KR102625628B1 - 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 시야각이 넓은 표시 장치를 제공한다. 넓은 색역으로 표시할 수 있는 표시 장치를 제공한다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 가지는 표시 장치이다. 각 발광 소자는 한 쌍의 전극과 발광층을 가진다. 한 쌍의 전극의 한쪽은 반사 전극을 가지고, 다른 한쪽은 반투과·반반사 전극을 가진다. 각 발광 소자가 가지는 발광층은 각각 상이한 층이다. 제 1 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 1 피크 파장은 400nm 이상 480nm 이하이다. 제 2 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 2 피크 파장은 580nm 이상 700nm 이하이다. 제 3 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 3 피크 파장은 제 1 피크 파장과 제 2 피크 파장의 사이의 파장이다. 한 쌍의 전극 사이의 거리는 제 1 발광 소자가 가장 길고, 제 2 발광 소자가 다음으로 길다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 가지는 표시 장치이다. 각 발광 소자는 한 쌍의 전극과 발광층을 가진다. 한 쌍의 전극의 한쪽은 반사 전극을 가지고, 다른 한쪽은 반투과·반반사 전극을 가진다. 각 발광 소자가 가지는 발광층은 각각 상이한 층이다. 제 1 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 1 피크 파장은 400nm 이상 480nm 이하이다. 제 2 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 2 피크 파장은 580nm 이상 700nm 이하이다. 제 3 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 3 피크 파장은 제 1 피크 파장과 제 2 피크 파장의 사이의 파장이다. 한 쌍의 전극 사이의 거리는 제 1 발광 소자가 가장 길고, 제 2 발광 소자가 다음으로 길다.
Description
본 발명의 일 형태는 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기에 관한 것이다.
또한 본 발명의 일 형태는 상술한 기술분야에 한정되지 않는다. 본 발명의 일 형태의 기술분야로서는, 반도체 장치, 표시 장치, 발광 장치, 전자 기기, 조명 장치, 입출력 장치(예를 들어 터치 패널 등), 이들의 구동 방법, 또는 이들의 제조 방법을 일례로서 들 수 있다.
근년에 들어, 표시 장치는 다양한 용도로 응용되는 것이 기대되고 있다. 예를 들어 대형 표시 장치의 용도로서는 가정용 텔레비전 장치(텔레비전 또는 텔레비전 수신기라고도 함), 디지털 사이니지(Digital Signage: 전자 간판)나 PID(Public Information Display) 등이 있다. 표시 장치의 표시 영역이 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 늘릴 수 있다. 또한, 표시 영역이 넓을수록 눈에 띄기 쉽기 때문에, 예를 들어 광고의 선전(宣傳) 효과가 높아지는 것이 기대된다.
표시 장치로서는 예를 들어 발광 소자를 가지는 발광 장치가 개발되고 있다. 일렉트로루미네선스(Electroluminescence, 이하 EL이라고 기재함) 현상을 이용한 발광 소자(EL 소자라고도 기재함)는 박형 경량화가 용이한 점, 입력 신호에 대한 고속 응답이 가능한 점, 직류 저전압 전원을 사용하여 구동이 가능한 점 등의 특징을 가지고, 표시 장치로 응용되고 있다.
또한 유기 EL 소자는 플렉시블 디바이스로의 응용이 검토되고 있다. 예를 들어 특허문헌 1에 유기 EL 소자가 적용된 가요성을 가지는 발광 장치가 기재되고 있다.
표시 장치는 용도가 다양하기 때문에, 정면에서 관찰되는 경우뿐만 아니라 비스듬한 방향에서 관찰되는 경우에서도 높은 시인성이 요구된다. 표시 장치를 비스듬한 방향에서 관찰하는 경우의 표시는, 표시 장치를 정면으로부터 관찰하는 경우의 표시와 크게 다르지 않은 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태는 시야각이 넓은 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다. 본 발명의 일 형태는 넓은 색역으로 표시를 할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 과제 중 하나로 한다.
또한 이들 과제의 기재는 다른 과제의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 이들 모든 과제를 반드시 해결할 필요는 없는 것으로 한다. 명세서, 도면, 청구범위의 기재로부터 이들 외의 과제를 추출할 수 있다.
본 발명의 일 형태는 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 가지는 표시 장치이다. 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자는 각각 한 쌍의 전극과 한 쌍의 전극 사이의 발광층을 가진다. 한 쌍의 전극의 한쪽은 반사 전극을 가진다. 한 쌍의 전극의 다른 한쪽은 반투과·반반사 전극을 가진다. 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 발광층은 각각 상이한 층이다. 제 1 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 1 피크 파장은 400nm 이상 480nm 이하이다. 제 2 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 2 피크 파장은 580nm 이상 700nm 이하이다. 제 3 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 3 피크 파장은 제 1 피크 파장과 제 2 피크 파장의 사이의 파장이다. 제 1 발광 소자는 제 2 발광 소자보다 두껍고, 제 2 발광 소자는 제 3 발광 소자보다 두꺼운 것이 바람직하다. 또는, 제 1 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는, 제 2 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리보다 길고, 제 2 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는, 제 3 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리보다 긴 것이 바람직하다.
제 1 발광 소자의 두께와 제 2 발광 소자의 두께 차이는, 40nm 이상 90nm 이하인 것이 바람직하다. 또는, 제 1 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리와, 제 2 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리의 차이는, 40nm 이상 90nm 이하인 것이 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자는, 각각 한 쌍의 전극 사이에 정공 수송층을 가지는 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 발광 소자가 가지는 정공 수송층은 제 2 발광 소자가 가지는 정공 수송층보다 두꺼운 것이 바람직하고, 제 1 발광 소자가 가지는 정공 수송층은 제 3 발광 소자가 가지는 정공 수송층보다 두꺼운 것이 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자는, 각각 반사 전극과 발광층 사이에 투명 전극을 가지는 것이 바람직하다. 제 1 발광 소자가 가지는 투명 전극은 제 2 발광 소자가 가지는 투명 전극보다 두꺼운 것이 바람직하고, 제 1 발광 소자가 가지는 투명 전극은 제 3 발광 소자가 가지는 투명 전극보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이 경우, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자는, 각각 투명 전극과 발광층 사이에 정공 주입층 및 정공 수송층을 가지는 것이 바람직하다. 그리고, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 정공 주입층은 공통된 층인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 정공 수송층은 공통된 층인 것이 바람직하다. 즉, 정공 주입층 및 정공 수송층은 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자에서 공통적으로 사용되는 것이 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자는, 각각 한 쌍의 전극 사이에 전자 수송층을 가지는 것이 바람직하다. 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 전자 수송층은 공통된 층인 것이 바람직하다. 즉, 전자 수송층은 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자에서 공통적으로 사용되는 것이 바람직하다.
CIE1976 색도 좌표(u'v' 색도 좌표)에서 제 2 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 60° 기울어진 방향의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다. 마찬가지로, CIE1976 색도 좌표에서, 제 1 발광 소자 또는 제 3 발광 소자의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 60° 기울어진 방향의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다. 또한 기울기는 60°에 한정되지 않고 예를 들어 30°, 40°, 50°, 70°, 또는 80°의 경우에도 마찬가지로 할 수 있으면 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 백색 표시를 하는 경우에 CIE1976 색도 좌표에서의 정면 방향의 색도와 정면에서 60° 기울어진 방향의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다. 또한 기울기는 60°에 한정되지 않고 예를 들어 30°, 40°, 50°, 70°, 또는 80°의 경우에도 마찬가지로 할 수 있으면 바람직하다. 또한, 본 명세서 등에서 백색으로서는 예를 들어 표준 광원 D65의 색도로 표시할 수 있고, 이 경우의 휘도는 10cd/m2 이상 300cd/m2 이하인 것이 바람직하다.
정면 휘도에 대하여 정면에서 30° 기울어진 방향의 상대 휘도를 제 1 상대 휘도로 하고, 정면 휘도에 대하여 정면에서 60° 기울어진 방향의 상대 휘도를 제 2 상대 휘도로 한 경우에, 제 2 발광 소자에서의 제 1 상대 휘도는 제 1 발광 소자에서의 제 1 상대 휘도보다 높은 것이 바람직하고, 제 2 발광 소자에서의 제 2 상대 휘도는 제 1 발광 소자에서의 제 2 상대 휘도보다 높은 것이 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 발광층은 서로 분리되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 형태는 상술한 구성 중 어느 구성을 가지는 표시 장치를 가지고, 플렉시블 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit, 이하 FPC라 기재함) 또는 TCP(Tape Carrier Package) 등의 커넥터가 장착된 표시 모듈, 또는 COG(Chip On Glass) 방식 또는 COF(Chip On Film) 방식 등에 의하여 IC가 실장된 표시 모듈 등의 표시 모듈이다.
본 발명의 일 형태는 상기 표시 모듈과, 안테나, 배터리, 하우징, 카메라, 스피커, 마이크로폰, 및 조작 버튼 중 적어도 어느 하나를 가지는 전자 기기이다.
본 발명의 일 형태에 의하여, 시야각이 넓은 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 일 형태에 의하여 넓은 색역으로 표시할 수 있는 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 이들 효과의 기재는 다른 효과의 존재를 방해하는 것은 아니다. 본 발명의 일 형태는 이들 모든 효과를 반드시 가질 필요는 없다. 명세서, 도면, 청구범위의 기재로부터 이들 외의 효과를 추출할 수 있다.
도 1은 표시 장치가 가지는 발광 소자의 일례를 도시한 도면.
도 2는 표시 장치가 가지는 발광 소자의 일례를 도시한 도면.
도 3은 표시 장치가 가지는 광학 조정층의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 4는 표시 장치가 가지는 발광 소자의 일례를 도시한 도면.
도 5는 표시 장치의 색도 범위를 설명하기 위한 색도도.
도 6은 표시 장치의 일례를 도시한 도면.
도 7은 표시 장치의 일례를 도시한 도면.
