JP6475251B2 - 有機発光表示装置及び視野角特性を改善したトップエミッション型ｏｌｅｄ装置 - Google Patents

有機発光表示装置及び視野角特性を改善したトップエミッション型ｏｌｅｄ装置 Download PDF

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Description

本発明は、有機ＥＬ装置の分野に関し、具体的には、青色、緑色及び赤色画素を有する有機発光表示装置に関する。特に、本発明は、共振上の要件を満たすように、赤色画素装置と緑色画素装置に光学補償層を有する有機発光表示装置に関する。また、本発明は、さらに視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置に関する。
ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、有機発光ダイオード）ディスプレイは、赤、緑及び青の三色の発光装置によりカラー表示を実現する。ＯＬＥＤは、出射光方向に従って、ボトムエミッション型装置（つまり、出射光が基板側へ出射する）とトップエミッション型装置（つまり、出射光が基板側と反対側へ出射する）に分けられる。より高い効率及び輝度を得るために、ＡＭＯＬＥＤ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ／Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：アクティブマトリクス型有機発光ダイオード）において、一般的にトップエミッション型発光構造を用いる。トップエミッション型装置は、反射層を有する陽極と半透過半反射の陰極を含むので、微小光共振器を形成し、有機材料から発した光は微小共振器の中で干渉作用が発生して、より高い効率及びより純粋な色度を得る。しかし、赤光、緑光及び青光のスペクトルが異なり、干渉が発生した時の光路長が異なるために、有機層の厚さが異なってくる。
現在、業界では、一般的に正孔注入層（ＨＩＬ：Ｈｏｌｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ）の厚さを調整することにより光路長の要件を満たす有機層の厚さを得るが、増加したＨＩＬの厚さは、装置の駆動電圧の上昇をもたらし、キャリアの平衡に影響し、さらに装置の効率及び耐用年数などの性能に影響する。一方、ＨＩＬはその後ろに配置する正孔輸送層（ＨＴＬ：Ｈｏｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒｒｉｎｇ Ｌａｙｅｒ）に合わせる必要があるため、ＨＴＬの材料の選択範囲が小さくなる。特許文献１には、補助層として緑色光と赤色光の共振周期を調整するための高正孔移動度の材料が開示されているが、該解決手段で選択された高正孔移動度の材料はわずかあり、製品開発が制限される。
有機発光ダイオード（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤと略称される）は、新型の自己発光表示装置として、その質量が軽く、厚さが薄く、高い耐衝撃性を有するとともに、有機半導体を用いて発光し、材料の選択範囲が広く、可視光範囲におけるフルカラー表示を実現でき、白色照明を実現しやすい。従来の主流の液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤと略称される）に比べて、その視野角がより広く、応答速度がより速く、バックライト照明を必要とせず、発光効率が高く、かつフレキシブルな表示を実現できるため、ＬＣＤに代わる潜在性が最も高い表示装置である。
ＯＬＥＤ装置は、発光位置に従って、ボトムエミッション型ＯＬＥＤ（Ｂｏｔｔｏｍ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＯＬＥＤ、ＢＥＯＬＥＤと略称される）とトップエミッション型ＯＬＥＤ（Ｔｏｐ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＯＬＥＤ、ＴＥＯＬＥＤと略称される）の二種類に分けられる。ＢＥＯＬＥＤは、透明な酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅｓ、ＩＴＯと略称される）又は酸化インジウム亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅｓ、ＩＺＯと略称される）電極で被覆したガラス基板にＯＬＥＤを作製する。ＯＬＥＤに電圧を印加すると、ＯＬＥＤから発した光は透明なＩＴＯ（又はＩＺＯ）電極及びガラス基板を通過して底部から出射する。ＢＥＯＬＥＤ構造において、透明なＩＴＯ（又はＩＺＯ）電極は、ＯＬＥＤを駆動する薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴと略称される）に接続されるが、ＯＬＥＤの発光面積がＴＦＴで損なわれるという問題が存在するため、装置の開口率（Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｔｉｏ）が低くなる。
