JP6492713B2 - EL display device - Google Patents
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Description
本発明は、互いに異なる出光色を出射する複数の画素を備えるEL表示装置に関する。 The present invention relates to an EL display device including a plurality of pixels that emit different light emission colors.
上述したEL表示装置の一例として、例えば、特許文献1に記載のEL表示装置では、EL素子の生成した光の一部が、EL素子の陰極表面にて表面プラズモンに変換されて熱として消費される。こうした表面プラズモンから熱への変換は、EL素子の生成した光の取り出し効率を下げる要因の一つとなっている。近年、上述したEL表示装置においては、光の取り出し効率を高めるために、微細な凹凸の繰り返しである微細凹凸構造を陰極表面に形成することが提案されている。陰極表面に形成された微細凹凸構造は、表面プラズモンをプラズモン光に変換して陰極表面から出射させる(例えば、特許文献2、3参照)。 As an example of the EL display device described above, for example, in the EL display device described in Patent Document 1, a part of the light generated by the EL element is converted into surface plasmon on the cathode surface of the EL element and consumed as heat. The Such conversion from surface plasmon to heat is one of the factors that lower the extraction efficiency of light generated by the EL element. In recent years, in the above-described EL display device, in order to increase the light extraction efficiency, it has been proposed to form a fine concavo-convex structure which is a repetition of fine concavo-convex on the cathode surface. The fine concavo-convex structure formed on the cathode surface converts surface plasmon into plasmon light and emits it from the cathode surface (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
ところで、EL表示装置は、単一の色の光を照射する照明装置とは異なり、互いに異なる出光色の画素から互いに異なる色の光を出射する。例えば、赤色出光画素は赤色の光を出射し、緑色出光画素は緑色の光を出射し、青色出光画素は青色の光を出射する。EL表示装置の備える制御部は、互いに異なる出光色の画素に対して光の輝度を制御し、光の取り出される面にフルカラーの画像を表現する。 By the way, unlike an illumination device that emits light of a single color, an EL display device emits light of different colors from pixels of different light emission colors. For example, a red light emitting pixel emits red light, a green light emitting pixel emits green light, and a blue light emitting pixel emits blue light. A control unit included in the EL display device controls the luminance of light with respect to pixels having different emission colors, and expresses a full-color image on a surface from which light is extracted.
上述したように、微細凹凸構造を備えるEL表示装置は、陰極とEL層との界面において表面プラズモンをプラズモン光に変換する。この際に、互いに隣り合う画素が共通する1つの電極を有する構成では、微細凹凸構造によって変換されたプラズモン光は、画素間に共通した1つの電極を通じて画素間を伝播する。結果として、互いに隣り合う複数の画素においては、互いに異なる色が混ざる現象である混色が生じやすくなる。 As described above, an EL display device having a fine concavo-convex structure converts surface plasmon into plasmon light at the interface between the cathode and the EL layer. At this time, in a configuration in which adjacent pixels have one common electrode, the plasmon light converted by the fine concavo-convex structure propagates between the pixels through one common electrode between the pixels. As a result, color mixing, which is a phenomenon in which different colors are mixed, is likely to occur in a plurality of adjacent pixels.
本発明は、プラズモニック構造体を備えるEL表示装置において互いに隣り合う画素間における混色を抑えることのできるEL表示装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an EL display device that can suppress color mixture between adjacent pixels in an EL display device including a plasmonic structure.
上記課題を解決するためのEL表示装置は、表示面上を複数の画素領域に区画する画素定義壁と、前記複数の画素領域の各々に位置する画素と、前記複数の画素の各々に共通する共通電極とを備える。前記複数の画素の各々は、前記画素領域内に位置する下部電極と、前記画素領域内に位置し、前記下部電極を覆うEL層とを備える。また、前記共通電極は、前記EL層と前記画素定義壁とを覆い、前記下部電極と前記共通電極とのいずれか一方は、前記EL層と接する界面を有した陰極であり、前記EL層の出光する光の波長帯に含まれるプラズモン光を励起するように最頻ピッチが設定されたプラズモニック構造を前記界面に備える。そして、前記下部電極を基準とした高さ方向において、前記画素定義壁の側面の途中まで前記側面は前記EL層に覆われ、前記画素定義壁の有する高さは前記EL層の有する高さよりも大きい。 An EL display device for solving the above-described problems is common to each of the plurality of pixels, a pixel definition wall that divides a display surface into a plurality of pixel regions, pixels located in each of the plurality of pixel regions, and A common electrode. Each of the plurality of pixels includes a lower electrode located in the pixel region and an EL layer located in the pixel region and covering the lower electrode. The common electrode covers the EL layer and the pixel definition wall, and one of the lower electrode and the common electrode is a cathode having an interface in contact with the EL layer. The interface includes a plasmonic structure in which a mode pitch is set so as to excite plasmon light included in a wavelength band of emitted light. In the height direction with respect to the lower electrode, the side surface is covered by the EL layer up to the middle of the side surface of the pixel defining wall, and the height of the pixel defining wall is higher than the height of the EL layer. large.
上記EL表示装置において、前記画素定義壁の側面において前記EL層に覆われる部分は、前記画素定義壁内に向けて凸となる曲率を有した曲面形状を有してもよい。 In the EL display device, a portion of the side surface of the pixel definition wall covered by the EL layer may have a curved surface shape having a curvature that is convex toward the pixel definition wall.
上記EL表示装置において、前記下部電極は、前記EL層と接する面である下部電極面を備え、前記画素定義壁の側面と前記下部電極面との形成する角度が30°以上60°以下であってもよい。
上記EL表示装置において、前記画素定義壁の側面は平滑面であってもよい。
In the EL display device, the lower electrode includes a lower electrode surface that is in contact with the EL layer, and an angle formed between a side surface of the pixel definition wall and the lower electrode surface is 30 ° or more and 60 ° or less. May be.
In the EL display device, a side surface of the pixel definition wall may be a smooth surface.
上記EL表示装置において、前記共通電極は、陰極であり、前記下部電極は、周期的な凹凸構造を有した陽極であり、前記EL層は、前記凹凸構造に追従した凹凸形状を有し、前記プラズモニック構造は、前記EL層の有する前記凹凸形状が反映された構造であってもよい。 In the EL display device, the common electrode is a cathode, the lower electrode is an anode having a periodic uneven structure, and the EL layer has an uneven shape following the uneven structure, The plasmonic structure may be a structure reflecting the uneven shape of the EL layer.