도 8은 표시 장치의 일례를 도시한 도면.
도 9는 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 10은 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 11은 실시예 1의 발광 소자 및 비교 발광 소자를 설명하기 위한 도면.
도 12는 실시예 1의 발광 소자의 CIE1931 색도 좌표를 도시한 도면.
도 13은 실시예 1의 발광 소자의 CIE1976 색도 좌표를 도시한 도면.
도 14는 실시예 1의 비교 발광 소자의 CIE1931 색도 좌표를 도시한 도면.
도 15는 실시예 1의 비교 발광 소자의 CIE1976 색도 좌표를 도시한 도면.
도 16은 실시예 1의 발광 소자의 휘도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 17은 실시예 1의 발광 소자의 색도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 18은 실시예 1의 비교 발광 소자의 휘도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 19는 실시예 1의 비교 발광 소자의 색도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 20은 발광 소자의 전류-전압 특성을 도시한 도면.
도 21은 발광 소자의 신뢰성 시험의 결과를 도시한 도면.
도 22는 발광 소자의 소비전력, 색역, 및 색 편차의 평가 결과.
도 2는 표시 장치가 가지는 발광 소자의 일례를 도시한 도면.
도 3은 표시 장치가 가지는 광학 조정층의 제작 방법의 일례를 도시한 도면.
도 4는 표시 장치가 가지는 발광 소자의 일례를 도시한 도면.
도 5는 표시 장치의 색도 범위를 설명하기 위한 색도도.
도 6은 표시 장치의 일례를 도시한 도면.
도 7은 표시 장치의 일례를 도시한 도면.
도 8은 표시 장치의 일례를 도시한 도면.
도 9는 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 10은 전자 기기의 일례를 도시한 도면.
도 11은 실시예 1의 발광 소자 및 비교 발광 소자를 설명하기 위한 도면.
도 12는 실시예 1의 발광 소자의 CIE1931 색도 좌표를 도시한 도면.
도 13은 실시예 1의 발광 소자의 CIE1976 색도 좌표를 도시한 도면.
도 14는 실시예 1의 비교 발광 소자의 CIE1931 색도 좌표를 도시한 도면.
도 15는 실시예 1의 비교 발광 소자의 CIE1976 색도 좌표를 도시한 도면.
도 16은 실시예 1의 발광 소자의 휘도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 17은 실시예 1의 발광 소자의 색도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 18은 실시예 1의 비교 발광 소자의 휘도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 19는 실시예 1의 비교 발광 소자의 색도의 시야각 의존성을 설명하기 위한 도면.
도 20은 발광 소자의 전류-전압 특성을 도시한 도면.
도 21은 발광 소자의 신뢰성 시험의 결과를 도시한 도면.
도 22는 발광 소자의 소비전력, 색역, 및 색 편차의 평가 결과.
실시형태에 대하여 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 취지 및 그 범위에서 벗어남이 없이 그 형태 및 자세한 사항을 다양하게 변경할 수 있다는 것은 통상의 기술자라면 용이하게 이해할 수 있다. 따라서 본 발명은 이하에 나타내는 실시형태의 기재 내용에 한정하여 해석되는 것은 아니다.
또한 이하에서 설명하는 발명의 구성에 있어서, 동일한 부분 또는 같은 기능을 가지는 부분에는 동일한 부호를 다른 도면 사이에서 공통적으로 사용하고, 그 반복 설명은 생략한다. 또한 같은 기능을 가지는 부분을 가리키는 경우에는, 같은 해치 패턴으로 하고, 특별히 부호를 붙이지 않는 경우가 있다.
또한 도면에 도시된 각 구성의 위치, 크기, 범위 등은 이해의 간단화를 위하여, 실제의 위치, 크기, 범위 등을 나타내지 않는 경우가 있다. 그러므로, 개시(開示)된 발명은 반드시 도면에 개시된 위치, 크기, 범위 등에 한정되지 않는다.
또한 "막"이라는 용어와 "층"이라는 용어는, 경우 또는 상황에 따라 서로 바꿀 수 있다. 예를 들어 "도전층"이라는 용어를 "도전막"이라는 용어로 바꿀 수 있다. 또는 예를 들어 "절연막"이라는 용어를 "절연층"이라는 용어로 바꿀 수 있다.
(실시형태 1)
본 실시형태에서는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에 대하여 도 1 내지 도 8을 사용하여 설명한다.
본 실시형태의 표시 장치는 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 가진다. 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자는 각각 한 쌍의 전극과 한 쌍의 전극 사이의 발광층을 가진다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자에는 미소 공진기(마이크로 캐비티) 구조가 적용되어 있다. 각 발광 소자들이 가지는 한 쌍의 전극의 한쪽은 반사 전극을 가지고, 다른 한쪽은 반투과·반반사 전극을 가진다. 한 쌍의 전극 사이의 광학 거리는 발광층으로부터 얻어지는 광의 파장 λ에 대하여 mλ/2(단 m은 자연수) 또는 그 근방이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 표시 장치의 컬러화 방식에는 독립 화소 방식이 적용되어 있다. 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 발광층은 각각 상이한 층이다. 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자가 가지는 발광층은 서로 분리되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 표시 장치의 선명도가 높은 경우에는 각 발광 소자들이 가지는 발광층은 서로 중첩되는 부분을 가지는 경우가 있다. 본 명세서 중 등에서 복수에 발광층이 서로 분리되어 있다는 것은, 복수의 발광층이 공간적으로 분리되어 있는 경우에 한정되지 않고, 서로 전기적으로 절연된 경우도 포함한다.
제 1 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 1 피크 파장은 400nm 이상 480nm 이하이다. 제 1 발광 소자는 예를 들어 청색 광을 나타내는 발광 소자이다.
제 2 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 2 피크 파장은 580nm 이상 700nm 이하이다. 제 2 발광 소자는 예를 들어 적색 광을 나타내는 발광 소자이다.
제 3 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 3 피크 파장은 제 1 피크 파장과 제 2 피크 파장의 사이의 파장이다. 제 3 발광 소자는 예를 들어 녹색 광을 나타내는 발광 소자 또는 황색 광을 나타내는 발광 소자이다.
본 실시형태의 표시 장치는 각 발광 소자들의 두께에 특징을 가진다. 구체적으로는, 제 1 발광 소자는 제 2 발광 소자보다 두껍고, 제 2 발광 소자는 제 3 발광 소자보다 두껍다. 또는, 제 1 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는 제 2 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리보다 길고, 제 2 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는 제 3 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리보다 길다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 표시 장치를 비스듬한 방향에서 관찰하는 경우와, 표시 장치를 정면 방향에서 관찰하는 경우 사이에서, 색 편차가 생기기 어려워진다. 그러므로, 시야각이 넓은 표시 장치를 실현할 수 있다.
예를 들어, 제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자에서, 한 쌍의 전극 사이의 광학 거리가 같은 배수(즉 상기 mλ/2에서 m이 각 발광 소자에서 동일함)인 경우, 각도에 따른 휘도 감쇠는, 시감도가 높은 제 2 발광 소자 및 제 3 발광 소자가, 제 1 발광 소자보다 더 커지므로, 백색 색도의 시야각 의존성이 높다. 한편, 본 발명의 일 형태의 구성에서는 제 1 발광 소자보다 제 2 발광 소자 및 제 3 발광 소자의 휘도 감쇠율이 작아진다. 그러므로, 백색 색도의 시야각 의존성을 작게 할 수 있다. 구체적으로는, 제 1 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이의 광학 거리는 1파장(m=2)이고, 또한 제 2 발광 소자 및 제 3 발광 소자의 한 쌍의 전극 사이의 광학 거리는 1/2파장(m=1)인 것이 바람직하다.
CIE1976 색도 좌표에서 각 발광 소자들의 발광의, 정면 방향의 색도와 비스듬한 방향(정면에서의 기울기의 절대값이 0°보다 크고 90° 미만인 방향)의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로는 각 발광 소자들의 발광의, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 기울어진 방향의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다.
제 1 발광 소자, 제 2 발광 소자, 및 제 3 발광 소자를 사용하여 백색 표시를 행하는 경우, CIE1976 색도 좌표에서의 정면 방향의 색도와 비스듬한 방향(정면에서의 기울기의 절대값이 0°보다 크고 90° 미만인 방향)의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 정면 방향의 색도와 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 기울어진 방향의 색도의 색도차 Δu'v'는 0.05 이하인 것이 바람직하다.
정면 휘도에 대하여 정면에서 30° 기울어진 방향의 상대 휘도를 제 1 상대 휘도로 하고, 정면 휘도에 대하여 정면에서 60° 기울어진 방향의 상대 휘도를 제 2 상대 휘도로 한 경우에, 제 2 발광 소자에서의 제 1 상대 휘도는 제 1 발광 소자에서의 제 1 상대 휘도보다 높은 것이 바람직하고, 제 2 발광 소자에서의 제 2 상대 휘도는 제 1 발광 소자에서의 제 2 상대 휘도보다 높은 것이 바람직하다.
표시 장치의 시야각이 변화됨으로써, 제 1 발광 소자의 상대 휘도와 제 2 발광 소자의 상대 휘도의 대소 관계가 역전되면, 시야각에 따라 백색 색도가 크게 변화되는 경우가 있다. 그러므로, 정면에서 30° 이상 60° 이하(더 바람직하게는 30° 이상 80° 이하) 기울어진 방향에서, 제 1 발광 소자의 상대 휘도와 제 2 발광 소자의 상대 휘도의 대소 관계는 변화되지 않는 것이 바람직하다. 제 1 발광 소자와 제 3 발광 소자 사이, 및 제 2 발광 소자와 제 3 발광 소자 사이에서도, 마찬가지로 할 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치는 시야각 의존성이 작고, 비스듬한 방향에서 표시 장치를 관찰하여도 각도에 따른 콘트라스트의 저하나 색도 변화가 적다. 그러므로, 표시 장치를 정면 방향에서 관찰하는 경우뿐만 아니라, 비스듬한 방향에서 표시 장치를 관찰하는 경우에도 높은 시인성을 얻을 수 있다. 예를 들어 복수의 사람들이 동시에 다양한 각도에서 본 실시형태의 표시 장치를 관찰하여, 상기 표시 장치에 표시되어 있는 정보를 인식할 수 있다. 또한, 플렉시블 디스플레이를 휜 상태에서 관찰하는 경우에도 높은 시인성을 얻을 수 있다. 본 실시형태의 표시 장치는 휴대용 전자 기기의 표시부, 개인용 전자 기기의 표시부, 대화면의 표시부 등 다양한 용도로 이용할 수 있다.