一方、トップエミッション型ＯＬＥＤでは、不透明な全反射電極をガラス又はシリコン基板に被せ、次にＯＬＥＤを作製し、ＯＬＥＤに電圧を印加すると、光が上部の透明又は半透明な陰極から出射するものである。トップエミッション型ＯＬＥＤ装置に基づくディスプレイにおいて、ＯＬＥＤを駆動するＴＦＴがＯＬＥＤの下に作製され、出光面がＴＦＴとは別方向にあるため、開口率が低いという問題を根本的に解決できる。
トップエミッション型ＯＬＥＤは、全反射電極及び半透明電極を含み、このような構造は微小共振器効果を形成することができる。この微小共振器効果により強いマルチビーム干渉が発生し、光源に対して選択、狭窄化及び増強などの作用を果たすので、常に装置の色度を高め、特定の波長の発光強度を増強し、装置の発光色を変更するなどに用いることができる。その一方で、微小共振器効果の存在は装置の視野角特性に影響し、すなわち、視野角のシフトにつれて、発光ピークがシフトするので、ディスプレイの輝度の差異及び色度のドリフトなどの問題をもたらす。
現在、トップエミッション型ＯＬＥＤの視野角特性を改善する解決手段として、一般的に陰極に、例えば、バソクプロイン（Ｂａｔｈｏｃｕｐｒｏｉｎｅ、ＢＣＰと略称される）等の高屈折率で低吸収率の有機化合物の光出力結合層を追加するか、又は半透明な陰極の表面に高屈折率の誘電体ＺｎＳｅ、ＺｎＳなどを結合層として蒸着することにより、透過率及び光取り出し効率を高め、さらにマルチビーム干渉による影響を低減することが行われている。
しかし、マルチビーム干渉の抑制につれて、微小共振器効果における別の広角干渉が作用するようになり、上記解決手段は広角干渉の問題を解决できない。つまり、上記解決手段では、ＯＬＥＤ装置における微小共振器効果への抑制作用が限られ、視野角特性を効果的に改善できないという問題を有する。
中国特許ＣＮ１０１３０８８６３
上記課題に鑑み、本発明は、赤色画素及び緑色光画素装置に二層の光学補償層を備えることにより、装置の各要素の光学的及び電気的性能を効果的に改善し、かつ広い材料選択範囲を得る有機発光表示装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、本発明は、基板と、反射性を有する第１の電極と、半透過半反射性を有する第２の電極と、前記第２の電極の上に位置する光出力結合層と、第１の電極と第２の電極との間に位置する有機層とを含む有機発光表示装置を提供する。
ここで、前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含むとともに、前記正孔注入層は、前記第１の電極に近接しかつ前記第１の電極の上に位置し、前記発光層は、それぞれ赤色、緑色及び青色画素領域に位置する赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層を含むことを特徴とする。
また、本発明の有機発光表示装置では、緑色及び赤色画素領域において、前記正孔注入層と正孔輸送層との間に位置する光学補償層をさらに含み、前記光学補償層が少なくとも二層構造であることを特徴とする。
上記有機発光表示装置では、緑色画素領域における前記光学補償層は第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶである。また、赤色画素領域における前記光学補償層は第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであることを特徴とする。
また、上記有機発光表示装置では、緑色画素領域の前記光学補償層は第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶである。また、赤色画素領域の前記光学補償層は第１の光学補償層、第２の光学補償層、第３の光学補償層及び第４の光学補償層を含む。前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであり、前記第３の光学補償層に用いられる材料が前記第１の光学補償層の材料と同じであり、前記第４の光学補償層に用いられる材料及び厚さが前記第２の光学補償層と同じであることを特徴とする。
上記有機発光表示装置は、前記緑色画素領域及び赤色画素領域の第１の光学補償層の材料の一般化学式が、


