JPWO2018070348A1 - 表示装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施の一形態について、図1〜図8に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図1は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33の概略構成を、発光原理と合わせて模式的に示す図である。図2の(a)は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の副画素3Bにおける発光原理を示す図であり、図2の(b)は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の副画素3Gにおける発光原理を示す図であり、図2の(c)は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の副画素3Rにおける発光原理を示す図である。図3は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の画素配列を模式的に示す平面図である。図4は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図4は、図3に示す有機EL表示装置1のL1−L2線断面に相当する、一画素領域の概略構成の一例を示している。図5の(a)〜(c)は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1における青色発光層34B、緑色発光層34G、赤色発光層34Rの積層方法を、積層順に示す平面図である。
TFT基板10は、TFT12や配線14を含むTFT回路が形成された回路基板である。TFT基板10は、支持基板として、図示しない絶縁基板11を備えている。
図4に示すように、各有機EL素子20は、第1電極21、有機EL層22、第2電極23を備えている。有機EL層22は、第1電極21と第2電極23とで挟持されている。本実施形態では、第1電極21と第2電極23との間に設けられた層を総称して有機EL層22と称する。
第1電極21および第2電極23は、対の電極であり、一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。
有機EL層22は、図4に示すように、機能層として、第1電極21側から、正孔注入層31、正孔輸送層32、発光層34を含む発光層ユニット33、電子輸送層35、電子注入層36が、この順に積層された構成を有している。正孔注入層31、正孔輸送層32、電子輸送層35、電子注入層36は、複数の画素2に共通する共通層として、複数の画素2に跨がって形成されている。このため、これら正孔注入層31、正孔輸送層32、電子輸送層35、電子注入層36は、副画素3B・3G・3Rに共通して形成されている。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、図1および図4に示すように、赤色発光層34Rと、青色発光層34Bと、緑色発光層34Gと、を含む発光層ユニット33を含んでいる。
正孔注入層31は、正孔注入性材料を含み、発光層34への正孔注入効率を高める機能を有する層である。正孔注入層31と正孔輸送層32とは、互いに独立した層として形成されていてもよく、正孔注入層兼正孔輸送層として一体化されていてもよい。また、正孔注入層31と正孔輸送層32とが両方設けられている必要はなく、一方のみ(例えば正孔輸送層32のみ)が設けられていてもよい。
電子注入層36は、電子注入性材料を含み、発光層34への電子注入効率を高める機能を有する層である。
保護層24は、透光性を有する、絶縁性材料や導電性材料で形成される。保護層24の材料としては、例えば、窒化シリコン(SiN)、酸化シリコン(SiO)、酸窒化シリコン(SiON)、酸化アルミニウム(Al2O3)等の無機絶縁材料や、ITO等の導電性材料が挙げられる。なお、保護層24は、無機絶縁層と有機絶縁層との積層構造を有していてもよい。上記有機絶縁層に用いられる有機絶縁材料としては、例えば、ポリシロキサン、酸化炭化シリコン(SiOC)、アクリレート、ポリ尿素、パリレン、ポリイミド、ポリアミド等が挙げられる。
封止基板40としては、例えば、ガラス基板あるいはプラスチック基板等の絶縁基板が用いられる。本実施形態のように有機EL表示装置1がトップエミッション型の有機EL表示装置である場合、封止基板40には、透光性を有する絶縁基板が用いられる。
次に、上記有機EL表示装置1の製造方法について、主に図1、図4および図5の(a)〜(c)を参照して以下に説明する。
次に、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の表示方法について、図1、図2の(a)〜(c)、および図4を参照して以下に説明する。
以上のように、本実施形態では、赤色発光層34Rを、副画素3Bと副画素3Gと副画素3Rとに共通な共通発光層とし、青色発光層34Bを、副画素3Bと副画素3Gとに共通な共通発光層とし、該共通発光層の活用で生産性を高めながら、積層方向に隣り合う発光層34間におけるエネルギー移動の有無を利用して発光を行う。