표시 장치에는 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3가지 색의 부화소로 1가지 색을 나타내는 구성이나, R, G, B, W(백색)의 4가지 색의 부화소로 1가지 색을 나타내는 구성, 또는 R, G, B, Y(황색)의 4가지 색의 부화소로 1가지 색을 나타내는 구성 등을 적용할 수 있다. 색 요소에 한정은 없고, RGBWY 외의 색(예를 들어 시안 또는 마젠타 등)을 사용하여도 좋다.
이하에서는, 본 실시형태의 표시 장치, 및 상기 표시 장치가 가지는 발광 소자에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
<발광 소자의 구성예 1>
도 1의 (A) 내지 (C)를 사용하여, RGB 3가지 색의 부화소로 1가지 색을 나타내는 구성인 표시 장치가 가지는 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 1의 (A)에, 적색의 발광(116R)을 나타내는 발광 소자(115R), 녹색의 발광(116G)을 나타내는 발광 소자(115G), 및 청색의 발광(116B)을 나타내는 발광 소자(115B)를 도시하였다.
발광 소자(115B)의 발광 스펙트럼은 파장이 400nm 이상 480nm 이하인 범위 내에 제 1 피크를 가진다. 발광 소자(115R)의 발광 스펙트럼은 파장이 580nm 이상 700nm 이하인 범위 내에 제 2 피크를 가진다. 발광 소자(115G)의 발광 스펙트럼은 제 1 피크보다 장파장이고 제 2 피크보다 단파장인 제 3 피크를 가진다.
발광 소자(115B)는 발광 소자(115R)보다 두껍다. 발광 소자(115R)는 발광 소자(115G)보다 두껍다.
발광 소자(115R)의 두께와 발광 소자(115B)의 두께 차이는 40nm 이상 90nm 이하인 것이 바람직하고, 40nm 이상 75nm 이하인 것이 더 바람직하다. 2개의 소자의 두께 차이가 작을수록 2개의 소자의 발광 색도가 양호해진다.
도 1의 (B)에 각 발광 소자들의 구성예를 도시하였다. 각 발광 소자들은 한 쌍의 전극 사이에 EL층을 가진다. 발광 소자(115R)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113R)을 가진다. 발광 소자(115G)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113G)을 가진다. 발광 소자(115B)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113B)을 가진다.
제 1 전극(111)은 양극으로서 기능한다. 제 2 전극(112)은 음극으로서 기능한다.
제 1 전극(111)에는 반사 전극을 사용하고, 제 2 전극(112)에는 반투과·반반사 전극을 사용한다. 마이크로 캐비티 구조로 함으로써, EL층으로부터 얻어지는 발광을 양쪽 전극 사이에서 공진시키고 제 2 전극(112)을 투과하여 사출되는 광을 강화할 수 있다.
또한 본 구성예에서는, EL층이 제 2 전극(112) 측으로 광을 사출하는 경우에 대하여 설명하지만, EL층이 제 1 전극(111) 측으로 광을 사출하는 구성을 적용할 수도 있다. 구체적으로는 제 2 전극(112)에 반사 전극을 사용하고, 제 1 전극(111)에 반투과·반반사 전극을 사용함으로써, 제 1 전극(111) 측으로 광을 사출할 수 있다.
도 1의 (B)에 도시된 3개의 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극의 재료 및 막 두께 등은 동일하게 할 수 있다. 이로써 표시 장치의 제작 비용 삭감 및 제작 공정의 간략화를 할 수 있다.
도 1의 (B)에서 각 발광 소자들이 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는 EL층의 두께에 상당한다. EL층(113B)은 EL층(113R)보다 두껍다. EL층(113R)은 EL층(113G)보다 두껍다.
EL층(113R)의 두께와 EL층(113B)의 두께 차이는 40nm 이상 90nm 이하인 것이 바람직하고, 40nm 이상 75nm 이하인 것이 더 바람직하다. 2개의 EL층의 두께 차이가 작을수록 2개의 소자의 발광 색도가 양호해진다.
EL층에는, 발광 물질을 포함하는 발광층을 가지고, 원하는 발광색을 나타내는 형광 발광 또는 인광 발광을 얻을 수 있는 구성이 적용된다. EL층에는 적층 구조를 적용할 수 있다.
EL층은 색마다 다른 구성으로 형성된다. EL층이 적층 구조인 경우, EL층에 포함되는 적어도 1층이, 복수의 색의 발광 소자 각각에서 상이한 막을 사용하여 형성된다. EL층이 적층 구조인 경우, EL층에 포함되는 적어도 1층이 복수의 색의 발광 소자에서 공통적인 층이어도 좋다.
EL층을 색마다 다른 구성으로 형성함으로써, 발광 소자를 색마다 적절한 두께로 제작하는 것이 용이해진다.
발광 소자(115R)에서, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)의 광학 거리가 적색 발광을 강화시키는 광학 거리가 되도록 EL층(113R)의 막 두께를 조정한다. 마찬가지로, 발광 소자(115G)에서, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)의 광학 거리가 녹색 발광을 강화시키는 광학 거리가 되도록 EL층(113G)의 막 두께를 조정한다. 그리고, 발광 소자(115B)에서, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)의 광학 거리가 청색 발광을 강화시키는 광학 거리가 되도록 EL층(113B)의 막 두께를 조정한다.
구체적으로는 발광층으로부터 얻어지는 광의 파장 λ에 대하여, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)의 광학 거리가 mλ/2(단, m은 자연수) 또는 그 근방이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
여기서, 반사 전극으로서 특정의 금속막(예를 들어 은과 같은 귀금속을 포함하는 금속막 등)을 사용하면 표면 플라스몬 공명(SPR: SurfacePlasmon Resonance)의 영향으로 인하여, 광 추출 효율이 저하되는 경우가 있다. 이는 금속막 표면 또는 그 근방에서 광이 금속 고유의 플라스몬 진동과 공명되어, 그 고유 진동에 대응되는 파장의 광을 추출하지 못하게 되기 때문이다. 이는 반사 전극과 발광층의 발광 영역까지의 광학 거리가 가까울수록 생기기 쉽다. 그러므로, 발광층으로부터 얻어지는 광의 파장 λ가 가장 짧은 소자, 특히 반사 전극으로서 은을 포함하는 금속막을 사용한 청색 발광 소자에서 이하의 구성을 적용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 도 2의 (A)에서, 제 1 전극(111)에서 발광층(123B)의 원하는 광이 얻어지는 영역(발광 영역)까지의 광학 거리를 (2m'+1)λ/4(단, m'는 자연수) 또는 그 근방이 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 또한, 여기서 발광 영역이란 발광층에서의 정공(홀)과 전자의 재결합 영역을 가리킨다.
이와 같은 광학 조정을 함으로써, 발광층으로부터 얻어지는 특정 단색광의 스펙트럼을 좁혀 색순도가 좋은 발광을 얻을 수 있다. 또한 발광 소자의 광 추출 효율의 저하를 억제하고, 표시 장치의 소비전력을 낮출 수 있다.
또한, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이의 광학 거리는, 엄밀하게는 제 1 전극(111)에서의 반사 영역부터, 제 2 전극(112)에서의 반사 영역까지의 거리와 굴절률의 곱으로 나타내어진다. 그러나, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)에서의 반사 영역을 엄밀하게 결정하기는 어렵다. 그러므로, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)의 임의의 위치를 반사 영역으로 가정함으로써, 충분히 상술한 효과를 얻을 수 있는 것으로 한다.
마찬가지로, 제 1 전극(111)과 발광 영역 사이의 광학 거리는, 엄밀하게는 제 1 전극(111)에서의 반사 영역부터, 발광층에서의 발광 영역까지의 거리와 굴절률의 곱으로 나타내어진다. 그러나, 제 1 전극(111)에서의 반사 영역, 및 발광층에서의 발광 영역을 엄밀하게 결정하기는 어렵다. 그러므로, 제 1 전극(111)의 임의의 위치를 반사 영역으로 하고, 발광층의 임의의 위치를 발광 영역으로 가정함으로써 충분히 상술한 효과를 얻을 수 있는 것으로 한다.
예를 들어 발광 소자(115R)와 발광 소자(115G)는 전극 사이의 광학 거리가 1/2파장이 되도록 조정하고, 발광 소자(115B)는 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
도 1의 (C)에, 각 발광 소자들의 도 1의 (B)와는 다른 구성예를 도시하였다. 도 1의 (C)에 도시된 각 발광 소자들은, 제 1 전극과 EL층 사이에 광학 조정층을 가지는 점이 도 1의 (B)에 도시된 구성과 다르다. 발광 소자(115R)는 제 1 전극(111)과 EL층(113R) 사이에 광학 조정층(110R)을 가진다. 발광 소자(115G)는 제 1 전극(111)과 EL층(113G) 사이에 광학 조정층(110G)을 가진다. 발광 소자(115B)는 제 1 전극(111)과 EL층(113B) 사이에 광학 조정층(110B)을 가진다.
도 1의 (C)에서 각 발광 소자들이 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는, EL층의 두께와 광학 조정층의 두께의 합에 상당한다. EL층(113B)의 두께와 광학 조정층(110B)의 두께의 합은, EL층(113R)의 두께와 광학 조정층(110R)의 두께의 합보다 두껍다. EL층(113R)의 두께와 광학 조정층(110R)의 두께의 합은, EL층(113G)의 두께와 광학 조정층(110G)의 두께의 합보다 두껍다.