又は


であることを特徴とする。
上記有機発光表示装置は、前記緑色画素領域及び赤色画素領域の第２の光学補償層の材料の一般化学式が、


であることを特徴とする。
上記有機発光表示装置は、前記緑色画素領域及び赤色画素領域の第２の光学補償層の材料がＨＡＴ（ＣＮ）であり、その分子構造が、


であることを特徴とする。
上記有機発光表示装置において、前記緑色画素領域及び赤色画素領域の第２の光学補償層の厚さが５〜１５ｎｍである。
上記有機発光表示装置において、前記正孔注入層は二層構造であり、第１の電極の上に位置する第１の正孔注入層と該第１の正孔注入層の上に位置する第２の正孔注入層とを含み、該第１の正孔注入層の材料は前記第１の光学補償層に用いられる材料と同じであり、該第２の正孔注入層の材料は前記第２の光学補償層に用いられる材料と同じである。
上記有機発光表示装置において、前記第１の正孔注入層と第１の電極との間に第３の正孔注入層が設けられ、該第３の正孔注入層に用いられる材料は第２の正孔注入層と同じである。
上記有機発光表示装置において、前記第１の光学補償層の材料は


及び


とのドーピング構造であり、そのドーピング比が１００：１〜５：１であり、或いは、前記第１の光学補償層の材料は、


及び、


とのドーピング構造であり、そのドーピング比が１００：１〜５：１である。
本発明において、赤色及び緑色光装置の光学補償層の厚さは異なり、それぞれのスペクトル共振周期の光路長要件を満たす。同時に、本発明の有機発光表示装置の構造を採用すると、装置の各項の光学的及び電気的性能を効果的に改善し、かつ広い材料選択範囲を得ることができる。
本発明が解決しようとする他の技術課題は、トップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、視野角のシフトにつれて輝度及び色度の偏差が生じるという現象を改善するために、視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置を提供することである。
上記技術課題を解決するために、本発明は以下の技術手段を採用する。
本発明は、基板と、基板に積層して設けられた第１の電極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、第２の電極、光出力結合層とを含み、前記第２の電極の光透過率が２５％以上であり、前記正孔注入層の屈折率が１．８以上である視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置を提供する。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記第２の電極は酸化インジウムスズ又は酸化インジウム亜鉛又は金属銀である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記第２の電極は第１の金属層及び第２の金属層を含み、第１の金属層がアルカリ金属又はその合金、アルカリ土類金属又はその合金であり、第２の金属層が金属銀である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記第２の電極の厚さは１０ｎｍ〜３０ｎｍである。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記発光層の発光波長が青色波長帯にある場合、前記正孔注入層の屈折率Ｎ≧２．０である。 上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記発光層の発光波長が緑色波長帯にある場合、前記正孔注入層の屈折率Ｎ≧１．９である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記発光層の発光波長が赤色波長帯にある場合、前記正孔注入層の屈折率Ｎ≧１．８である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記正孔注入層の材料は三級アミン系化合物であり、その分子一般式は、


である。
ここで、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５はそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基から選択され、
Ｒ１は


又は


又は


であり、Ｌ１とＬ２はアセン化合物であり、その分子式はそれぞれ


及び


である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記正孔注入層の材料の構造式は、


又は


又は


又は


又は

又は

又は


である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記光出力結合層は、バソクプロイン材料層である。
前記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、緑色及び赤色画素領域において前記正孔注入層と正孔輸送層との間に位置する光学補償層をさらに含み、前記光学補償層は少なくとも二層構造であることを特徴とする。
前記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、緑色画素領域における前記光学補償層は第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであり、赤色画素領域における前記光学補償層は第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであることを特徴とする。
前記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、緑色画素領域における前記光学補償層は第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶである。また、赤色画素領域における前記光学補償層は第１の光学補償層、第２の光学補償層、第３の光学補償層及び第４の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであり、前記第３の光学補償層に用いられる材料が前記第１の光学補償層の材料と同じであり、前記第４の光学補償層に用いられる材料及び厚さが前記第２の光学補償層と同じであることを特徴とする。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、前記緑色画素領域及び赤色画素領域における第１の光学補償層の材料の一般化学式は、


又は

であることを特徴とする。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、前記緑色画素領域及び赤色画素領域における第２の光学補償層の材料の一般化学式は、

であることを特徴とする。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置は、前記緑色画素領域及び赤色画素領域における第２の光学補償層の材料はＨＡＴ（ＣＮ）であり、その分子構造は、

であることを特徴とする。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記緑色画素領域及び赤色画素領域の第２の光学補償層の厚さは５〜１５ｎｍである。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記正孔注入層は二層構造であり、第１の電極の上に位置する第１の正孔注入層と該第１の正孔注入層の上に位置する第２の正孔注入層とを含み、該第１の正孔注入層の材料は前記第１の光学補償層に用いられる材料と同じであり、該第２の正孔注入層の材料は前記第２の光学補償層に用いられる材料と同じである。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置において、前記第１の正孔注入層と第１の電極との間に第３の正孔注入層が設けられ、該第３の正孔注入層に用いられる材料は第２の正孔注入層と同じである。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置であって、前記第１の光学補償層の材料は、


及び、

とのドーピング構造であり、そのドーピング比が１００：１〜５：１であり、
或いは、前記第１の光学補償層の材料は、

及び、


とのドーピング構造であり、そのドーピング比が１００：１〜５：１である。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、前記第１の光学補償層の材料は三級アミン系化合物であり、その分子一般式は


である。
ここで、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５がそれぞれ水素原子、アルキル基、アリール基から選択され、
Ｒ１が

又は


又は

であり、Ｌ１とＬ２がアセン化合物であり、それらの分子式はそれぞれ、

及び、

であることを特徴とする。
上記視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置は、前記緑色画素領域及び赤色画素領域の第１の光学補償層の材料の構造式が、