本発明のEL表示装置によれば、プラズモニック構造体を備えるEL表示装置において互いに隣り合う画素間における混色が抑えられる。 According to the EL display device of the present invention, color mixing between adjacent pixels can be suppressed in an EL display device including a plasmonic structure.
図1から図5を参照して一実施形態におけるEL表示装置を説明する。なお、一実施形態におけるEL表示装置は、互いに異なる三色用のEL層を備えるEL表示装置であって、出光色が互いに異なる三色用の画素として、複数の赤色出光画素と、複数の緑色出光画素と、複数の青色出光画素とを備える。赤色出光画素は赤色の光を出射し、緑色出光画素は緑色の光を出射し、青色出光画素は青色の光を出射する。 An EL display device according to an embodiment will be described with reference to FIGS. The EL display device according to an embodiment is an EL display device including EL layers for three colors different from each other, and includes a plurality of red light emission pixels and a plurality of green colors as pixels for three colors having different light emission colors. A light emission pixel and a plurality of blue light emission pixels are provided. The red light emitting pixel emits red light, the green light emitting pixel emits green light, and the blue light emitting pixel emits blue light.
図1が示すように、赤色出光画素10Rは、基材11の上に位置する赤色駆動部20Rと、赤色駆動部20Rの上に位置する赤色用のEL構造体30Rとを備えている。赤色駆動部20Rと赤色用のEL構造体30Rとは、電気的に接続している。
As shown in FIG. 1, the red light emission pixel 10 </ b> R includes a red driving unit 20 </ b> R positioned on the base material 11 and a red EL structure 30 </ b> R positioned on the red driving unit 20 </ b> R. The
赤色駆動部20Rは、赤色出光画素10Rを発光させる駆動電流を赤色用のEL構造体30Rに供給する。絶縁層12は、赤色駆動部20Rと、赤色用のEL構造体30Rとの間に挟まれている。絶縁層12は、赤色駆動部20Rと赤色用のEL構造体30Rとの電気的な接触を制限し、また、互いに隣り合う画素回路同士を絶縁する。絶縁層12において赤色用のEL構造体30Rに接触する面は平坦面である。
The
赤色用のEL構造体30Rは、赤色用の陽極層14Rと、赤色用のEL層15Rとを備えている。赤色用の陽極層14Rは、EL層を挟む2つの電極のなかで基材11に近い電極である下部電極の一例である。赤色用の陽極層14Rは、絶縁層12を貫通するプラグ13Rを通じて赤色駆動部20Rに接続し、赤色駆動部20Rは、赤色用の陽極層14Rへ駆動電流を供給する。赤色用のEL構造体30Rは、陰極層16に覆われている。陰極層16は、赤色用のEL構造体30R、緑色用のEL構造体30G、および、青色用のEL構造体30Bに共通する電極である共通電極の一例である。
The
陰極層16と赤色用の陽極層14Rとの間に電流が流れるとき、赤色用の陽極層14Rから赤色用のEL層15Rにホールが注入され、かつ、陰極としての機能を有した陰極層16から赤色用のEL層15Rに電子が注入される。赤色用のEL層15Rに注入されたホールと電子との結合によって、赤色用のEL層15Rは、赤色の光を生成する。赤色の光は、緑色の光、および、青色の光とは異なるスペクトルを有し、例えば、620nmと750nmとの間でブロードなピークを示す。
When current flows between the
陰極層16は、有色の光を反射する機能を有してもよいし、有色の光を透す機能を有してもよい。陰極層16が有色の光を反射する機能を有するとき、赤色用の陽極層14Rは有色の光を透す光透過性を有し、EL表示装置は、ボトムエミッション型として機能する。陰極層16が有色の光を透す機能を有するとき、赤色用の陽極層14Rは有色の光を反射する光反射性を有し、EL表示装置は、トップエミッション型として機能する。陰極層16が有色の光を反射するとき、陰極層16は有色の光を反射する1つの層から構成されてもよいし、有色の光を透す機能を有する層と、有色の光を反射する反射層とを含む多層構造であってもよい。赤色用の陽極層14Rが赤色の光を反射するとき、赤色用の陽極層14Rは赤色の光を反射する1つの層から構成されてもよいし、赤色の光を透す機能を有する層と、赤色の光を反射する反射層とを含む多層構造であってもよい。
The
陰極層16は、赤色用のEL層15Rと陰極層16との界面を構成する赤色用の陰極面16RSを有している。赤色用の陰極面16RSは、赤色用の陰極面16RSにて繰り返される複数の段差部から構成される赤色用の微細凹凸構造を有している。赤色用の微細凹凸構造は、プラズモニック構造であり、赤色用のプラズモニック構造にて、互いに隣り合う段差部の間の間隔は、赤色用ピッチであり、各段差の大きさは、赤色用段差である。赤色用のプラズモニック構造において、赤色用ピッチは、赤色用の陰極面16RSにて段差部の繰り返される周期長である。
The
赤色用ピッチは、赤色の光の生成時に生成される表面プラズモンを、赤色の光として空気中に取り出させる大きさに設定される。赤色用ピッチの最頻値である最頻ピッチは、赤色用のEL層15Rの発光時に、赤色用のプラズモニック構造がプラズモン光を励起する大きさに設定されている。プラズモニック構造の励起するプラズモン光の波長は、互いに隣り合う段差部の間の間隔によって定められる。そして、赤色用のプラズモニック構造の生成するプラズモン光の波長は、赤色出光画素10Rの出射する光のスペクトルである出光スペクトルにおいて、ピークの半値幅に対応する波長帯に含まれている。なお、赤色出光画素10Rの出光ピークにおいて、輝度の最大値は、最大輝度として定められ、最大輝度の半分の値を示す2つの波長間の間隔は、赤色用ピークの半値幅として定められる。そして、最大輝度の半分の値を示す2つの波長間が、赤色用のピークの半値幅に対応する波長帯として定められる。
The pitch for red is set to a size that allows surface plasmons generated when red light is generated to be extracted into the air as red light. The mode pitch, which is the mode value of the red pitch, is set to such a size that the plasmonic structure for red excites plasmon light when the
赤色用ピッチの最頻値は、以下のようにして得られる。すなわち、赤色用のプラズモニック構造の形成された陰極面16RSにおいて、赤色用ピッチの最頻ピッチの凡そ30倍以上40倍以下となる正方形の測定対象領域が無作為に抽出される。次いで、測定対象領域に対する原子間力顕微鏡イメージが得られる。例えば、最頻ピッチが10μmである場合には、300μm×300μm以上400μm×400μm以下の測定対象領域に対し、原子間力顕微鏡イメージが得られる。なお、ここで得られる原子間力顕微鏡イメージは、プラズモニック構造の平面視によって得られるイメージである。続いて、原子間力顕微鏡イメージが高速フーリエ変換によって波形分離されて高速フーリエ変換像が得られる。そして、高速フーリエ変換像のプロファイルにおける0次ピークから1次ピークまでの距離が求められ、こうして求められた距離の逆数が、この測定対象領域における最頻ピッチとして取扱われる。 The mode value of the red pitch is obtained as follows. That is, in the cathode surface 16RS formed with the red plasmonic structure, a square measurement target region that is approximately 30 to 40 times the most frequent pitch of the red pitch is randomly extracted. Next, an atomic force microscope image for the measurement target region is obtained. For example, when the most frequent pitch is 10 μm, an atomic force microscope image is obtained for a measurement target region of 300 μm × 300 μm to 400 μm × 400 μm. In addition, the atomic force microscope image obtained here is an image obtained by planar view of the plasmonic structure. Subsequently, the atomic force microscope image is waveform-separated by fast Fourier transform to obtain a fast Fourier transform image. Then, the distance from the zero-order peak to the first-order peak in the profile of the fast Fourier transform image is obtained, and the reciprocal of the distance thus obtained is handled as the most frequent pitch in the measurement target region.