EL층(113B)의 두께와 광학 조정층(110B)의 두께의 합과, EL층(113R)의 두께와 광학 조정층(110R)의 두께의 합의 차이는, 40nm 이상 90nm 이하인 것이 바람직하고, 40nm 이상 75nm 이하인 것이 더 바람직하다. 상기 차이가 작을수록, 2개의 소자의 발광의 색도가 양호해진다.
EL층과 광학 조정층의 막 두께를 제어함으로써 광학 조정을 할 수 있다.
광학 조정층에는 가시광을 투과하는 도전막(투명 도전막)을 사용할 수 있다.
다음으로, 발광 소자가 가지는 EL층에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 발광 소자의 각 층의 재료 및 제작 방법에 대해서는 실시형태 2에서 자세히 설명한다.
≪EL층의 구성예 1≫
도 2의 (A)에, 도 1의 (B)에 도시된 3개의 발광 소자의 EL층의 구성예를 도시하였다. EL층은 복수의 기능층으로 구성된다.
EL층(113R)은 정공 주입층(121), 정공 수송층(122R), 발광층(123R), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)을 가진다.
EL층(113G)은 정공 주입층(121), 정공 수송층(122G), 발광층(123G), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)을 가진다.
EL층(113B)은 정공 주입층(121), 정공 수송층(122B), 발광층(123B), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)을 가진다.
각 색의 발광 소자에서 공통되는 기능층이 많을수록, EL층의 제작 비용 삭감 및 제작 공정의 간략화를 할 수 있다. 도 2의 (A)에 도시된 구성에서는, 정공 주입층(121), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)이 각 색의 발광 소자에서 공통적으로 제공되어 있다. 그리고 발광층과 정공 수송층의 막 두께를 색마다 다르게 함으로써 광학 조정을 할 수 있다. 또한, 정공 수송층(122R)과 정공 수송층(122G)은 같은 재료를 사용하여 같은 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
도 2의 (A)에서, 정공 수송층(122B)은 정공 수송층(122R)보다 두껍다. 도 2의 (A)에서, 정공 수송층(122B)은 정공 수송층(122G)보다 두껍다.
≪EL층의 구성예 2≫
도 2의 (B)에, 도 1의 (C)에 도시된 3개의 발광 소자의 EL층의 구성예를 도시하였다.
EL층(113R)은 정공 주입층(121), 정공 수송층(122), 발광층(123R), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)을 가진다.
EL층(113G)은 정공 주입층(121), 정공 수송층(122), 발광층(123G), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)을 가진다.
EL층(113B)은 정공 주입층(121), 정공 수송층(122), 발광층(123B), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)을 가진다.
도 2의 (B)에 도시된 구성에서는 정공 주입층(121), 전자 수송층(124), 및 전자 주입층(125)에 더하여, 정공 수송층(122)도 각 색의 발광 소자에서 공통적으로 제공되어 있다. 발광층과 광학 조정층의 막 두께를 색마다 다르게 함으로써 광학 조정을 할 수 있다.
여기서, 도 2의 (B)에 도시된 광학 조정층(110R)과 광학 조정층(110G)의 두께는 대략 같은 것이 바람직하다. 광학 조정층(110R)과 광학 조정층(110G)의 막 두께를 동일하게 함으로써, 광학 조정층(110R)과 광학 조정층(110G)을 한번에 형성할 수 있다. 이로써, 발광 소자의 제작 공정을 삭감할 수 있다.
광학 조정층은 다계조 마스크(하프톤 마스크, 그레이톤 마스크 등)를 사용한 노광 기술을 사용하여 형성하는 것이 바람직하다. 이로써 EL층이 가지는 기능층 중에서 독립적으로 형성하는 층의 수를 삭감할 수 있는 경우가 있다. 또한, 광학 조정층의 막 두께를 색마다 다르게 함으로써 EL층이 가지는 복수의 기능층을 더 많이 독립적으로 형성하는 경우에 비하여 발광 소자의 제작 비용 삭감 및 제작 공정의 간략화를 할 수 있는 경우가 있다.
도 3을 사용하여 광학 조정층의 제작예를 설명한다.
우선, 제 1 전극(111)이 되는 도전막(111a)을 형성하고, 광학 조정층이 되는 투명 도전막(110)을 형성하고, 다계조 마스크를 사용하여 색마다 두께가 다른 레지스트막을 형성한다. 구체적으로는 광학 조정층(110R) 및 광학 조정층(110G)을 형성하려는 부분에 레지스트막(118R) 및 레지스트막(118G)을 제 1 두께가 되도록 형성하고, 광학 조정층(110B)을 형성하려는 부분에 레지스트막(118B)을 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께가 되도록 형성한다(도 3의 (A) 참조).
다음으로, 에칭을 함으로써 제 1 전극(111), 광학 조정층(110R), 광학 조정층(110G), 및 광학 조정층(110B)을 형성한다(도 3의 (B) 참조). 여기서, 광학 조정층(110R), 광학 조정층(110G), 및 광학 조정층(110B)의 두께는 이미 대략 같다.
다음으로 산소 플라스마를 사용한 애싱 등에 의하여 레지스트막(118R) 및 레지스트막(118G)을 제거한다(도 3의 (C) 참조). 여기서, 제 2 두께의 레지스트막(118B)의 두께는 대략 제 1 두께만큼 얇아진다(도 3의 (C) 참조).
다음으로, 에칭을 함으로써 광학 조정층(110R)의 두께 및 광학 조정층(110G)의 두께를 얇게 한다(도 3의 (D) 참조). 여기서, 광학 조정층(110B) 위에는 레지스트막(118B)이 잔존하기 때문에, 광학 조정층(110B)은 에칭되지 않고 광학 조정층(110R) 및 광학 조정층(110G)보다 두꺼운 채로 유지된다.
그리고 레지스트막(118B)을 제거한다. 이상의 공정을 거쳐 각 색의 제 1 전극(111) 위에 광학 조정층을 형성할 수 있다.
<발광 소자의 구성예 2>
도 4의 (A) 내지 (C)를 사용하여, RGBY 4가지 색의 부화소로 1가지 색을 나타내는 구성인 표시 장치가 가지는 발광 소자에 대하여 설명한다.
도 4의 (A)에 적색의 발광(116R)을 나타내는 발광 소자(115R), 녹색의 발광(116G)을 나타내는 발광 소자(115G), 청색의 발광(116B)을 나타내는 발광 소자(115B), 및 황색의 발광(116Y)을 나타내는 발광 소자(115Y)를 도시하였다.
발광 소자(115B)의 발광 스펙트럼은 파장이 400nm 이상 480nm 이하인 범위 내에 제 1 피크를 가진다. 발광 소자(115R)의 발광 스펙트럼은 파장이 580nm 이상 700nm 이하인 범위 내에 제 2 피크를 가진다. 발광 소자(115G)의 발광 스펙트럼은 제 1 피크 파장보다 장파장이고 제 2 피크 파장보다 단파장인 제 3 피크를 가진다. 발광 소자(115Y)의 발광 스펙트럼은 제 1 피크보다 잔파장이고 제 2 피크보다 단파장인 제 4 피크를 가진다.
발광 소자(115B)는 발광 소자(115R)보다 두껍다. 발광 소자(115R)는 발광 소자(115G)보다 두껍다. 발광 소자(115R)는 발광 소자(115Y)보다 두껍다.
발광 소자(115R)의 두께와 발광 소자(115B)의 두께 차이는 40nm 이상 90nm 이하인 것이 바람직하고, 40nm 이상 75nm 이하인 것이 더 바람직하다. 2개의 소자의 두께 차이가 작을수록 2개의 소자의 발광 색도가 양호해진다.
도 4의 (B)에 각 발광 소자의 구성예를 도시하였다. 각 발광 소자들은 한 쌍의 전극 사이에 EL층을 가진다. 발광 소자(115R)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113R)을 가진다. 발광 소자(115G)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113G)을 가진다. 발광 소자(115B)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113B)을 가진다. 발광 소자(115Y)는 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112) 사이에 EL층(113Y)을 가진다.
제 1 전극(111)은 양극으로서 기능한다. 제 2 전극(112)은 음극으로서 기능한다.
제 1 전극(111)에는 반사 전극을 사용하고, 제 2 전극(112)에는 반투과·반반사 전극을 사용한다. 마이크로 캐비티 구조로 함으로써, EL층으로부터 얻어지는 발광을 양쪽 전극 사이에서 공진시키고 제 2 전극(112)을 투과하여 사출되는 광을 강화할 수 있다.
도 4의 (B)에 도시된 4개의 발광 소자가 가지는 한 쌍의 전극의 재료 및 막 두께 등은 동일하게 할 수 있다. 이로써, 표시 장치의 제작 비용 삭감 및 제작 공정의 간략화를 할 수 있다.
도 4의 (B)에서 각 발광 소자들이 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는 EL층의 두께에 상당한다. EL층(113B)은 EL층(113R)보다 두껍다. EL층(113R)은 EL층(113G)보다 두껍다. EL층(113R)은 EL층(113Y)보다 두껍다.
삭제
EL층에는 발광 소자의 구성예 1과 같은 구성을 적용할 수 있기 때문에, 자세한 설명은 생략한다.
도 4의 (B)에 도시된 바와 같이, EL층을 색마다 다른 구성으로 형성함으로써, 발광 소자를 색마다 적절한 두께로 제작하는 것이 용이해진다.
다른 색의 발광 소자와 마찬가지로, 발광 소자(115Y)에서, 제 1 전극(111)과 제 2 전극(112)의 광학 거리가 황색 발광을 강화시키는 광학 거리가 되도록 EL층(113Y)의 막 두께를 조정한다.