又は

又は

又は


又は

又は

又は


であることを特徴とする。
本発明の上記技術手段は、従来の技術に比べて、以下の利点を有する。
（１）本発明の視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、まず光透過率が２５％以上の第２の電極を用いて、微小共振器効果におけるマルチビーム干渉の作用を抑制し、視野角特性を改善する。ここで、マルチビーム干渉が抑制されると、微小共振器効果における広角干渉が作用するようになるので、この広角干渉を抑制するため、本発明は高屈折率の有機材料を正孔注入層として用いる、つまり、前記正孔注入層の屈折率は１．８以上である。高屈折率の正孔注入層は極薄の第２の電極構造に合わせ、第１の電極の反射光と発光層の出射光との干渉の増強を抑制する。こうして、ＯＬＥＤ装置における広角干渉を軽減し、微小共振器効果を抑制し、ＯＬＥＤ装置の視野角特性を改善することができる。同時に、正孔注入層の屈折率が向上するので、正孔注入層の厚さが低下し、さらに装置全体の厚さが低下することにより、装置の生産で材料及び作業時間を節約することができる。
（２）本発明の視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、さらに光出力結合層を補助とする。前記光出力結合層の材料は、低光吸収率のバソクプロイン材料又はＺｎＳｅ、ＺｎＳなどの高屈折率の材料から選択される。この構成により、半透明金属電極の反射を減少し、内部光の出力効率を増加し、装置の視野角特性をさらに改善することができる。
（３）本発明の視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置では、赤色及び緑色光装置の光学補償層の厚さが異なり、それぞれのスペクトル共振周期の光路要件を満たす。同時に、本発明の有機発光表示装置の構造を採用すると、装置の各要素の光学的及び電気的性能を効果的に改善し、かつ広い材料選択範囲を得ることができる。
本発明の内容をより明瞭に理解しやすくするために、以下、本発明の具体的な実施形態および図面を組み合わせて、本発明をさらに詳細に説明する。
図１は本発明の有機発光装置の構造概略図である。 図２は本発明の第１の光学補償層と第２の光学補償層との界面で電荷分離効果が発生する場合の概略図である。 図３は本発明の第２の正孔注入層と第１の光学補償層との界面及び２つの正孔注入層の界面で電荷分離効果が発生する場合の概略図である。 図４は本発明の実施例５〜１１に係る視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置の概略図である。 図５は本発明の選択した三級アミン系化合物の屈折率が波長に応じて変化する曲線及び４，４’，４’’−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミンの屈折率が波長に応じて変化する曲線である。
本発明の目的、技術的解決手段及び利点をより明らかにするために、以下添付図を参照しながら本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。
図１に示すように、ＯＬＥＤ表示装置は赤、緑及び青の三つの画素を含む。本発明のＯＬＥＤ表示装置は、下から上まで順に基板、反射層１、反射性を有する第１の電極２、半透過半反射性を有する第２の電極８及びに第２の電極の上に位置する光出力結合層９を含む。また、第１の電極２と第２の電極８との間に有機層を有し、前記有機層は、正孔注入層３、正孔輸送層（ＨＴＬ）５、発光層７及び電子輸送層６を含む。前記正孔注入層３が第１の電極２に近接し、かつ前記第１の電極２の上に位置する。前記の反射層１、第１の電極２、正孔注入層３、正孔輸送層５、電子輸送層６、第２の電極８及び光出力結合層９は同じ材料及び厚さを有し、前記発光層は、それぞれ青色、緑色及び赤色画素領域に位置し、かつ異なる材料を有する青色発光層６１、緑色発光層６２及び赤色発光層６３を含む。ここで、赤、緑及び青の発光スペクトルの波高値は、赤色光≧緑色光≧青色光の関係にあるので、式（１）
式１


