Bは、0.20LP〜0.25LPの範囲内にある
請求項2から請求項5の何れか記載の有機発光デバイス。 - 前記第1バンクと前記第2バンクとは、一体形成されている
請求項1記載の有機発光デバイス。 - 前記第1バンクにおける前記第1方向での高さと、前記第2バンクにおける前記第1方向での高さとは等しい
請求項8記載の有機発光デバイス。 - 前記第1バンクにおける前記面部の撥液性、および前記第2バンクにおける前記面部の撥液性は、前記有機発光層の形成に際して用いられるインクに対する撥液性である
請求項1から請求項9の何れか記載の有機発光デバイス。 - 表示パネルと、
前記表示パネルに接続された制御駆動回路と、
を備え、
前記表示パネルとして、請求項1から請求項10の何れかのデバイス構造が採用されている
ことを特徴とする有機表示装置。 - 複数の発光部が基板の主面に沿った方向に二次元配置されてなる有機発光デバイスであって、
前記複数の発光部の各々は、前記基板の主面に沿った方向に対して交差する第1方向において、
前記基板の上方に配置された第1電極と、
前記第1電極の上方に配置された有機発光層と、
前記有機発光層の上方に配置された中間層と、
前記中間層上に配置された電荷輸送層と、
前記電荷輸送層の上方に配置された第2電極と、
を有し構成されており、
前記中間層は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属のフッ化物を含む第1中間層と、前記第1中間層上に配置されたバリウム(Ba)からなる第2中間層とを含み、
前記電荷輸送層は、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属がドープされてなる有機材料を含む層であり、
前記複数の発光部の各々は、前記基板の主面に沿った方向における一の方向である第2方向において、前記第2方向に対して交差する第3方向に延伸形成された第1バンクにより規定され、前記第3方向において、前記第2方向に延伸形成された第2バンクにより規定されており、
前記第1バンクおよび前記第2バンクは、それぞれ絶縁性材料からなるとともに、前記第1バンクにおける前記発光部に面する面部の撥液性が、前記第2バンクにおける前記発光部に面する面部の撥液性に比べて高い
有機発光デバイス。 - 前記第2中間層の層厚は、前記第1中間層の層厚に対して3%以上25%以下である
請求項1から請求項12の何れかに記載の有機発光デバイス。 - 前記第1中間層の層厚は1nm以上10nm以下であり、前記第2中間層の層厚は0.1nm以上1nm以下である
請求項1から請求項12の何れかに記載の有機発光デバイス。 - 前記電荷輸送層におけるドープ金属と、前記第2中間層を構成する金属とは同種の金属である
請求項1から請求項12の何れかに記載の有機発光デバイス。
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