なお、本実施形態では、本実施形態にかかる表示装置が有機EL表示装置である場合を例に挙げて説明した。しかしながら本実施形態にかかる表示装置は、PL発光する表示装置であればよい。したがって、本実施形態にかかる表示装置は、上述した例示に限定されるものではなく、例えば無機EL表示装置であってもよく、PL発光を利用した、EL表示装置以外の表示装置であってもよい。また、前記各発光材料に無機材料を使用し、有機層に代えて無機層を形成してもよい。
本発明の他の実施形態について、主に図9の(a)〜(c)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、赤色発光層34Rの発光材料に赤色燐光発光材料を使用することを除けば、実施形態1にかかる有機EL表示装置1と同じ構成を有している。このため、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成を示す断面図は図4と同じである。また、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33の概略構成を示す断面図は図1と同じであり、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の画素配列を模式的に示す平面図は図3と同じである。
次に、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の表示方法について、図1および図9の(a)〜(c)を参照して以下に説明する。
以上のように、本実施形態でも、実施形態1同様、赤色発光層34Rを、副画素3Bと副画素3Gと副画素3Rとに共通な共通発光層とし、青色発光層34Bを、副画素3Bと副画素3Gとに共通な共通発光層とすることで、該共通発光層の活用で生産性を高めながら、発積層方向に隣り合う発光層34間におけるエネルギー移動の有無を利用して発光を行うことができる。このため、本実施形態でも、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
本発明のさらに他の実施形態について、主に図10に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図10は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図10は、図3に示す有機EL表示装置1のL1−L2線断面に相当する、一画素領域の概略構成の一例を示している。
本実施形態によれば、実施形態1、2と同様の原理により表示を行うことができる。つまり、上述した以外の条件を実施形態1、2の何れかと同じ条件とすることで、実施形態1、2の何れかと同じ原理により、各副画素3で、混色や色ズレすることなく、それぞれの発光色を高効率で得ることができ、容易に高精細化を実現することができる。
本発明のさらに他の実施形態について、主に図10および図11の(a)〜(c)に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図11は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33の概略構成を、発光原理と合わせて模式的に示す図である。図12は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図12は、図3に示す有機EL表示装置1のL1−L2線断面に相当する、一画素領域の概略構成の一例を示している。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1の製造方法は、実施形態1において、青色発光層形成工程と緑色発光層形成工程との間に、ブロック層37を形成するブロック層形成工程を含む点を除けば、実施形態1にかかる有機EL表示装置1の製造方法と同じである。
以上のように、本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、副画素3Gの青色発光層34Bと緑色発光層34Gとの間にブロック層37が設けられていることを除けば、実施形態1にかかる有機EL表示装置1と同じ構成を有し、実施形態1と同じ原理により発光が行われる。このため、本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
なお、上述した説明では、実施形態1にかかる有機EL表示装置1に対する変形例を例に挙げて説明したが、本実施形態は、これに限定されるものではなく、前述したように、実施形態1〜3と同様の変形が可能である。
本発明のさらに他の実施形態について、主に図13および図14に基づいて説明すれば、以下の通りである。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、図13および図14に示すように、発光層ユニット33が、第1電極21と第2電極23との間に、第1電極21側から、緑色発光層34G、青色発光層34B、の順に積層された構成を有している。すなわち、本実施形態では、発光層ユニット33における各層が、実施形態1〜4とは逆順に積層されている。
このため、本実施形態では、実施形態1と同様に発光が行われる。すなわち、図13に示すように、副画素3Bでは、実施形態1と同様に、青色発光層34Bで励起子が生成する。実施形態1で説明した理由から、副画素3Bで、フェルスター遷移による青色発光層34Bから赤色発光層34Rへのエネルギー移動は起こらない。このため、副画素3Bでは、ほぼ100%青色発光(青色蛍光発光)する。