により、赤色光装置の有機層の厚さが最も厚く、緑色光装置の有機層の厚さがその次で、青色光装置が最も薄くなる。式（１）中、λは発光スペクトルのピーク値で、Φ１は反射層の位相角で、Φ２は陰極の位相角で、ｄｍは有機層における各層及びＩＴＯ（酸化インジウムスズ）層（すなわち反射層と第２の電極との間の各層）の厚さ（合計厚さｄ＝Σｄｍ）で、ｎｍは各層に対応する屈折率で、θ０は各層に対応する出射光角度で、ｋは定数である。
上記の層厚どうしの関係により、緑色画素領域は光学補償層をさらに含む。前記光学補償層は第１の光学補償層４２１及び第２の光学補償層４２２を含む。また、赤色画素領域は光学補償層を含み、前記光学補償層は第１の光学補償層４３１及び第２の光学補償層４３２を含む。ここで、赤色画素領域及び緑色画素領域において、第１の光学補償層の厚さ≧第２の光学補償層の厚さとなるため、赤、緑及び青色装置の各有機層の厚さは上記式（１）の要件を同時に満たす。
第１の光学補償層はＨＯＭＯ（最高占有分子軌道エネルギ準位）≧−５．４ｅＶであり、かつトリフェニルアミングループを含有する材料である。第２の光学補償層は厚さが５〜１５ｎｍで、ＬＵＭＯ（最低非占有分子軌道エネルギ準位）≦−５．２ｅＶである材料である。また、正孔輸送層（ＨＴＬ）５もＨＯＭＯ≧−５．４ｅＶであって、トリフェニルアミノ基を含有する材料である。図２に示すように、第１の光学補償層及びＨＴＬのＨＯＭＯエネルギ準位から第２の光学補償層のＬＵＭＯエネルギ準位を引くと、≧−０．２ｅＶであるので、ＨＴＬと第１の光学補償層との界面で電子と正孔との分離が発生する。このため、第１の光学補償層と第２の光学補償層との界面で有效な電荷交換が行われることにより、有機層の厚さの厚すぎによる電圧上昇問題を解消できる。
第１の光学補償層の材料は下記一般式


を有し、また具体的には
又は、

を含む。
また、第２の光学補償層は一般式、


を有し、具体的には、


を含む。
第２の光学補償層は以下に示すＨＡＴ（ＣＮ）


であってもよい。
なお、本発明の第１の光学補償層は、上記第１の光学補償層の材料と第２の光学補償層の材料とのドーピング構造であってよく、そのドーピング比は１００：１〜５：１である。
本発明の実施例２は、実施例１を基に、第１の正孔注入層及び第２の正孔注入層を含む二層構造の正孔注入層（ＨＩＬ）３を用い、第１の正孔注入層はＨＯＭＯ≧−５．４ｅＶであり、かつトリフェニルアミノ基を含有する材料であり、すなわち第１の光学補償層に用いられる材料と同じである。第２の正孔注入層は、厚さが５〜１５ｎｍで、ＬＵＭＯ≦−５．２ｅＶである材料であり、すなわち第２の光学補償層に用いられる材料と同じである。第２の正孔注入層と第１の光学補償層との界面及び２つのＨＩＬの界面で、実施例１の記載に類似した物理的変化が発生するので、装置の駆動電圧をさらに低減することができる（図３に示す）。
本発明の実施例３は、実施例２を基に、第１の正孔注入層と第１の電極との間に第３の正孔注入層を追加した。第３の正孔注入層に用いられる材料は第２の正孔注入層と同じである。また、前記第３の正孔注入層の厚さは５〜１５ｎｍで、ＬＵＭＯ≦−５．２ｅＶである材料であるので、装置の駆動電圧をさらに低減することができる。
本発明の実施例４は、実施例１を基に赤色光の光学補償層を改善する。赤色光の光学補償層は四層構造であり、緑色光の光学補償層と同じ第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、第３の光学補償層（なお、ここに用いる材料は第１の光学補償層材料と同じである）及び第４の光学補償層（なおここに用いる材料及び厚さは、第２の光学補償層と同じである）をさらに含む。
本発明の上記各実施例における各層の構造では、下記表１に示す材料及び厚さなどのパラメーターを採用し、各実施例と比較例とのデータ比較結果を表２に示す。