예를 들어 발광 소자(115R), 발광 소자(115G), 및 발광 소자(115Y)는 전극 사이의 광학 거리가 1/2파장이 되도록 조정하고, 발광 소자(115B)는 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 조정하는 것이 바람직하다.
도 4의 (C)에, 각 발광 소자들의 도 4의 (B)와는 다른 구성예를 도시하였다. 도 4의 (C)에 도시된 각 발광 소자들은, 제 1 전극과 EL층 사이에 광학 조정층을 가지는 점이 도 4의 (B)에 도시된 구성과 다르다. 발광 소자(115R)는 제 1 전극(111)과 EL층(113R) 사이에 광학 조정층(110R)을 가진다. 발광 소자(115G)는 제 1 전극(111)과 EL층(113G) 사이에 광학 조정층(110G)을 가진다. 발광 소자(115B)는 제 1 전극(111)과 EL층(113B) 사이에 광학 조정층(110B)을 가진다. 발광 소자(115Y)는 제 1 전극(111)과 EL층(113Y) 사이에 광학 조정층(110Y)을 가진다.
도 4의 (C)에서, 각 발광 소자들이 가지는 한 쌍의 전극 사이의 거리는 EL층의 두께와 광학 조정층의 두께의 합에 상당한다. EL층(113B)의 두께와 광학 조정층(110B)의 두께의 합은, EL층(113R)의 두께와 광학 조정층(110R)의 두께의 합보다 두껍다. EL층(113R)의 두께와 광학 조정층(110R)의 두께의 합은, EL층(113G)의 두께와 광학 조정층(110G)의 두께의 합보다 두껍다. EL층(113R)의 두께와 광학 조정층(110R)의 두께의 합은, EL층(113Y)의 두께와 광학 조정층(110Y)의 두께의 합보다 두껍다.
EL층과 광학 조정층의 막 두께를 제어함으로써 광학 조정을 할 수 있다.
광학 조정층에는 가시광을 투과하는 도전막(투명 도전막)을 사용할 수 있다.
각 발광 소자들이 가지는 EL층의 구성예에 대해서는 구성예 1에서 설명한 내용을 참조할 수 있다.
<표시 장치의 색도 범위에 대하여>
본 실시형태의 표시 장치는 복수의 발광 소자를 가지고, 풀컬러 표시를 실현할 수 있다. 풀컬러 표시에서의 품질의 지표로서 몇 가지 규격이 규정되어 있다.
예를 들어, 디스플레이, 프린터, 디지털 카메라, 스캐너 등의 기기에서 기기 사이의 색 재현의 차이를 통일하기 위하여 IEC(국제 전기 표준 회의)가 규정한 국제 표준의 색 공간에 관한 규격인 sRGB 규격이 널리 정착되어 있다. 또한, sRGB 규격에서는 CIE(국제 조명 위원회)가 규정하는 CIE1931 색도 좌표(xy 색도 좌표)에서의 색도(x, y)를 적색(R)(x, y)=(0.640, 0.330), 녹색(G)(x, y)=(0.300, 0.600), 청색(B)(x, y)=(0.150, 0.060)으로 하고 있다.
또한, 미국의 국가 텔레비전 표준화 위원회(National Television System Committee)가 작성한 아날로그 텔레비전 방식의 색역 규격인 NTSC 규격에서는 색도(x, y)를 적색(R)(x, y)=(0.670, 0.330), 녹색(G)(x, y)=(0.210, 0.710), 청색(B)(x, y)=(0.140, 0.080)으로 하고 있다.
또한, 디지털 영화(시네마) 배급 시의 국제적 통일 규격인 DCI-P3(Digital Cinema Initiatives) 규격에서는, 색도(x, y)를 적색(R)(x, y)=(0.680, 0.320), 녹색(G)(x, y)=(0.265, 0.690), 청색(B)(x, y)=(0.150, 0.060)으로 하고 있다.
또한 NHK(일본 방송 협회)가 규정한 고선명한 UHDTV(Ultra High Definition Television, 슈퍼 하이비전이라고도 함)에서 사용되는 규격인 Recommendation ITU-R BT.2020(이하, BT.2020이라고 함)에서는 색도(x, y)를 적색(0.708, 0.292), 녹색(0.170, 0.797), 청색(0.131, 0.046)으로 하고 있다.
상술한 바와 같이, 화상 표시에 관하여 다양한 규격이 규정되어 있다. 본 발명의 일 형태인 표시 장치는 도 5의 색 좌표로 나타내어지는 색도 범위(영역 A, 영역 B, 영역 C)에 색도를 가지는 광을 가지는 발광 소자(적색의 발광을 나타내는 발광 소자, 녹색의 발광을 나타내는 발광 소자, 청색의 발광을 나타내는 발광 소자)를 가지는 것이 바람직하다.
예를 들어 도 1의 (A)에서, 발광 소자(115R)는 도 5의 색 좌표에서 영역 A로 나타내어지는 범위의 색도의 발광을 얻을 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 발광 소자(115R)의 발광(116R)의 CIE1931 색도 좌표에서의 색도 x는 0.680보다 크고 0.720 이하이고, 색도 y는 0.260 이상 0.320 이하인 것이 바람직하다.
또한, 도 1의 (A)에서, 발광 소자(115G)는 도 5의 색 좌표에서 영역 B로 나타내어지는 범위의 색도의 발광을 얻을 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 발광 소자(115G)의 발광(116G)의 CIE1931 색도 좌표에서의 색도 x는 0.130 이상 0.250 이하이고, 색도 y는 0.710보다 크고 0.810 이하인 것이 바람직하다.
또한, 도 1의 (A)에서, 발광 소자(115B)는 도 5의 색 좌표에서 영역 C로 나타내어지는 범위의 색도의 발광을 얻을 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 발광 소자(115B)의 발광(116B)의 CIE1931 색도 좌표에서의 색도 x는 0.120 이상 0.170 이하이고, 색도 y는 0.020 이상 0.060 미만인 것이 바람직하다.
또한, 표시 장치는 컬러 필터를 가져도 좋고, 각 발광 소자와 컬러 필터를 조합시킨 경우에 컬러 필터를 통하여 각 발광 소자에서 얻어지는 발광이 상기 색도 범위를 만족시키는 구성으로 하여도 좋다.
또한 발광 소자(115R)의 스펙트럼의 피크 파장은 620nm 이상 680nm 이하인 것이 바람직하다. 발광 소자(115G)의 스펙트럼의 피크 파장은 500nm 이상 530nm 이하인 것이 바람직하다. 발광 소자(115B)의 스펙트럼의 피크 파장은 430nm 이상 460nm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 발광 소자(115R), 발광 소자(115G), 발광 소자(115B)의 발광 스펙트럼의 반치폭은 각각 5nm 이상 45nm 이하, 5nm 이상 35nm 이하, 5nm 이상 25nm 이하인 것이 바람직하다. 이들 발광 스펙트럼의 피크 파장 및 반치폭에 관해서는 컬러 필터 통과 후의 값에 대해서도 마찬가지로 할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 색도를 달성함으로써, CIE 색도 좌표(x, y)에서의 본 발명의 일 형태인 표시 장치의 색역을, BT.2020 색역에 대한 면적비로 80% 이상, 또는 상기 색역에 대한 커버율로 75% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 면적비로 90% 이상, 또는 커버율로 85% 이상으로 하는 것이 더 바람직하다.
또한, 색도 산출에 있어서는 색채 휘도계, 분광 반사 휘도계, 발광 스펙트럼 측정기 중 어느 것을 사용하여도 좋고, 어느 하나의 측정에서 상기 색도를 만족시키면 좋다. 단, 어느 측정 방법을 사용하여도 상기 색도를 만족시키는 것이 더 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 형태인 표시 장치에서는, 넓은 색역의 표시할 수 있고 시야각이 넓은 표시 장치를 제공할 수 있다.
<표시 장치의 구성예 1>
도 6의 (A) 내지 (C)에, RGB 3가지 색의 부화소로 1가지 색을 나타내는 구성인 표시 장치를 도시하였다.
도 6의 (A) 내지 (C)에 도시된 표시 장치는 기판(131), 기판(132), 트랜지스터(135), 적색의 발광 소자(133R), 녹색의 발광 소자(133G), 및 청색의 발광 소자(133B) 등을 가진다.
도 6의 (A) 내지 (C)에 도시된 표시 장치는 트랜지스터와 발광 소자가 전기적으로 접속된 액티브 매트릭스형 표시 장치이다.
도 6의 (A), (C)에 도시된 표시 장치는 톱 이미션형이고, 각 발광 소자의 발광은 기판(132)을 통하여 사출된다. 또한 도 6의 (B)에 도시된 바와 같이, 표시 장치에는 보텀 이미션형을 적용할 수도 있다. 광을 추출하는 측의 기판에는 가시광을 투과하는 재료를 사용한다.
각 색의 발광 소자는 제 1 전극(111), 제 2 전극(112), 및 EL층(EL층(113R), EL층(113G), 또는 EL층(113B))을 가진다.
제 1 전극(111)은 트랜지스터(135)와 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 전극(111)은 발광 소자마다 분리되어 있다. 제 1 전극(111)의 단부는 절연층(136)으로 덮여 있다. 제 2 전극(112)은 3가지 색의 발광 소자에서 공통된 층으로서 제공되어 있다.
도 6의 (A), (C)에 도시된 제 1 전극(111)은 반사 전극으로서 기능한다. 도 6의 (A), (C)에 도시된 제 2 전극(112)은 반투과·반반사 전극으로서 기능한다. 도 6의 (B)에 도시된 제 1 전극(111)은 반투과·반반사 전극으로서 기능한다. 도 6의 (B)에 도시된 제 2 전극(112)은 반사 전극으로서 기능한다.