上述と同様の方法によって、互いに異なる25ヶ所の測定対象領域の各々に対して、最頻ピッチが求められる。そして、25カ所の測定対象における最頻ピッチの平均値が、赤色用のプラズモニック構造における最頻ピッチとして取扱われる。なお、この際、測定対象領域同士は、少なくとも1mmは離れて選択されることが好ましく、5mm以上1cm以下は離れて選択されることがより好ましい。 By the same method as described above, the most frequent pitch is obtained for each of 25 different measurement target regions. The average value of the most frequent pitches in the 25 measurement objects is handled as the most frequent pitch in the red plasmonic structure. At this time, it is preferable that at least 1 mm is selected as the measurement target regions, and it is more preferable that the measurement target regions be selected as 5 mm or more and 1 cm or less.
赤色の光の生成時に生成される表面プラズモンが、赤色の輻射光に変換される度合いに関し、赤色用段差の寄与は、赤色用ピッチの寄与に比べて小さい。なお、赤色用段差が12nm未満である構成では、表面プラズモンの回折波そのものが生成されがたいため、表面プラズモンが輻射光として取り出しがたい。赤色用段差が180nmを越える構成では、表面プラズモンが局在するため、表面プラズモンが輻射光として取り出しがたい。また、赤色用段差が180nmを越える構成では、段差が大きいことに起因し、赤色用のEL層15Rが過度に薄い部分において、陰極層16と赤色用の陽極層14Rとが短絡しやすい。
Regarding the degree to which the surface plasmon generated when red light is generated is converted into red radiation light, the contribution of the red step is smaller than the contribution of the red pitch. In the configuration in which the step for red is less than 12 nm, it is difficult to generate the surface plasmon diffracted wave itself, and therefore it is difficult to extract the surface plasmon as radiant light. In the configuration where the step for red exceeds 180 nm, the surface plasmon is localized, and therefore it is difficult to extract the surface plasmon as radiation light. Further, in the configuration in which the red step exceeds 180 nm, the
赤色用のEL層15Rは、赤色用の発光層を備えている。赤色用の発光層は、陰極層16から送られる電子と、赤色用の陽極層14Rから送られるホールとを結合して、赤色の光を生成する。赤色用のEL層15Rは、赤色の光を生成するために、赤色用の発光層以外の他の機能層を含んでもよい。赤色用のEL構造体30Rは、赤色の光の生成効率を高めるために、赤色用の発光層以外の他の機能層を含むことが好ましい。赤色用のEL構造体30Rは、他の機能層を省略して、赤色用の発光層のみから構成されてもよい。赤色用のEL構造体30Rを構成する材料は、赤色の光を生成する材料であれば、特に限定されず、低分子形有機材料でもよいし、高分子系有機材料でもよいし、無機材料でもよいし、公知の材料を用いることができる。
The
赤色用のプラズモニック構造は、赤色用の陰極面16RSにて複数の段差部が繰り返される段差構造である。赤色用のプラズモニック構造は、一次元方向に沿って複数の段差部が繰り返される一次元の周期構造でもよいが、光の取り出し効率が高まる点において、二次元の周期構造である方が好ましい。 The red plasmonic structure is a step structure in which a plurality of step portions are repeated on the red cathode surface 16RS. The red plasmonic structure may be a one-dimensional periodic structure in which a plurality of stepped portions are repeated along the one-dimensional direction, but a two-dimensional periodic structure is preferable in terms of increasing light extraction efficiency.
赤色用のプラズモニック構造は、例えば、二次元方向に沿って周期的に位置する格子点に段差部が配置された二次元格子構造である。二次元格子構造とは、少なくとも2つの方向に沿って段差部が並ぶ構造である。二次元格子構造の1つの例は、互いに異なる2つの方向に沿って段差部が並び、段差部の並ぶ2つの方向のなす角度が90°である正方格子構造である。二次元格子構造の1つの例は、互いに異なる3つの方向に沿って段差部が並び、段差部の並ぶ3つの方向のうち2つの方向のなす角度が60°である六方格子構造である。 The red plasmonic structure is, for example, a two-dimensional lattice structure in which stepped portions are arranged at lattice points periodically located in the two-dimensional direction. The two-dimensional lattice structure is a structure in which stepped portions are arranged along at least two directions. One example of the two-dimensional lattice structure is a square lattice structure in which stepped portions are arranged along two different directions, and an angle formed by the two directions of the stepped portions is 90 °. One example of the two-dimensional lattice structure is a hexagonal lattice structure in which stepped portions are arranged along three different directions, and an angle formed by two directions among the three directions in which the stepped portions are arranged is 60 °.