本発明の上記各実施例における各層の構造では、以下の表３に示す材料及び厚さなどのパラメーターを採用し、各実施例と比較例とのデータ比較結果を表４に示す。










但し、以上は本発明の好ましい実施例であって、本発明の保護範囲を限定するものではない。
本実施例では、視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置を提供する。図４に示すように、基板１’と、基板１’に積層して設けられた第１の電極２、正孔注入層３、正孔輸送層５、発光層７、電子輸送層６、第２の電極８、及び光出力結合層９とを含む。前記発光層７の発光波長が可視光の波長帯にある場合、前記正孔注入層３の屈折率は≧１．８以上である。前記第２の電極の厚さは１０ｎｍ〜３０ｎｍであり、好ましくは１０〜１５ｎｍである。前記光出力結合層９は、低光吸収率のバソクプロイン材料又はＺｎＳｅ、ＺｎＳなどの高屈折率の材料から選択され、その厚さは５５ｎｍである。
本実施例において、前記第１の電極２は陽極であり、全反射作用を果たす第１のＡｇ層と前記第１のＡｇ層に設けられた透明なＩＴＯ層とを含み、第１のＡｇ層の厚さは１５０ｎｍであり、ＩＴＯ層の厚さは２０ｎｍである。
また、前記第２の電極８は陰極であり、ＩＴＯ、ＩＺＯ又は金属銀であってよい。また、前記第２の電極８は、金属層がアルカリ金属又はその合金である第１の金属層と、アルカリ土類金属又はその合金である第２の金属層とを含む複合構造であってもよい。本実施例では、好ましくは前記第２の電極が前記の第１の金属層及び第２の金属層を含み、前記第１の金属層はＭｇ：Ａｇ層であり、前記第２の金属層は金属銀である。また、Ｍｇ：Ａｇ材料層の厚さは２ｎｍであり、ＭｇとＡｇの比率関係は４：１であり、金属銀の厚さは１４ｎｍである。
ここで、前記第１の電極２と前記第２の電極８との間に微小共振器効果を発生させることができる。
前記発光層７が励起されると発光し、発した光が第１の電極２及び第２の電極８の方向へ射出する。射出した光は第１の電極２により反射された後に、正孔注入層３、正孔輸送層５、発光層７、及び電子輸送層６を通過して第２の電極８にまで至る。
本実施例に係る発光層７の発光波長は青色光波長帯にあり、すなわち発光波長が４６０ｎｍである。前記正孔注入層の屈折率はＮ≧２．０であるが、本実施例では前記正孔注入層の屈折率として２．０４を選択した。前記正孔注入層の厚さは１００ｎｍ〜１０５ｎｍであるが、この厚さは実際の要求に応じて選択できる。本実施例における前記正孔注入層３の厚さは好ましくは１０３ｎｍである。本実施例における他の各層の厚さについては、前記正孔輸送層の厚さは２０ｎｍであり、前記発光層の厚さは２０ｎｍであり、前記電子輸送層の厚さは３５ｎｍである。
前記正孔注入層３及び正孔輸送層５の材料は、三級アミン系化合物である。本実施例に係る正孔注入層の材料の構造式は、

である。
また、前記正孔輸送層の材料は、前記正孔注入層の材料と同じであってよく、他の構造式の三級アミン系化合物であってよい。本実施例に係る正孔輸送層の材料の構造式は、

である。
本実施例中、極薄の第２の電極８の光透過率は２５％以上である。微小共振器効果におけるマルチビーム干渉作用を抑制して、光取り出し効率及び透過率を向上させるとともに、正孔注入層３の屈折率を向上させる。また、第１の電極２の反射光と発光層７の出射光との干渉の増強を抑制し、広角干渉を抑制することにより、微小共振器効果を軽減させて、ＯＬＥＤ装置の視野角特性を効果的に改善することができる。さらにまた、光出力結合層によって、半透明金属電極の反射を減少し、内部光の出力効率を増加し、表示装置の光学的性質をさらに改善することができる。
また、発光層から発する光が可視光の波長帯にある場合、発光層の材料は発光波長帯に基づいて選択することができる。本願において発光層の発光波長帯が青色光波長帯、緑色光波長帯及び赤色光波長帯にある場合、発光層に選択される材料は従来技術の材料でよい。
但し、発光層に選択される材料は本願の着眼点の要点ではないので、本願の各々の実施例では、その説明を省略する。
本実施例におけるトップエミッション型ＯＬＥＤ装置は、実施例５を基にして、図４に示すような構造を有する。本実施例に係る発光層７の発光波長は緑色光波長帯にあり、すなわち発光波長が５１０ｎｍである。前記正孔注入層の屈折率はＮ≧１．９であるが、本実施例では、正孔注入層の屈折率として１．９３を選択し、厚さは１５０ｎｍ〜１５５ｎｍとした。この厚さは実際の要求に応じて選択でき、本実施例における前記正孔注入層の厚さは好ましくは１５３ｎｍである。
本実施例は実施例５に比べると、前記発光層７の発光波長が異なるので、前記発光層に用いる材料が異なる。本実施例では、正孔注入層の厚さを変更したが、他の各層の厚さはいずれも実施例５と同じである。
本実施例において、前記正孔注入層の材料の構造式は、