以上のように、本実施形態でも、実施形態1と同様の効果を得ることができる。また、従来は、積層順やキャリア移動度を変更すると混色が生じるおそれがあった。しかしながら、本実施形態では、実施形態1〜4とは各発光層34の積層順を変更しているにも拘らず、各副画素3において、混色や色ズレが生じず、それぞれの発光色を高効率で得ることができる。また、本実施形態からも、従来よりもキャリア移動度の選択の自由度が高いことが判る。以上の結果から判るように、上記有機EL表示装置1は、発光層ユニット33における発光層34の積層順の自由度や材料選択の自由度が従来よりも高い。
本発明のさらに他の実施形態について、主に図15〜図18に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図15は、本変形例にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33の概略構成を、発光原理と合わせて模式的に示す図である。図16は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図16は、図3に示す有機EL表示装置1のL1−L2線断面に相当する、一画素領域の概略構成の一例を示している。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1の製造方法は、実施形態1において、赤色発光層形成工程と青色発光層形成工程との間に、セパレート層38を形成するセパレート層形成工程を含む点を除けば、実施形態1にかかる有機EL表示装置1の製造方法と同じである。
以上のように、本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、緑色発光層34Gと赤色発光層34Rとの間のフェルスター遷移を阻害するために、発光材料を含まないセパレート層38が設けられており、緑色発光層34Gと赤色発光層34Rとの間に位置する青色発光層34Bとセパレート層38との合計の層厚がフェルスター半径よりも大きいことを除けば、実施形態1にかかる有機EL表示装置1と同じ構成を有し、実施形態1と同じ原理により発光が行われる。このため、本実施形態によれば、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
図18は、本実施形態の変形例にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33の概略構成を、発光原理と合わせて模式的に示す図である。
本発明のさらに他の実施形態について、主に図19〜図21に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図19は、本変形例にかかる有機EL表示装置1の発光層ユニット33の概略構成を、発光原理と合わせて模式的に示す図である。図20は、本実施形態にかかる有機EL表示装置1の概略構成の一例を示す断面図である。なお、図20は、図3に示す有機EL表示装置1のL1−L2線断面に相当する、一画素領域の概略構成の一例を示している。
本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、副画素3Gにおける緑色発光層34Gと青色発光層34Bとが、実施形態6とは逆順に積層されており、このため、緑色発光層34G中の材料のうち混合比率の最も高い材料に例えば正孔輸送性材料を使用するとともに、セパレート層38の層厚がフェルスター半径よりも大きいことを除けば、例えば実施形態6と同じ構成を有している。
以上のように、本実施形態でも、実施形態1、6と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、実施形態1〜6とは各発光層34の積層順を一部変更しているにも拘らず、各副画素3において、混色や色ズレが生じず、それぞれの発光色を高効率で得ることができる。また、本実施形態からも、従来よりもキャリア移動度の選択の自由度が高いことが判る。したがって、上記有機EL表示装置1は、発光層ユニット33における発光層34の積層順の自由度や材料選択の自由度が従来よりも高い。
本発明の態様1にかかる表示装置(例えば有機EL表示装置1)は、互いに異なるピーク波長の光(例えば青色光、緑色光、赤色光)を発光する第1の副画素(例えば青色の副画素3B)、第2の副画素(例えば緑色の副画素3G)、および第3の副画素(例えば赤色の副画素3R)を含む表示領域1aに、第1の電極(第1電極21)と、第2の電極(第2電極23)と、上記第1の電極と上記第2の電極との間に形成された積層体(例えば有機EL層22)と、を備え、上記積層体は、第1の蛍光発光材料(例えば青色蛍光発光材料)を含む第1の発光層(例えば青色発光層34B)と、第2の蛍光発光材料(例えば緑色蛍光発光材料)を含む第2の発光層(例えば緑色発光層34G)と、第3の蛍光発光材料(例えば赤色蛍光発光材料)または燐光発光材料(例えば赤色燐光発光材料)を第3の発光材料として含む第3の発光層(例えば赤色発光層34R)と、を含み、上記第1の蛍光発光材料は、第1のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料は、上記第1のピーク波長よりも長波