赤色用のプラズモニック構造における段差部は、赤色用の陰極面16RSにて突き出る複数の突部によって構成されてもよいし、赤色用の陰極面16RSにて窪む複数の窪みによって構成されてもよい。赤色用のプラズモニック構造における段差部が、突部によって構成されるとき、突部の形状は、赤色用の陰極面16RSにて突き出る形状であれば、特に限定されず、例えば、円錐形状、円柱形状、半球形状、角錐形状、角柱形状、円錐台形状、角錐台形状であってもよいし、これらのうちの1つを基本として派生する形状であってもよい。赤色用のプラズモニック構造における段差部が、窪みによって構成されるとき、窪みの形状は、赤色用の陰極面16RSにて窪む形状であれば、特に限定されない。窪みの形状は、例えば、円形孔形状、角形孔形状、深さ方向に沿って縮径した円形孔形状、深さ方向に沿って縮径した角形孔形状であってもよい。 The step portion in the red plasmonic structure may be formed by a plurality of protrusions protruding from the red cathode surface 16RS, or may be formed by a plurality of recesses recessed in the red cathode surface 16RS. Good. When the step portion in the red plasmonic structure is constituted by a protrusion, the shape of the protrusion is not particularly limited as long as it is a shape protruding at the cathode surface 16RS for red. It may be a shape, a hemispherical shape, a pyramid shape, a prism shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, or a shape derived from one of these. When the stepped portion in the red plasmonic structure is constituted by a dent, the shape of the dent is not particularly limited as long as it is a shape that dents on the red cathode surface 16RS. The shape of the dent may be, for example, a circular hole shape, a square hole shape, a circular hole shape whose diameter is reduced along the depth direction, or a square hole shape whose diameter is reduced along the depth direction.
赤色用のプラズモニック構造は、赤色用の陽極層14Rの表面に形成された周期的な凹凸構造を反映したものである。赤色用の陽極層14Rの表面に形成された周期的な凹凸構造は、赤色用のEL層15Rを通じて、赤色用の陰極面16RSにプラズモニック構造を形成するための構造である。赤色用のEL層15Rは、赤色用の陽極層14Rの表面に形成された凹凸構造に追従した凹凸形状を有し、赤色の光を空間中に出射させるプラズモニック構造を陰極面16RSに形成している。
The red plasmonic structure reflects a periodic uneven structure formed on the surface of the
赤色用の発光層が光を生成するとき、赤色用の発光層の近傍には、近接場光が発生する。赤色用の発光層と陰極層16との間の距離は、赤色用の陰極面16RSにて表面プラズモンが生成される程度に非常に短いため、赤色用の陰極面16RSでは、近接場光が表面プラズモンに変換される。
When the red light emitting layer generates light, near-field light is generated in the vicinity of the red light emitting layer. Since the distance between the red light emitting layer and the
ここで、赤色用の陰極面16RSに生成される表面プラズモンとは、近接場光によって生じる自由電子の粗密波が、表面電磁場をともなうものである。赤色用の陰極面16RSが平坦面であるとき、平坦な金属面に生成される表面プラズモンの分散曲線と、赤色の光の分散曲線とが交差しないため、表面プラズモンのエネルギーは、光として取り出されず、概ね熱として消費される。 Here, the surface plasmon generated on the cathode surface 16RS for red is one in which the density wave of free electrons generated by near-field light is accompanied by a surface electromagnetic field. When the red cathode surface 16RS is a flat surface, the surface plasmon dispersion curve generated on the flat metal surface and the red light dispersion curve do not intersect, so the surface plasmon energy is not extracted as light. Is generally consumed as heat.
これに対して、赤色用の陰極面16RSが、赤色用のプラズモニック構造を有するとき、赤色用のプラズモニック構造によって回折する光の分散曲線と、赤色用の陰極面16RSに生成される表面プラズモンの分散曲線とが交差する。結果として、赤色の光の生成時に生成された表面プラズモンのエネルギーは、赤色の輻射光として取り出される。 In contrast, when the red cathode surface 16RS has a red plasmonic structure, the dispersion curve of light diffracted by the red plasmonic structure and the surface plasmon generated on the red cathode surface 16RS. Intersects with the dispersion curve. As a result, the energy of the surface plasmon generated when red light is generated is extracted as red radiant light.