청색의 발광 소자(133B)는 적색의 발광 소자(133R)보다 두껍고, 적색의 발광 소자(133R)는 녹색의 발광 소자(133G)보다 두껍다. 보다 구체적으로는, 청색의 발광 소자(133B)의 전극 사이의 거리는 적색의 발광 소자(133R)의 전극 사이의 거리보다 길고, 적색의 발광 소자(133R)의 전극 사이의 거리는 녹색의 발광 소자(133G)의 전극 사이의 거리보다 길다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 표시 장치를 비스듬한 방향에서 관찰하는 경우와, 표시 장치를 정면 방향에서 관찰하는 경우 사이에서, 색 편차가 생기기 어려워진다. 그러므로, 시야각이 넓은 표시 장치를 실현할 수 있다.
각 발광 소자의 EL층에 포함되는 층 중에서 적어도 1층은 색마다 분리하여 형성된다.
도 6의 (A), (B)에 도시된 EL층(113R), EL층(113G), 및 EL층(113B)의 구성은 도 2의 (A)에 도시된 구성과 마찬가지이다. 구체적으로는 정공 주입층, 전자 수송층, 및 전자 주입층은 3가지 색의 발광 소자에서 공통된 층으로서 제공되고, 정공 수송층 및 발광층이 색마다 상이한 막으로서 제공되어 있다. 또한, 도 6의 (A), (B)에서는 정공 수송층 및 발광층은 색마다 분리되어 제공되어 있는 예를 도시하였지만, 상술한 바와 같이 표시 장치의 선명도가 높은 경우에는 인접되는 발광 소자의 정공 수송층끼리 또는 발광층끼리가 중첩되는 부분을 가질 수도 있다.
도 6의 (C)에 도시된 EL층(113R), EL층(113G), 및 EL층(113B)의 구성은 도 2의 (B)에 도시된 구성과 마찬가지이다. 구체적으로는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 및 전자 주입층은 3가지 색의 발광 소자에서 공통된 층으로서 제공되고, 발광층은 색마다 상이한 막으로서 제공되어 있다.
도 6의 (A) 내지 (C)에 도시된 표시 장치는, 각 발광 소자의 발광색에 따라 각 발광 소자의 전극 사이의 광학 거리가 조정된 마이크로 캐비티 구조를 가진다. 또한, 도 6의 (C)에 도시된 바와 같이, 각 색의 발광 소자가 광학 조정층(광학 조정층(110R), 광학 조정층(110G), 또는 광학 조정층(110B))을 가져도 좋다.
발광 소자는 기판(131), 기판(132), 및 접착층(137)에 의하여 밀봉되어 있다. 기판(131), 기판(132), 및 접착층(137)으로 둘러싸인 공간(134)을 아래에 예로 드는 구성으로 함으로써, 발광 소자에 수분이나 산소 등의 불순물이 들어가는 것을 억제하여 발광 소자의 수명을 길게 할 수 있다. 공간(134)은 감압 분위기인 것이 바람직하다. 또는 공간(134)은 희가스나 질소 가스 등의 불활성 가스, 또는 유기 수지 등으로 충전되어 있는 것이 바람직하다. 또한 도 6의 (B)에서는 공간(134)을 통하여 광을 추출할 필요가 없기 때문에 공간(134) 내에 건조제 등을 배치하는 공간을 확보하기 쉽다.
이상과 같은 구성으로 함으로써 시야각이 넓은 표시 장치를 얻을 수 있다.
<표시 장치의 구성예 2>
본 구성예에서는 가요성을 가지는 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 7의 (A)는 표시 장치(10A)의 상면도이다. 도 7의 (B)는 표시 장치(10A)의 표시부(381)의 단면도 및 FPC(372)와의 접속부의 단면도이다. 도 7의 (C)는 표시 장치(10A)의 변형예인 표시 장치(10B)의 단면도이다.
표시 장치(10A) 및 표시 장치(10B)는 휘어진 상태를 유지하거나 반복적으로 휘어지는 것 등이 가능하다. 표시 장치(10A) 및 표시 장치(10B)의 구성 요소는 각각 가요성을 가지는 재료로 형성된다.
가요성을 가지는 표시 장치(10A) 및 표시 장치(10B)는, 표시부(381)를 휘어진 상태로 사용할 수 있어 다양한 용도로 응용이 가능하다. 본 발명의 일 형태를 적용함으로써 표시 장치(10A) 및 표시 장치(10B)의 시야각을 넓힐 수 있다. 그러므로, 표시부(381)를 휜 상태에서도 각도에 따른 색도 변화가 적고 양호한 표시 품위를 얻을 수 있다.
표시 장치(10A) 및 표시 장치(10B)는 표시부(381) 및 구동 회로부(382)를 가진다. 표시 장치(10A) 및 표시 장치(10B)에는 각각 FPC(372)가 접착되어 있다.
접속체(76)를 통하여 도전층(43c)과 FPC(372)가 전기적으로 접속된다(도 7의 (B), (C) 참조). 도전층(43c)은 트랜지스터의 소스 및 드레인과 동일한 재료 및 공정에서 형성할 수 있다.
접속체(76)로서는 다양한 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film) 및 이방성 도전 페이스트(ACP: Anisotropic Conductive Paste) 등을 사용할 수 있다.
도 7의 (A), (B)에 도시된 표시 장치(10A)는 보호층(75) 및 기판(29)을 가진다. 보호층(75) 측이 표시 장치(10A)의 표시면 측이다. 보호층(75)은 가시광에 대한 투과성이 높은 것이 바람직하다. 보호층(75)이 유기 절연막을 가지면 표시 장치(10A) 표면이 손상을 입거나 크랙이 생기는 것을 억제할 수 있어 바람직하다.
도 7의 (B)에 도시된 표시 장치(10A)는, 절연층(31) 위에 트랜지스터(40)를 가진다. 기판(29)은 접착층(28)에 의하여 절연층(31)에 접착되어 있다. 트랜지스터(40) 위에는 절연층(33) 및 절연층(34)이 제공되어 있다. 절연층(33) 및 절연층(34)에 제공된 개구를 통하여 트랜지스터(40)와 발광 소자(60)가 전기적으로 접속되어 있다. 발광 소자(60)의 하부 전극의 단부는 절연층(35)으로 덮여 있다. 발광 소자(60)의 상부 전극 위에는 절연층(74)이 제공되어 있다. 발광 소자(60)는 절연층(74)에 의하여 밀봉되어 있다고 할 수도 있다.
트랜지스터(40)는 반도체층(42)을 가지는 보텀 게이트 구조의 트랜지스터이다.
반도체층(42)으로서는 산화물 반도체층으로서 기능하는 금속 산화물층을 사용하는 것이 바람직하다. 산화물 반도체와 같이 실리콘보다 밴드 갭이 넓고, 또한 캐리어 밀도가 작은 반도체 재료를 사용하면, 트랜지스터의 오프 상태에서의 전류를 저감할 수 있어 바람직하다.
단, 본 발명의 일 형태인 표시 장치는 트랜지스터의 반도체층에 금속 산화물을 가지는 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 일 형태인 표시 장치는 트랜지스터의 반도체층에 실리콘을 사용할 수 있다. 실리콘으로서는 비정질 실리콘 또는 결정성 실리콘을 사용할 수 있다. 결정성 실리콘으로서는 미결정 실리콘, 다결정 실리콘, 단결정 실리콘 등을 들 수 있다. 실리콘으로서는 저온 폴리실리콘(LTPS(Low Temperature Poly-Silicon))을 사용하는 것이 바람직하다. LTPS 등의 다결정 실리콘은 단결정 실리콘에 비하여 저온에서 형성할 수 있고, 또한 비정질 실리콘에 비하여 높은 전계 효과 이동도와 높은 신뢰성을 구비한다.
트랜지스터(40)에서 도전층(41)의 일부는 게이트로서 기능하고, 절연층(32)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 도전층(43a) 및 도전층(43b)은 각각 소스 및 드레인 중 어느 한쪽으로서 기능한다.
도 7의 (C)에 도시된 표시 장치(10B)는 트랜지스터(40)를 가지지 않고 트랜지스터(49)를 가지는 점, 및 보호층(75)을 가지지 않고 기판(75a) 및 접착층(75b)을 가지는 점이 도 7의 (A), (B)에 도시된 표시 장치(10A)와 상이하다. 표시 장치(10A)와 같은 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략한다.
도 7의 (C)에 도시된 트랜지스터(49)는 반도체층과 2개의 게이트를 가지는 트랜지스터이다.
트랜지스터(49)에서 도전층(41)의 일부는 게이트로서 기능하고, 절연층(31)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 절연층(46)의 일부는 게이트 절연층으로서 기능하고, 도전층(45)의 일부는 게이트로서 기능한다. 반도체층은 채널 영역(42a)과 저저항 영역(42b)을 가진다. 채널 영역(42a)은 절연층(46)을 개재(介在)하여 도전층(45)과 중첩된다. 저저항 영역(42b)은 도전층(43a)과 접속되는 부분 및 도전층(43b)과 접속되는 부분을 가진다.
트랜지스터(49)에는 채널이 형성되는 반도체층을 2개의 게이트로 끼우는 구성이 적용되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다. 2개의 게이트를 접속시키고 이들에 동일한 신호를 공급함으로써, 트랜지스터를 구동시켜도 좋다. 이러한 트랜지스터는 다른 트랜지스터에 비하여 전계 효과 이동도를 높일 수 있어, 온 전류를 증대시킬 수 있다. 그 결과, 고속 구동이 가능한 회로를 제작할 수 있다. 또한, 회로부의 점유 면적을 축소할 수 있다. 온 전류가 큰 트랜지스터를 적용함으로써, 표시 장치를 대형화 또는 고선명화하였을 때에 배선의 수가 늘어나도 각 배선에서의 신호 지연을 저감할 수 있게 되어 표시의 불균일을 억제할 수 있다.
또는, 2개의 게이트 중 한쪽에 문턱 전압을 제어하기 위한 전위를 공급하고, 다른 한쪽에 구동시키기 위한 전위를 공급함으로써, 트랜지스터의 문턱 전압을 제어할 수 있다.