であり、
前記正孔輸送層の材料の構造式は、


である。
本実施例において、極薄の第２の電極８の光透過率は２５％以上であり、微小共振器効果におけるマルチビーム干渉作用を抑制し、光取り出し効率及び透過率を向上させる。さらに、同様に正孔注入層３の屈折率を向上させて、第１の電極２の反射光と発光層７の出射光との干渉の増強を抑制することにより、ＯＬＥＤ装置の視野角特性を効果的に改善する。また、光出力結合層は、半透明金属電極の反射を減少し、内部光の出力効率を増加するので、表示装置の光学的性質をさらに改善することができる。
実施例５及び実施例６とは異なり、本実施例に係る発光層の発光波長は、赤色光波長帯にあり、すなわち発光波長が６２０ｎｍである。前記正孔注入層の屈折率はＮ≧１．８であるが、前記正孔注入層の屈折率として１．８１を選択した。厚さは１００ｎｍ〜１０５ｎｍであり、この厚さは実際の要求に応じて選択でき、本実施例における前記正孔注入層の厚さは好ましくは２０３ｎｍである。本実施例は実施例５又は実施例６に比べて、前記発光層７の発光波長が異なるので、前記発光層に用いる材料が異なる。
本実施例において、前記正孔注入層の材料の構造式は、

であり、
前記正孔輸送層の材料の構造式は、

である。
本実施例では、正孔注入層の厚さだけを変更したが、他の各層の厚さはいずれも実施例５と同じである。
本実施例において極薄の第２の電極８の光透過率は２５％以上であり、微小共振器効果におけるマルチビーム干渉作用を抑制し、光取り出し効率及び透過率を向上させる。さらに、正孔注入層３の屈折率をも向上させ、第１の電極反射光と発光層の出射光との干渉の増強を抑制することにより、ＯＬＥＤ装置の視野角特性を効果的に改善した。また、光出力結合層は半透明金属電極の反射を減少し、内部光の出力効率を増加するので、装置の視野角特性をさらに改善することができる。
本実施例に係る発光層７の発光波長は青色光波長帯にあり、すなわち発光波長が４６０ｎｍである。前記正孔注入層の屈折率はＮ≧２．０であり、厚さは１００ｎｍである。本実施例における他の各層の厚さについては、前記正孔輸送層の厚さは２０ｎｍであり、前記発光層の厚さは２０ｎｍであり、前記電子輸送層の厚さは３５ｎｍである。
前記正孔注入層３と正孔輸送層５の材料は三級アミン系化合物であり、その構造式は、

である。
本実施例に係る発光層７の発光波長は緑色光波長帯にあり、前記正孔注入層の屈折率はＮ≧１．９０であり、厚さは１５０ｎｍである。
前記正孔輸送層の厚さは２０ｎｍであり、前記発光層の厚さは２０ｎｍであり、前記電子輸送層の厚さは３５ｎｍである。
前記正孔輸送層３と正孔輸送層５の材料は三級アミン系化合物であり、その構造式は、


である。
本実施例に係る発光層７の発光波長は赤色光波長帯にある。前記正孔注入層の屈折率はＮ≧１．８であり、厚さは２００ｎｍである。前記正孔輸送層の厚さは２０ｎｍであり、前記発光層の厚さは２０ｎｍであり、前記電子輸送層の厚さは３５ｎｍである。
前記正孔輸送層３と正孔輸送層５の材料は三級アミン系化合物であり、その構造式は、


である。
本実施例に係る発光層７の発光波長は赤色光波長帯にある。前記正孔注入層の屈折率はＮ≧１．８であり、厚さは２００ｎｍである。前記正孔輸送層の厚さは２０ｎｍであり、前記発光層の厚さは２０ｎｍであり、前記電子輸送層の厚さは３５ｎｍである。
前記正孔輸送層３と正孔輸送層５の材料は三級アミン系化合物であり、その構造式は、


である。
本発明に係る視野角特性を改善したトップエミッション型ＯＬＥＤ装置の利点をさらに明らかにするために、特に比較例１〜３を設計しかつ実施して、出願における本実施例５〜７の試験結果と比較する。
比較例１
本比較例では、トップエミッション型ＯＬＥＤ装置を提供する。具体的な構造は実施例５と同じであるが、唯一の違いとして、その正孔注入層の材料は、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ正孔注入材料を選択し、その名称は、４，４’，４’’−トリス[フェニル(ｍ−トリル)アミノ]トリフェニルアミンである。分子式は、


である。
上記材料は、波長が４６０ｎｍの場合、屈折率が１．８である。
比較例２
本比較例では、トップエミッション型ＯＬＥＤ装置を提供する。具体的な構造は実施例６と同じであるが、唯一の違いとして、その正孔注入層の材料は、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ正孔注入材料を選択し、その名称は、４，４’，４’’−トリス[フェニル(ｍ−トリル)アミノ]トリフェニルアミンである。分子式は、


である。
上記材料は、波長が５１０ｎｍの場合、屈折率が１．７３である。
比較例３
本比較例では、トップエミッション型ＯＬＥＤ装置を提供する。具体的な構造は実施例７と同じであるが、唯一の違いとして、その正孔注入層の材料はｍ−ＭＴＤＡＴＡ正孔注入材料を選択し、その名称は、４，４’，４’’−トリス[フェニル(ｍ−トリル)アミノ]トリフェニルアミンである。分子式は、