なお、赤色用の陰極面16RSと赤色用の発光層との距離が短いほど、赤色用の発光層の生成する光は、赤色用の陰極面16RSにて、表面プラズモンに変換されやすい。赤色用のEL層15Rは、赤色の光を生成するために、赤色用の発光層以外の他の機能層を含んでもよいが、赤色用の発光層と赤色用の陰極面16RSとの距離は短いほど、赤色の輻射光の取り出される効果は高まる。
As the distance between the red cathode surface 16RS and the red light emitting layer is shorter, the light generated by the red light emitting layer is more easily converted to surface plasmons at the red cathode surface 16RS. The
緑色出光画素10Gは、赤色出光画素10Rと共通する基材11の上に、緑色駆動部20Gと、緑色駆動部20Gの上に位置する緑色用のEL構造体30Gとを備えている。緑色駆動部20Gと緑色用のEL構造体30Gとは、電気的に接続している。緑色用のEL構造体30Gは、下部電極の一例である緑色用の陽極層14Gと、緑色用のEL層15Gとを備えている。緑色用の陽極層14Gは、絶縁層12を貫通するプラグ13Gを通じて緑色駆動部20Gに接続し、緑色駆動部20Gは、緑色用の陽極層14Gへ駆動電流を供給する。
The green
陰極層16と緑色用の陽極層14Gとの間に電流が流れるとき、緑色用のEL層15Gは、緑色の光を生成する。緑色の光は、赤色の光、および、青色の光とは異なるスペクトルを有し、例えば、495nmと570nmとの間でブロードなピークを示す。
When a current flows between the
陰極層16は、緑色用のEL層15Gと陰極層16との界面を構成する緑色用の陰極面16GSを有している。緑色用の陰極面16GSは、緑色用の陰極面16GSにて繰り返される複数の段差部から構成される緑色用の微細凹凸構造を有している。緑色用の微細凹凸構造は、赤色用の微細凹凸構造と同じく、プラズモニック構造であり、緑色用のプラズモニック構造にて、互いに隣り合う段差部の間の間隔は、緑色用ピッチであり、各段差の大きさは、緑色用段差である。緑色用のプラズモニック構造において、緑色用ピッチは、緑色用の陰極面16GSにて段差部の繰り返される周期長である。
The
緑色用ピッチは、緑色の光の生成時に生成される表面プラズモンを、緑色の光として空気中に取り出させる大きさに設定される。緑色用ピッチの最頻値である最頻ピッチは、緑色用のEL層15Gの発光時に、緑色用のプラズモニック構造がプラズモン光を励起する大きさに設定されている。なお、緑色用ピッチの最頻値は、赤色用ピッチの最頻値と同じくして得られる。
The green pitch is set to a size that allows surface plasmons generated when green light is generated to be taken out into the air as green light. The mode pitch, which is the mode value of the green pitch, is set to such a size that the green plasmonic structure excites plasmon light when the
緑色用のEL層15Gは、緑色用の発光層を備えている。緑色用の発光層は、陰極層16から送られる電子と、緑色用の陽極層14Gから送られるホールとを結合して、緑色の光を生成する。緑色用のEL層15Gは、赤色用のEL層15Rと同じく、緑色の光を生成するために、緑色用の発光層以外の他の機能層を含んでもよい。
The
青色出光画素10Bは、赤色出光画素10R、および、緑色出光画素10Gと共通する基材11の上に、青色駆動部20Bと、青色駆動部20Bの上に位置する青色用のEL構造体30Bとを備えている。青色駆動部20Bと青色用のEL構造体30Bとは、電気的に接続している。青色用のEL構造体30Bは、下部電極の一例である青色用の陽極層14Bと、青色用のEL層15Bとを備えている。青色用の陽極層14Bは、絶縁層12を貫通するプラグ13Bを通じて青色駆動部20Bに接続し、青色駆動部20Bは、青色用の陽極層14Bへ駆動電流を供給する。
The blue
陰極層16と青色用の陽極層14Bとの間に電流が流れるとき、青色用のEL層15Bは、青色の光を生成する。青色の光は、赤色の光、および、緑色の光とは異なるスペクトルを有し、例えば、450nmと495nmとの間でブロードなピークを示す。
When a current flows between the
陰極層16は、青色用のEL層15Bと陰極層16との界面を構成する青色用の陰極面16BSを有している。青色用の陰極面16BSは、青色用の陰極面16BSにて繰り返される複数の段差部から構成される青色用の微細凹凸構造を有している。青色用の微細凹凸構造は、赤色用の微細凹凸構造と同じく、プラズモニック構造であり、青色用のプラズモニック構造にて、互いに隣り合う段差部の間の間隔は、青色用ピッチであり、各段差の大きさは、青色用段差である。青色用のプラズモニック構造において、青色用ピッチは、青色用の陰極面16BSにて段差部の繰り返される周期長である。
The
青色用ピッチは、青色の光の生成時に生成される表面プラズモンを、青色の光として空気中に取り出させる大きさに設定される。青色用ピッチの最頻値である最頻ピッチは、青色用のEL層15Gの発光時に、青色用のプラズモニック構造がプラズモン光を励起する大きさに設定されている。なお、青色用ピッチの最頻値は、赤色用ピッチの最頻値と同じくして得られる。
The blue pitch is set to a size that allows surface plasmons generated when blue light is generated to be taken out into the air as blue light. The mode pitch, which is the mode value of the blue pitch, is set to such a size that the plasmonic structure for blue excites plasmon light when the
青色用のEL層15Gは、青色用の発光層を備えている。青色用の発光層は、陰極層16から送られる電子と、青色用の陽極層14Bから送られるホールとを結合して、青色の光を生成する。青色用のEL層15Bは、赤色用のEL層15Rと同じく、青色の光を生成するために、青色用の発光層以外の他の機能層を含んでもよい。
The
赤色用のEL構造体30R、緑色用のEL構造体30G、および、青色用のEL構造体30Bから構成される複数のEL構造体30R,30G,30Bの各々は、他のEL構造体に対し、画素定義壁40によって区画されている。画素定義壁40は、絶縁層12の表面から突き出た構造体であって、複数の画素が並ぶ面である表示面上を、画素が位置する領域である複数の画素領域に区画している。また、画素定義壁40は、陽極層14R,14G,14Bの縁と、陰極層16との間隔を広げ、陽極層14R,14R,14Bの縁で電界が集中する現象を抑えることによって、陽極層14R,14R,14Bと陰極層16との短絡を抑える。
Each of the plurality of
画素定義壁40は、有機材料から形成されてもよいし、無機材料から形成されてもよい。画素定義壁40を形成する有機材料には、例えば、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、シロキサン系樹脂などが用いられる。画素定義壁40を形成する無機材料には、非晶質シリコン、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸窒化膜などが用いられる。
The
次に、各EL層15R,15G,15Bと画素定義壁40との間の相対的な位置の関係を図2、および、図3を参照して以下に説明する。なお、緑色用のEL層15Gと画素定義壁40との間の相対的な位置の関係、および、青色用のEL層15Bと画素定義壁40との間の相対的な位置の関係は、赤色用のEL層15Rと画素定義壁40との間の相対的な位置の関係に準じている。そのため、以下では、赤色用のEL層15Rと画素定義壁40との間の相対的な位置の関係、および、緑色用のEL層15Gと画素定義壁40との間の相対的な位置の関係を詳細に説明する。
Next, the relative positional relationship between the EL layers 15R, 15G, and 15B and the