長の第2のピーク波長を有する光を発光し、上記第3の発光材料は、上記第2のピーク波長よりも長波長の第3のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第1の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、上記第3の発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、上記第3の発光層は、上記第1の副画素、上記第2の副画素、および上記第3の副画素に共通して設けられており、上記第1の発光層は、上記第1の副画素および上記第2の副画素に共通して設けられており、上記第2の発光層は、上記第2の副画素にのみ設けられており、上記第2の副画素における、上記第1の発光層と上記第2の発光層との間の距離はフェルスター半径以下であり、かつ、上記第2の発光層と上記第3の発光層との間の距離がフェルスター半径よりも大きく、上記第3の発光層は、上記第1の発光層および上記第2の発光層よりも上記第1の電極側または上記第2の電極側に設けられている。
1a 表示領域
2 画素
3、3B、3G、3R 副画素
4、4B、4G、4R 発光領域
10 TFT基板(基板)
11 絶縁基板
12 TFT
13 層間絶縁膜
13a コンタクトホール
14 配線
15 バンク
15a 開口部
20、20B、20G、20R 有機EL素子
21 第1電極
21a 反射電極
21b 透光性電極
22 有機EL層
23 第2電極
24 保護層
31 正孔注入層
32 正孔輸送層
33 発光層ユニット(積層体)
34 発光層
34B 青色発光層(第1の発光層)
34G 緑色発光層(第2の発光層)
34R 赤色発光層(第3の発光層)
35 電子輸送層
36 電子注入層
37 ブロック層
38 セパレート層
40 封止基板
DBG、DGR 対向面間の距離
本実施形態にかかる有機EL表示装置1は、図13および図14に示すように、発光層ユニット33が、第1電極21と第2電極23との間に、第1電極21側から、緑色発光層34G、青色発光層34B、赤色発光層34Rの順に積層された構成を有している。すなわち、本実施形態では、発光層ユニット33における各層が、実施形態1〜4とは逆順に積層されている。
Claims (16)
- 互いに異なるピーク波長の光を発光する第1の副画素、第2の副画素、および第3の副画素を含む表示領域に、第1の電極と、第2の電極と、上記第1の電極と上記第2の電極との間に形成された積層体と、を備え、
上記積層体は、第1の蛍光発光材料を含む第1の発光層と、第2の蛍光発光材料を含む第2の発光層と、第3の蛍光発光材料または燐光発光材料を第3の発光材料として含む第3の発光層と、を含み、
上記第1の蛍光発光材料は、第1のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料は、上記第1のピーク波長よりも長波長の第2のピーク波長を有する光を発光し、上記第3の発光材料は、上記第2のピーク波長よりも長波長の第3のピーク波長を有する光を発光し、
上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第1の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、上記第3の発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、
上記第3の発光層は、上記第1の副画素、上記第2の副画素、および上記第3の副画素に共通して設けられており、上記第1の発光層は、上記第1の副画素および上記第2の副画素に共通して設けられており、上記第2の発光層は、上記第2の副画素にのみ設けられており、
上記第2の副画素における、上記第1の発光層と上記第2の発光層との間の距離はフェルスター半径以下であり、かつ、上記第2の発光層と上記第3の発光層との間の距離がフェルスター半径よりも大きく、上記第3の発光層は、上記第1の発光層および上記第2の発光層よりも上記第1の電極側または上記第2の電極側に設けられていることを特徴とする表示装置。 - 上記第1の電極および第2の電極のうち一方は反射電極を含み、他方は透光性電極であり、
上記第1の副画素では、上記第1の発光層から発光された光が、そのまま、もしくは上記第1の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を透過して外部に出射され、
上記第2の副画素では、上記第2の発光層から発光された光が、そのまま、もしくは上記第2の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を透過して外部に出射され、
上記第3の副画素では、上記第3の発光層から発光された光が、そのまま、もしくは上記第3の副画素における上記反射電極と上記透光性電極との間で多重反射されて、上記透光性電極を透過して外部に出射されることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 - 上記第1の蛍光発光材料の発光スペクトルの一部と、上記第2の蛍光発光材料の吸収スペクトルの一部とが重なっていることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。