<표시 장치의 구성예 3>
본 구성예에서는 가요성을 가지는 표시 장치에 대하여 설명한다. 도 8의 (A)에 표시 장치(100)의 상면도를 도시하였다. 도 8의 (B), (C)에 4개의 표시 장치(100)를 사용한 멀티 디스플레이의 사시도를 도시하였다.
표시 장치(100)는 휘어진 상태를 유지하거나 반복적으로 휘어지는 것 등이 가능하다. 표시 장치(100)의 구성 요소는 각각 가요성을 가지는 재료로 형성된다. 본 발명의 일 형태를 적용함으로써, 표시 장치(100)의 시야각을 넓힐 수 있다. 그러므로, 표시 장치(100)를 휜 상태에서도 각도에 따른 색도 변화가 적고 양호한 표시 품위를 얻을 수 있다.
또한, 표시 장치(100)를 복수 조합시킴으로써, 멀티 디스플레이를 제작할 수 있다. 멀티 디스플레이는 대형화가 용이하다. 본 발명의 일 형태를 적용함으로써 표시 장치(100)의 시야각을 넓힐 수 있다. 그러므로, 멀티 디스플레이를 복수의 사람들이 동시에 다양한 각도에서 시청하는 경우에서도 각도에 따른 색도 변화가 적고 양호한 표시 품위를 얻을 수 있다. 또한, 멀티 디스플레이의 표시부를 곡면으로 하여 표시하는 것도 가능하며, 이 경우에도 양호한 표시 품위를 얻을 수 있다.
표시 장치(100)는 표시 영역(101) 및 영역(102)을 가진다. 영역(102)은 가시광을 투과하는 영역(119) 및 가시광을 차단하는 영역(120)을 가진다. 가시광을 투과하는 영역(119) 및 가시광을 차단하는 영역(120)은 각각 표시 영역(101)과 인접된다. 도 8의 (A)에 도시된 표시 장치(100)에서는, 가시광을 투과하는 영역(119)이 표시 영역(101)의 2변을 따라 배치되어 있다. 표시 영역(101)의 한쪽 변을 따르는 가시광을 투과하는 영역(119)의 폭 W와, 다른 한쪽 변을 따르는 가시광을 투과하는 영역(119)의 폭 W는, 동일하여도 좋고, 상이하여도 좋다. 도 8의 (A)에는, 이들이 동일한 예를 도시하였다.
도 8의 (B), (C)에 도시된 멀티 디스플레이(22)는 도 8의 (A)에 도시된 표시 장치(100)를 2Х2의 매트릭스 형태로(세로 방향 및 가로 방향으로 각각 2개씩) 총 4개 가진다. 도 8의 (B)는 멀티 디스플레이(22)의 표시면 측의 사시도이고, 도 8의 (C)는 멀티 디스플레이(22)의 표시면 측과 반대 측의 사시도이다.
도 8의 (B), (C)에서는, 각 표시 장치가 FPC와 전기적으로 접속되어 있는 예를 도시하였다.
도 8의 (B), (C)에 도시된 멀티 디스플레이(22)는, 표시 장치(100a), 표시 장치(100b), 표시 장치(100c), 및 표시 장치(100d)를 구비한다.
도 8의 (B), (C)에서 표시 장치(100a)와 표시 장치(100b)의 각 단변이 서로 중첩되고, 표시 영역(101a)의 일부와 가시광을 투과하는 영역(119b)의 일부가 서로 중첩되어 있다. 또한, 표시 장치(100a)와 표시 장치(100c)의 각 장변이 서로 중첩되고, 표시 영역(101a)의 일부와 가시광을 투과하는 영역(119c)의 일부가 서로 중첩되어 있다.
도 8의 (B), (C)에서, 표시 영역(101b)의 일부는, 가시광을 투과하는 영역(119c)의 일부 및 가시광을 투과하는 영역(119d)의 일부와 중첩되어 있다. 또한, 표시 영역(101c)의 일부는, 가시광을 투과하는 영역(119d)의 일부와 중첩되어 있다.
따라서, 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 표시 영역(101a) 내지 표시 영역(101d)이 이음매 없이 배치된 영역을 멀티 디스플레이(22)의 표시 영역(23)으로 할 수 있게 된다.
멀티 디스플레이(22)의 중앙부에서는, 표시 장치(100a) 위에 표시 장치(100b)가 중첩되고, 표시 장치(100b) 위에 표시 장치(100c)가 중첩되고, 표시 장치(100c) 위에 표시 장치(100d)가 중첩되어 있다.
표시 장치(100)는 가요성을 가진다. 이에 의하여, 예를 들어, 도 8의 (B), (C)에 도시된 바와 같이, 표시 장치(100a)의 FPC(109a)의 근방을 만곡시켜, FPC(109a)에 인접하는 표시 장치(100b)의 표시 영역(101b)의 아래 측에, 표시 장치(100a)의 일부 및 FPC(109a)의 일부를 배치할 수 있다. 그 결과, FPC(109a)를 표시 장치(100b)의 뒷면과 물리적으로 간섭하지 않게 배치할 수 있다. 또한, 표시 장치(100a)와 표시 장치(100b)를 중첩하여 고정하는 경우에 FPC(109a)의 두께를 고려할 필요가 없기 때문에 가시광을 투과하는 영역(119b)의 상면과, 표시 장치(100a)의 상면의 높이의 차이를 저감할 수 있다. 이에 의하여 표시 영역(101a) 위에 위치하는 표시 장치(100b)의 단부를 눈에 띄지 않게 할 수 있다.
또한, 각 표시 장치(100)에 가요성을 가지게 함으로써, 표시 장치(100b)의 표시 영역(101b)에서의 상면의 높이를, 표시 장치(100a)의 표시 영역(101a)에서의 상면의 높이와 일치되도록, 표시 장치(100b)를 완만하게 만곡시킬 수 있다. 그러므로, 표시 장치(100a)와 표시 장치(100b)가 서로 중첩되는 영역과 그 근방을 제외하고 각 표시 영역들의 높이를 같게 할 수 있기 때문에, 멀티 디스플레이(22)의 표시 영역(23)에 표시되는 화상의 표시 품위를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태의 표시 장치는 독립 화소 방식이 적용되고, 발광 소자에 마이크로 캐비티 구조가 적용되어 있다. 예를 들어, 적색 및 청색을 포함하는 2가지 색 이상의 발광 소자를 사용하여 풀컬러 표시를 실현하는 경우, 청색의 발광 소자의 두께(또는 전극 사이의 거리)를 가장 두껍게 하고 적색의 발광 소자의 두께(또는 전극 사이의 거리)를 2번째로 두껍게 함으로써, 비스듬한 방향에서 본 경우에 일어나는 적색, 청색, 및 백색의 색 편차를 억제할 수 있다. 이로써, 표시 장치의 시야각을 넓힐 수 있다. 또한, 넓은 색역으로 표시할 수 있게 된다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다. 또한 본 명세서에서 하나의 실시형태 중에 복수의 구성예가 나타내어지는 경우는, 구성예를 적절히 조합할 수 있다.
(실시형태 2)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태인 표시 장치에 사용할 수 있는 발광 소자에 대하여 도 2의 (B)를 사용하여 설명한다.
본 실시형태에서는, 실시형태 1에서 예시한 표시 장치에 사용할 수 있는 재료에 대하여 주로 설명한다.
<제 1 전극 및 제 2 전극>
도 2의 (B)에 도시된 제 1 전극(111)은 가시광에 대한 반사성을 가지는 전극(반사 전극)이다. 반사 전극의 가시광의 반사율은 40% 이상 100% 이하, 바람직하게는 70% 이상 100% 이하로 한다. 또한, 제 1 전극(111)의 저항률은 1×10- 2Ωcm 이하가 바람직하다.
도 2의 (B)에 도시된 제 2 전극(112)은 반투과·반반사 전극이다. 반투과·반반사 전극의 가시광의 반사율은 20% 이상 80% 이하, 바람직하게는 40% 이상 70% 이하로 한다. 또한 제 2 전극(112)의 저항률은 1×10-2Ωcm 이하가 바람직하다.
도 2의 (B)에 도시된 광학 조정층(110R), 광학 조정층(110G), 및 광학 조정층(110B)은 가시광에 대한 투과성을 가지는 전극(투명 전극)이다. 투명 전극의 가시광의 투과율은 40% 이상으로 한다. 광학 조정층(110R), 광학 조정층(110G), 및 광학 조정층(110B)의 저항률은 1×10-2Ωcm 이하가 바람직하다.
제 1 전극(111), 제 2 전극(112), 광학 조정층(110R), 광학 조정층(110G), 및 광학 조정층(110B)을 형성하는 재료로서는, 상술한 양쪽 전극의 기능을 만족시킬 수 있다면 아래에 나타내는 재료를 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어 금속, 합금, 전기 전도성 화합물, 및 이들의 혼합물 등을 적절히 사용할 수 있다. 구체적으로는 In-Sn 산화물(ITO라고도 함), In-Si-Sn 산화물(ITSO라고도 함), In-Zn 산화물, In-W-Zn 산화물을 들 수 있다. 이들 외에 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 크로뮴(Cr), 망가니즈(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 갈륨(Ga), 아연(Zn), 인듐(In), 주석(Sn), 몰리브데넘(Mo), 탄탈럼(Ta), 텅스텐(W), 팔라듐(Pd), 금(Au), 백금(Pt), 은(Ag), 이트륨(Y), 네오디뮴(Nd) 등의 금속, 및 이들의 적절한 조합을 포함하는 합금을 사용할 수도 있다. 이들 외에 상기에 예시되지 않은 원소 주기율표의 1족 또는 2족에 속하는 원소(예를 들어 리튬(Li), 세슘(Cs), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr)), 유로퓸(Eu), 이터븀(Yb) 등의 희토류 금속 및 이들의 적절한 조합을 포함하는 합금, 그래핀 등을 사용할 수 있다.