図2が示すように、赤色出光画素10Rと緑色出光画素10Gとを区画する画素定義壁40は、赤色用の陽極層14Rの縁と、緑色用の陽極層14Gの縁とを覆っている。また、赤色出光画素10Rと緑色出光画素10Gとを区画する画素定義壁40は、赤色用の陽極層14Rの縁、および、緑色用の陽極層14Gの縁から、これら陽極層14R,14Gの厚さ方向に沿って突き出ている。
As shown in FIG. 2, the
画素定義壁40は、赤色用の陽極層14Rの縁や緑色用の陽極層14Gの縁と直交する断面において台形形状を有している。画素定義壁40は、赤色用の陽極層14Rの縁から立ち上がる赤色用の側面40Sを有し、赤色用の側面40Sは、上述した台形形状の斜辺を形成している。また、画素定義壁40は、緑色用の陽極層14Gの縁から立ち上がる緑色用の側面40Sを有し、緑色用の側面40Sもまた、上述した台形形状の斜辺を形成している。
The
赤色用の陽極層14Rの厚さ方向は、赤色用の陽極層14Rの表面を基準とした高さ方向であり、この高さ方向において、赤色用の側面40Sの途中まで、その側面40Sは赤色用のEL層15Rに覆われている。そして、赤色用の陽極層14Rの表面を基準として、画素定義壁40の有する高さHPは、赤色用のEL層15Rの有する高さHEよりも大きい。
The thickness direction of the
緑色用の陽極層14Gの厚さ方向は、緑色用の陽極層14Gの表面を基準とした高さ方向であり、この高さ方向において、緑色用の側面40Sの途中まで、その側面40Sは緑色用のEL層15Gに覆われている。そして、緑色用の陽極層14Gの表面を基準として、画素定義壁40の有する高さHPは、緑色用の発光層の有する高さよりも大きい。赤色用の陽極層14Rの表面と、赤色用の側面40Sとの形成する角度θは、30°以上60°以下であることが好ましい。
The thickness direction of the
角度θが30°以上であれば、赤色出光画素10Rの縁において生成された光が、赤色出光画素10Rに隣接する緑色出光画素10Gに周り込むことが抑えられやすくなる。また、角度θが60°以下であれば、高さ方向において、赤色用の側面40Sにおける途中まで赤色用のEL層15Rが側面40Sを覆うことが容易であって、赤色用のEL層15Rのなかで、赤色用の側面40Sを覆う部分と、赤色用の陽極層14Rを覆う部分との間に歪みが生じることが抑えられる。また、角度θが60°以下であれば、赤色用の陽極層14Rの表面に沿った方向において、赤色用のEL層15Rの位置精度に関し、誤差の許容範囲を確保することが容易でもある。
If the angle θ is 30 ° or more, it is easy to suppress the light generated at the edge of the red
なお、緑色用の陽極層14Gの表面と、緑色用の側面40Sとの形成する角度もまた、30°以上60°以下であることが好ましい。こうした緑色用の側面40Sによれば、上述した赤色出光画素10Rにおいて得られる効果に準じた効果が、緑色出光画素10Gにおいても得られる。
The angle formed between the surface of the
図3が示すように、上記画素定義壁40と発光層との相対的な位置の関係によれば、赤色用のEL層15Rからさらに立ち上がる側面40Sを画素定義壁40が有するため、赤色用の陰極面16RSで生成されたプラズモン光は、緑色出光画素10Gに伝播する前に、赤色用の側面40Sにおいて反射、あるいは、屈折する。そして、画素定義壁40の側面40Sにおいて反射、あるいは、屈折したプラズモン光は、緑色出光画素10Gではなく、それが属した赤色出光画素10Rから出射される確率を高める。
As shown in FIG. 3, according to the relative positional relationship between the
言い換えれば、赤色用のEL層15Rにおける上端部と、赤色用の側面40Sにおける上端部とを結ぶ線が仮想線Lであるとき、赤色用のEL層15Rにおいて生成された光、および、それの変換光であるプラズモン光は、仮想線Lよりも赤色出光画素10Rの内側の領域Sにおいて輝度を高める。
In other words, when the line connecting the upper end of the
また、上記画素定義壁40と発光層との相対的な位置の関係によれば、緑色用のEL層15Gからさらに立ち上がる側面40Sも画素定義壁40が有するため、緑色用の陰極面16GSで生成されたプラズモン光は、赤色出光画素10Rに伝播する前に、緑色用の側面40Sにおいて反射、あるいは、屈折する。そして、画素定義壁40の側面40Sにおいて反射、あるいは、屈折したプラズモン光は、赤色出光画素10Rではなく、それが属した緑色出光画素10Gから出射される確率を高める。
Further, according to the relative positional relationship between the
言い換えれば、緑色用のEL層15Gにおける上端部と、緑色用の側面40Sにおける上端部とを結ぶ線が仮想線Lであるとき、緑色用のEL層15Gにおいて生成された光、および、それの変換光であるプラズモン光は、仮想線Lよりも緑色出光画素10Gの内側の領域Sにおいて輝度を高める。
In other words, when the line connecting the upper end of the
なお、赤色用のEL層15Rが、赤色用の側面40Sの全体を覆う構成では、赤色用の側面40S上において生成された光が、緑色出光画素10G上に向けて出射されやすい。特に、赤色用のEL層15Rと陰極層16との界面である赤色用の陰極面16RSにおいてプラズモン光が生成される構成にあっては、赤色用のEL層15Rにおける縁において生成されたプラズモン光が緑色出光画素10G上に向けて直接出射されやすい。この点、上述した構成であれば、赤色用のEL層15Rにおける縁と、緑色出光画素10G上との間に赤色用の側面40Sが位置するため、赤色出光画素10Rにおいて生成された光が緑色出光画素10G上に向けて出射されることが抑えられる。
In the configuration in which the
一方で、赤色用のEL層15Rが、赤色用の側面40Sを覆わない構成では、赤色用の陽極層14Rが広がる方向において、赤色用のEL層15Rにおける縁の位置と、赤色用の側面40Sにおける縁の位置とを確実に整合させる必要がある。この点、上述した構成であれば、赤色用のEL層15Rにおける縁は、赤色用の陽極層14Rが広がる方向において、赤色用の側面40S上に位置すればよい。それゆえに、赤色用の陽極層14Rが広がる方向において、赤色用のEL層15Rにおける位置精度に関し、許容範囲を確保することが可能でもある。
On the other hand, in a configuration in which the
結果として、赤色用のEL層15Rや緑色用のEL層15Gにおける位置精度の許容範囲を確保し、かつ、赤色出光画素10Rと緑色出光画素10Gとに共通する陰極層16を通じてプラズモン光が伝播することが抑えられ、赤色出光画素10Rと緑色出光画素10Gとの間における混色が抑えられる。
As a result, plasmon light propagates through the
なお、画素定義壁40における側面40Sの高さと、それの一部を覆うEL層の高さとの相対的な位置の関係は、全てのEL層15R,15G,15Bの各々において同様である。それゆえに、プラズモン光の伝播が抑えられることは、赤色出光画素10Rと青色出光画素10Bとの間、および、緑色出光画素10Gと青色出光画素10Bとの間においても、赤色出光画素10Rと緑色出光画素10Gとの間と同様である。したがって、上述したEL表示装置であれば、出光色が互いに異なる全ての画素の間において混色が抑えられる。
The relative positional relationship between the height of the
以上、上記実施形態によれば以下に列記する効果が得られる。
(1)赤色出光画素10Rを区画する画素定義壁40の側面40Sに対し、高さ方向の途中まで赤色用のEL層15Rが側面40Sを覆う。そのため、EL層15Rの位置精度の誤差に対して許容範囲を確保しつつ、赤色出光画素10Rにおいて生成された光が、励起されたプラズモン光を含め、緑色出光画素10Gの出射する光に混色することが抑えられる。
As mentioned above, according to the said embodiment, the effect listed below is acquired.