である。
上記材料は、波長が６２０ｎｍの場合、屈折率が１．６７である。
発光層の発光波長が同じであり、かつ視野角がいずれも６０度である場合に、比較例１〜３及び実施例５〜７の構造の発光ピークのシフト量を試験した結果を、表５〜表７に示す。








表５から表７のデータから分かるように、発光層の発光波長が同じであると、同じ視野角の場合、発光ピークのシフト量が効果的に減少する。
また、図５は、本発明で選択した三級アミン系化合物の屈折率が波長に応じて変化する曲線及び４，４’，４’’−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミンの屈折率が波長に応じて変化する曲線を示す。図面から分かるように、可視光の波長帯（波長が３００ｎｍから６００ｎｍまでである）の場合、本願で選択された三級アミン系化合物の屈折率は、常に４，４’，４’’−トリス［フェニル（ｍ−トリル）アミノ］トリフェニルアミンの屈折率より大きい。そのため、正孔注入層に本発明で選択した材料を用いると、空穴注入層の屈折率を効果的に向上させ、第１の電極２の反射光と発光層７の出射光との干渉の増強を効果的に抑制することにより、ＯＬＥＤ装置の視野角特性を効果的に改善することができる。
なお、明らかに、上記実施例は、実施形態を限定するものではなく、明確に説明するために例示したものに過ぎない。当業者であれば、上記説明を基に種々の変形又は変更を行うことができる。ここで、全ての実施形態を列挙する可能性も必要性もない。これから導出した明らかな変形又は変更は本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
１’−基板、１−反射層、２−第１の電極、３−正孔注入層、４２１−第１の光学補償層、４２２−第２の光学補償層、４３１−第１の光学補償層、４３２−第２の光学補償層、５−正孔輸送層、６−電子輸送層、６１−青色発光層、６２−緑色発光層、６３−赤色発光層、７−発光層、８−第２の電極、９−光出力結合層

Claims (7)

  1. 基板と、
    反射性を有する第１の電極と、
    半透過半反射性を有する第２の電極と、
    前記第２の電極の上に位置する光出力結合層と、
    前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置する有機層とを含み、
    前記有機層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を含み、前記正孔注入層は、前記第１の電極に近接しかつ前記第１の電極の上に位置し、前記発光層は、それぞれ赤色、緑色及び青色画素領域に位置する赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層を含む有機発光表示装置であって、
    前記緑色及び赤色画素領域において、前記正孔注入層と前記正孔輸送層との間に位置する光学補償層をさらに含み、前記光学補償層が少なくとも二層構造であることを特徴とする有機発光表示装置。
  2. 前記緑色画素領域における前記光学補償層は、第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から前記第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであり、
    前記赤色画素領域における前記光学補償層は、第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から前記第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
  3. 前記緑色画素領域における前記光学補償層は、第１の光学補償層及び第２の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から前記第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであり、
    前記赤色画素領域における前記光学補償層は、第１の光学補償層、第２の光学補償層、第３の光学補償層及び第４の光学補償層を含み、前記第１の光学補償層の最高占有分子軌道エネルギ準位から前記第２の光学補償層の最低非占有分子軌道エネルギ準位を引いた値が≧−０．２ｅＶであり、前記第３の光学補償層に用いられる材料が前記第１の光学補償層の材料と同じであり、前記第４の光学補償層に用いられる材料及び厚さが前記第２の光学補償層と同じであることを特徴とする請求項１に記載の有機発光表示装置。
  4. 前記緑色画素領域及び前記赤色画素領域における前記第１の光学補償層の材料の一般化学式は、

    又は

    であることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機発光表示装置。
  5. 前記緑色画素領域及び前記赤色画素領域における前記第２の光学補償層の材料の一般化学式は、

    であることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機発光表示装置。
  6. 前記緑色画素領域及び前記赤色画素領域における前記第２の光学補償層の材料はＨＡＴ（ＣＮ）であり、分子構造が、

    であることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機発光表示装置。
  7. 前記正孔注入層は二層構造であり、前記第１の電極の上に位置する第１の正孔注入層と前記第１の正孔注入層の上に位置する第２の正孔注入層とを含み、
    前記第１の正孔注入層の材料は前記第１の光学補償層に用いられる材料と同じであり、
    前記第２の正孔注入層の材料は前記第２の光学補償層に用いられる材料と同じであることを特徴とする請求項２又は３に記載の有機発光表示装置。
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