- 上記第1の蛍光発光材料は、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態とのエネルギー差が0.3eV以下の熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第2の蛍光発光材料は、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態とのエネルギー差が0.3eV以下の熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第3の蛍光発光材料は、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態とのエネルギー差が0.3eV以下の熱活性化遅延蛍光材料であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第2の副画素における上記第1の発光層と上記第2の発光層とは、発光材料を含まず、フェルスター半径以下の層厚を有するブロック層を介して積層されていることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第2の副画素における、上記第2の発光層と上記第3の発光層との間の距離が少なくとも15nmであることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第3の発光層と、上記第1の発光層と、上記第2の発光層とは、上記第1の電極と上記第2の電極との間に、上記第1の電極側からこの順に積層されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の表示装置。
- 上記第2の発光層と、上記第1の発光層と、上記第3の発光層とは、上記第1の電極と上記第2の電極との間に、上記第1の電極側からこの順に積層されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の表示装置。
- 少なくとも上記第2の副画素における、上記第1の発光層と上記第3の発光層との間に、発光材料を含まないセパレート層が設けられていることを特徴とする請求項7または8に記載の表示装置。
- 上記第1の発光層と上記セパレート層との合計の層厚がフェルスター半径よりも大きいことを特徴とする請求項11に記載の表示装置。
- 上記第3の発光層と、上記第2の発光層と、上記第1の発光層とは、上記第1の電極と上記第2の電極との間に、上記第1の電極側からこの順に積層されていることを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の表示装置。
- 少なくとも上記第2の副画素における、上記第2の発光層と上記第3の発光層との間に、発光材料を含まないセパレート層が設けられていることを特徴とする請求項13に記載の表示装置。
- 上記セパレート層の層厚がフェルスター半径よりも大きいことを特徴とする請求項14に記載の表示装置。
- 互いに異なるピーク波長の光を発光する第1の副画素、第2の副画素、および第3の副画素を含む表示領域に、第1の電極と、第2の電極と、上記第1の電極と上記第2の電極との間に形成された積層体と、を備え、上記積層体は、第1の蛍光発光材料を含む第1の発光層と、第2の蛍光発光材料を含む第2の発光層と、第3の蛍光発光材料または燐光発光材料を第3の発光材料として含む第3の発光層と、を含み、上記第1の蛍光発光材料は、第1のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料は、上記第1のピーク波長よりも長波長の第2のピーク波長を有する光を発光し、上記第3の発光材料は、上記第2のピーク波長よりも長波長の第3のピーク波長を有する光を発光し、上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第1の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低く、上記第3の発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位は、上記第2の蛍光発光材料の最低励起一重項状態のエネルギー準位よりも低い表示装置の製造方法であって、
上記第1の電極を形成する工程と、
上記積層体を形成する工程と、
上記第2の電極を形成する工程と、を含み、
上記積層体を形成する工程は、
上記第1の発光層を、上記第1の副画素、上記第2の副画素、および上記第3の副画素に共通するように蒸着する第1の発光層蒸着工程と、
上記第2の発光層を、上記第2の副画素および上記第3の副画素に共通するように塗り分け蒸着する第2の発光層蒸着工程と、
上記第3の発光層を、上記第3の副画素に塗り分け蒸着する第3の発光層蒸着工程と、を含み、
上記第2の副画素における、上記第1の発光層と上記第2の発光層との間の距離がフェルスター半径以下であり、かつ、上記第2の発光層と上記第3の発光層との間の距離がフェルスター半径よりも大きく、上記第3の発光層は、上記第1の発光層および上記第2の発光層よりも上記第1の電極側または上記第2の電極側に位置するように上記積層体を形成することを特徴とする表示装置の製造方法。
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