(1) The
(2)複数の画素の各々を区画する画素定義壁40の側面40Sに対し、高さ方向の途中までその画素を構成するEL層が側面40Sを覆う。そのため、各色用のEL層の位置精度の誤差に対して許容範囲を確保しつつ、互いに隣り合う画素間においては、一方の画素において生成された光が、他方の画素の出射する光に混色することが抑えられる。
(2) With respect to the
(3)陽極層14R,14G,14Gの表面と、陽極層14R,14G,14Bの縁から立ち上がる側面40Sとの形成する角度θが、30°以上60°以下である。それゆえに、上記(1)(2)に記載の効果がさらに得られやすい。
(3) The angle θ formed by the surfaces of the anode layers 14R, 14G, 14G and the
(4)プラズモニック構造を含む陰極層16が、互いに隣り合う画素間に共通する共通電極であって、互いに隣り合う2つの画素を区画する画素定義壁40を覆う。このように、共通電極がプラズモニック構造を含む構成においては、互いに隣り合う画素間での混色が生じやすいため、上述した混色の抑制がさらに顕著になる。
(4) The
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
[画素定義壁40]
・画素定義壁40の側面40SにおいてEL層に覆われる部分は、画素定義壁40内に向けて凸となる曲率を有した曲面形状を有してもよい。
例えば、図4が示すように、赤色用の側面40Sは、赤色用の陽極層14Rにおける縁が延びる方向と直交する断面において、画素定義壁40内に向けて凸となる曲率Rを有している。緑色用の側面40Sもまた、緑色用の陽極層14Gにおける縁が延びる方向と直交する断面において、画素定義壁40内に向けて凸となる曲率Rを有している。
In addition, the said embodiment can be changed and implemented as follows.
[Pixel definition wall 40]
The portion covered with the EL layer on the
For example, as shown in FIG. 4, the
図5が示すように、赤色用のEL層15Rと、陰極層16との界面である赤色用の陰極面16RSにおいて生成されたプラズモン光の一部は、図5の矢印ERが示すように、赤色用の側面40Sに向けて直接進行し、赤色用の側面40Sによって反射される。この際に、赤色用の側面40Sが曲率Rを有する構成であれば、画素定義壁40の側面40Sにおいて反射された光は、それが属した赤色出光画素10R上に向けて進み、それが属した画素内において出射されやすくなる。
As shown in FIG. 5, a part of the plasmon light generated on the red cathode surface 16RS which is an interface between the
また、緑色用のEL層15Gと、陰極層16との界面である緑色用の陰極面16GSにおいて生成されたプラズモン光の一部は、これもまた、図5の矢印EGが示すように、緑色用の側面40Sに向けて直接進行し、緑色用の側面40Sによって反射される。この際に、赤色用の側面40Sが曲率Rを有する構成であれば、画素定義壁40の側面40Sにおいて反射された光は、それが属した緑色出光画素10G上に向けて進み、それが属した画素内において出射されやすくなる。
Further, a part of the plasmon light generated on the green cathode surface 16GS which is an interface between the
・画素定義壁40の側面40Sは、EL層によって覆われる部分も含めて、平滑面であってもよい。すなわち、陽極層14R,14G,14Bの凹凸構造における凹部が埋められるように画素定義壁40が形成され、陽極層14R,14G,14Bの表面から立ち上がる側面40Sは、陽極層14R,14G,14Bの凹凸構造を反映しない平滑面として形成されてもよい。側面40Sが平滑面である構成であれば、EL層の表面のなかで側面40Sを覆う部分においても陰極面16RS,16GS,16BSが平滑面として形成されやすい。それゆえに、画素定義壁40の側面40S上においてはプラズモン光の生成が抑えられ、これに起因した混色も抑えられる。
The
・画素定義壁40の側面40Sが有する形状は、例えば、陽極層14R,14G,14Bの縁が延びる方向と直交する断面において、微細な凹凸面形状、曲面形状、平滑面形状の他に、例えば、階段形状であってもよいし、高さ方向の先端部においては画素内に向けて反り返る形状であってもよい。
The shape of the
・画素定義壁40の側面40Sが有する形状は、例えば、赤色用の側面40Sと緑色用の側面40Sとの間において互いに異なってもよいし、赤色用の側面40Sと青色用の側面40Sとの間において互いに異なってもよいし、緑色用の側面40Sと青色用の側面40Sとの間において互いに異なってもよい。
The shape of the
[EL層]
・各色用のEL層15R,15G,15Bが有する高さHEは、対応する色用の側面40Sが有する高さHPよりも小さければ、色ごとに異なっていてもよい。
・側面40Sの有する高さHPに対し、各色用のEL層15R,15G,15Bの有する高さHEの比率は、50%以下であることが好ましい。高さHPに対する高さHEの比率が50%以下である構成であれば、上記(1)〜(4)に準じた効果がさらに高められる。
[EL layer]
The height HE of each
The ratio of the height HE of the EL layers 15R, 15G, and 15B for each color to the height HP of the
[プラズモニック構造]
・各色用の陽極層14R,14G,14Bのなかの少なくとも1つの表面は、周期的な凹凸構造を有しなくともよい。この際に、陽極層の表面が周期的な凹凸構造を有しない画素においては、プラズモニック構造を形成するための凹凸構造が、別途、EL層の表面に形成される構成であればよい。
[Plasmonic structure]
-At least one surface of
例えば、赤色用の陽極層14Rにおける表面が周期的な凹凸構造を有していない構成であれば、プラズモニック構造を形成するための凹凸構造が、別途、赤色用のEL層15Rの表面に形成される。また、例えば、全ての色用の陽極層14R,14G,14Bにおける表面が周期的な凹凸構造を有していない構成であれば、プラズモニック構造を形成するための凹凸構造が、別途、全ての色用のEL層15R,15G,15Bの表面に形成される。
For example, if the surface of the
・各色用の陽極層14R,14G,14Bのなかの少なくとも1つでは、その下地層が周期的な凹凸構造を有してもよい。この際に、下地層における周期的な凹凸構造は、陽極層、および、EL層を通じて、陰極面にプラズモニック構造を形成するための構造である。 In at least one of the anode layers 14R, 14G, and 14B for each color, the base layer may have a periodic uneven structure. At this time, the periodic uneven structure in the base layer is a structure for forming a plasmonic structure on the cathode surface through the anode layer and the EL layer.
例えば、赤色用の陽極層14Rに対する下地層が周期的な凹凸構造を有している構成であれば、赤色用の陽極層14Rに対する下地層の凹凸構造に追従して、赤色用の陰極面16RSにプラズモニック構造が形成されている。また、例えば、全ての色用の陽極層14R,14G,14Bに対する下地層が周期的な凹凸構造を有している構成であれば、各色用の陽極層14R,14G,14Bに対する下地層の凹凸構造に追従して、各色用の陰極面16RS,16GS,16BSにプラズモニック構造が形成されている。
・各色出光画素10R,10G,10Gの各々において、下部電極は画素ごとの陰極層であり、共通電極は陽極層であってもよい。
For example, if the underlayer for the
In each of the
θ…角度、R…曲率、HE,HP…高さ、10R…赤色出光画素、10G…緑色出光画素、10B…青色出光画素、14R…赤色用の陽極層、14G…緑色用の陽極層、14B…青色用の陽極層、15R…赤色用のEL層、15G…緑色用のEL層、15B…青色用のEL層、16…陰極層、30R…赤色用のEL構造体、30G…緑色用のEL構造体、30B…青色用のEL構造体、40…画素定義壁、40S…側面。 θ ... angle, R ... curvature, HE, HP ... height, 10R ... red light emitting pixel, 10G ... green light emitting pixel, 10B ... blue light emitting pixel, 14R ... red anode layer, 14G ... green anode layer, 14B ... Anode layer for blue, 15R ... EL layer for red, 15G ... EL layer for green, 15B ... EL layer for blue, 16 ... Cathode layer, 30R ... EL structure for red, 30G ... for green EL structure, 30B ... EL structure for blue, 40 ... pixel definition wall, 40S ... side surface.
Claims (3)
前記複数の画素領域の各々に位置する画素と、
前記複数の画素の各々に共通する共通電極とを備え、
前記共通電極は有色の光を透す機能を有し、
前記複数の画素の各々は、
前記画素領域内に位置する下部電極と、
前記画素領域内に位置し、前記下部電極を覆うEL層とを備え、
前記共通電極は、前記EL層と前記画素定義壁とを覆い、
前記下部電極と前記共通電極とのいずれか一方は、
前記EL層と接する界面を有した陰極であり、前記EL層の出光する光の波長帯に含まれるプラズモン光を励起するように最頻ピッチが設定されたプラズモニック構造を前記界面に備え、
前記下部電極を基準とした高さ方向において、
前記画素定義壁の側面の途中まで前記側面は前記EL層に覆われ、
前記画素定義壁の有する高さは前記EL層の有する高さよりも大きく、
前記画素定義壁の側面において前記EL層に覆われる部分は、前記画素定義壁内に向けて凸となる曲率を有した曲面形状を有し、
前記下部電極は、前記EL層と接する面である下部電極面を備え、
前記画素定義壁の側面と前記下部電極面との形成する角度が30°以上60°以下であり、
前記画素定義壁の側面は、前記プラズモン光を当該プラズモン光が励起された前記画素領域内に向けて反射して当該画素領域から前記共通電極を透して出射させる
EL表示装置。 A pixel definition wall that divides the display surface into a plurality of pixel regions;
Pixels located in each of the plurality of pixel regions;
A common electrode common to each of the plurality of pixels,
The common electrode has a function of transmitting colored light,
Each of the plurality of pixels is
A lower electrode located in the pixel region;
An EL layer located in the pixel region and covering the lower electrode,
The common electrode covers the EL layer and the pixel definition wall,
Either one of the lower electrode and the common electrode is
A cathode having an interface in contact with the EL layer, the interface having a plasmonic structure in which a mode pitch is set so as to excite plasmon light included in a wavelength band of light emitted from the EL layer;
In the height direction with respect to the lower electrode,
The side surface is covered with the EL layer up to the middle of the side surface of the pixel definition wall,
Said height having the pixel defining walls much larger than the height included in the said EL layer,
The portion covered with the EL layer on the side surface of the pixel definition wall has a curved surface shape having a curvature that is convex toward the pixel definition wall,
The lower electrode includes a lower electrode surface that is in contact with the EL layer,
The angle formed between the side surface of the pixel definition wall and the lower electrode surface is 30 ° or more and 60 ° or less,
The side surface of the pixel definition wall is an EL display device that reflects the plasmon light toward the pixel region where the plasmon light is excited and emits the plasmon light from the pixel region through the common electrode .
請求項1に記載のEL表示装置。 The side surface of the pixel definition wall is a smooth surface.
The EL display device according to claim 1 .
前記下部電極は、周期的な凹凸構造を有した陽極であり、
前記EL層は、前記凹凸構造に追従した凹凸形状を有し、
前記プラズモニック構造は、前記EL層の有する前記凹凸形状が反映された構造である
請求項1または2に記載のEL表示装置。 The common electrode is a cathode;
The lower electrode is an anode having a periodic uneven structure,
The EL layer has an uneven shape following the uneven structure,
The plasmonic structure is a structure reflecting the uneven shape of the EL layer.
The EL display device according to claim 1 .
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