<정공 주입층 및 정공 수송층>
정공 주입층(121)은 양극인 제 1 전극(111)으로부터 EL층으로 정공(홀)을 주입하는 층이고, 정공 주입성이 높은 재료를 포함하는 층이다.
정공 주입성이 높은 재료로서는, 몰리브데넘 산화물이나 바나듐 산화물, 루테늄 산화물, 텅스텐 산화물, 망가니즈 산화물 등의 전이 금속 산화물을 들 수 있다. 이들 외에, 프탈로사이아닌(약칭: H2Pc)이나 구리 프탈로사이아닌(약칭: CuPC)등의 프탈로사이아닌계 화합물, 4,4'-비스[N-(4-다이페닐아미노페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: DPAB), N,N'-비스{4-[비스(3-메틸페닐)아미노]페닐}-N,N'-다이페닐-(1,1'-바이페닐)-4,4'-다이아민(약칭: DNTPD) 등의 방향족 아민 화합물, 또는 폴리(3,4-에틸렌다이옥시싸이오펜)/폴리(스타이렌설폰산)(약칭: PEDOT/PSS) 등의 고분자 화합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 정공 주입성이 높은 재료로서는 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 복합 재료를 사용할 수도 있다. 이 경우 억셉터성 재료에 의하여 정공 수송성 재료로부터 전자가 추출되어 정공 주입층(121)에서 정공이 발생되고, 정공 수송층(122)을 통하여 발광층에 정공이 주입된다. 또한, 정공 주입층(121)은 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 포함하는 복합 재료로 이루어지는 단층으로 형성하여도 좋고, 정공 수송성 재료와 억셉터성 재료(전자 수용성 재료)를 각각 다른 층으로 적층하여 형성하여도 좋다.
정공 수송층(122)은 정공 주입층(121)에 의하여 제 1 전극(111)으로부터 주입된 정공을 발광층으로 수송하는 층이다. 또한, 정공 수송층(122)은 정공 수송성 재료를 포함하는 층이다. 정공 수송층(122)에 사용되는 정공 수송성 재료로서는, 특히 정공 주입층(121)의 HOMO 준위와 같거나, 가까운 HOMO 준위를 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
정공 주입층(121)에 사용하는 억셉터성 재료로서는, 원소 주기율표에서 4족 내지 8족에 속하는 금속의 산화물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 산화 몰리브데넘, 산화 바나듐, 산화 나이오븀, 산화 탄탈럼, 산화 크로뮴, 산화 텅스텐, 산화 망가니즈, 산화 레늄을 들 수 있다. 그 중에서도 특히 산화 몰리브데넘은 대기 중에서도 안정적이며 흡습성이 낮아 취급하기 쉽기 때문에 바람직하다. 그 외에 퀴노다이메테인 유도체나 클로라닐 유도체, 헥사아자트라이페닐렌 유도체 등의 유기 억셉터를 사용할 수 있다. 구체적으로는 7,7,8,8-테트라사이아노-2,3,5,6-테트라플루오로퀴노다이메테인(약칭: F4-TCNQ), 클로라닐, 2,3,6,7,10,11-헥사사이아노-1,4,5,8,9,12-헥사아자트라이페닐렌(약칭: HAT-CN) 등을 사용할 수 있다.
정공 주입층(121) 및 정공 수송층(122)에 사용하는 정공 수송성 재료로서는 10-6cm2/Vs 이상인 정공 이동도를 가지는 물질이 바람직하다. 또한, 전자보다 정공의 수송성이 높은 물질이면 이들 이외의 물질을 사용할 수 있다.
정공 수송성 재료로서는 π전자 과잉형 복소 방향족 화합물(예를 들어 카바졸 유도체나 인돌 유도체)이나 방향족 아민 화합물이 바람직하고, 구체적인 예로서는, 4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: NPB 또는 α-NPD), N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-다이페닐-[1,1'-바이페닐]-4,4'-다이아민(약칭: TPD), 4,4'-비스[N-(스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-일)-N-페닐아미노]바이페닐(약칭: BSPB), 4-페닐-4'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: BPAFLP), 4-페닐-3'-(9-페닐플루오렌-9-일)트라이페닐아민(약칭: mBPAFLP), 4-페닐-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBA1BP), 3-[4-(9-페난트릴)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPPn), N-(4-바이페닐)-N-(9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-일)-9-페닐-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCBiF), N-(1,1'-바이페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF), 4,4'-다이페닐-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBBi1BP), 4-(1-나프틸)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBANB), 4,4'-다이(1-나프틸)-4''-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBNBB), 9,9-다이메틸-N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]플루오렌-2-아민(약칭: PCBAF), N-페닐-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]스파이로-9,9'-바이플루오렌-2-아민(약칭: PCBASF), 4,4',4''-트리스(카바졸-9-일)트라이페닐아민(약칭: TCTA), 4,4',4''-트리스(N,N-다이페닐아미노)트라이페닐아민(약칭: TDATA), 4,4',4''-트리스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]트라이페닐아민(약칭: MTDATA) 등의 방향족 아민 골격을 가지는 화합물, 1,3-비스(N-카바졸릴)벤젠(약칭: mCP), 4,4'-다이(N-카바졸릴)바이페닐(약칭: CBP), 3,6-비스(3,5-다이페닐페닐)-9-페닐카바졸(약칭: CzTP), 3,3'-비스(9-페닐-9H-카바졸)(약칭: PCCP), 3-[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA1), 3,6-비스[N-(9-페닐카바졸-3-일)-N-페닐아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCA2), 3-[N-(1-나프틸)-N-(9-페닐카바졸-3-일)아미노]-9-페닐카바졸(약칭: PCzPCN1), 1,3,5-트리스[4-(N-카바졸릴)페닐]벤젠(약칭: TCPB), 9-[4-(10-페닐-9-안트라센일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA) 등의 카바졸 골격을 가지는 화합물, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조싸이오펜)(약칭: DBT3P-II), 2,8-다이페닐-4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-III), 4-[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]-6-페닐다이벤조싸이오펜(약칭: DBTFLP-IV) 등의 싸이오펜 골격을 가지는 화합물, 4,4',4''-(벤젠-1,3,5-트라이일)트라이(다이벤조퓨란)(약칭: DBF3P-II), 4-{3-[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]페닐}다이벤조퓨란(약칭: mmDBFFLBi-II) 등의 퓨란 골격을 가지는 화합물을 들 수 있다.
또한, 폴리(N-바이닐카바졸)(약칭: PVK), 폴리(4-바이닐트라이페닐아민)(약칭: PVTPA), 폴리[N-(4-{N'-[4-(4-다이페닐아미노)페닐]페닐-N'-페닐아미노}페닐)메타크릴아마이드](약칭: PTPDMA), 폴리[N,N'-비스(4-뷰틸페닐)-N,N'-비스(페닐)벤지딘](약칭: Poly-TPD) 등의 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
단, 정공 수송성 재료는 상기 재료에 한정되지 않으며, 공지의 다양한 재료 중 한 종류를, 또는 복수 종류를 조합하여 정공 수송성 재료로서 정공 주입층(121) 및 정공 수송층(122)에 사용할 수 있다. 또한, 정공 수송층은 복수의 층으로 형성되어도 좋다. 즉 예를 들어, 제 1 정공 수송층과 제 2 정공 수송층이 적층되어도 좋다.
<발광층>
발광층은, 발광 물질을 포함하는 층이다. 또한, 발광 물질로서는 청색, 자색, 청자색, 녹색, 황록색, 황색, 주황색, 적색 등의 발광색을 나타내는 물질을 적절히 사용한다. 복수의 발광층에 상이한 발광 물질을 사용함으로써 상이한 발광색을 나타내는 구성(예를 들어 보색 관계에 있는 발광색을 조합하여 얻어지는 백색 발광)으로 할 수 있다. 또한, 1개의 발광층이 상이한 발광 물질을 가지는 적층 구조이어도 좋다.
발광층은 발광 물질(게스트 재료)에 더하여 한 종류 또는 복수 종류의 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료)을 가져도 좋다. 또한, 한 종류 또는 복수 종류의 화합물로서는 본 실시형태에서 설명하는 정공 수송성 재료나 전자 수송성 재료의 한쪽 또는 양쪽을 사용할 수 있다.
발광층(123R)은 적색 발광을 나타내는 물질(적색 발광 물질)을 가진다. 발광층(123G)은 녹색 발광을 나타내는 물질(녹색 발광 물질)을 가진다. 발광층(123B)은 청색 발광을 나타내는 물질(청색 발광 물질)을 가진다.
청색 발광 물질로서 단일항 들뜬 상태의 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용하고, 녹색 및 적색 발광 물질로서는 삼중항 들뜬 상태의 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용하면, RGB의 스펙트럼 밸런스가 좋아지기 때문에 바람직하다.
또한, 도 4의 (A)에 도시된 황색 발광(116Y)을 나타내는 발광 소자(115Y)의 발광층에는 황색 발광을 나타내는 물질(황색 발광 물질)을 사용할 수 있다. 황색 발광 물질로서는 삼중항 들뜬 상태의 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용하는 것이 바람직하다.
발광층에 사용할 수 있는 발광 물질로서는 특히 한정은 없으며 단일항 들뜬 상태의 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질, 또는 삼중항 들뜬 상태의 에너지를 가시광 영역의 발광으로 변환하는 발광 물질을 사용할 수 있다. 또한, 상기 발광 물질로서는 아래와 같은 것을 들 수 있다.
단일항 들뜬 상태의 에너지를 발광으로 변환하는 발광 물질로서는 형광을 나타내는 물질(형광 재료)을 들 수 있으며, 예를 들어 피렌 유도체, 안트라센 유도체, 트라이페닐렌 유도체, 플루오렌 유도체, 카바졸 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 퀴녹살린 유도체, 피리딘 유도체, 피리미딘 유도체, 페난트렌 유도체, 나프탈렌 유도체 등이 있다. 특히 피렌 유도체는 발광 양자 수율이 높아 바람직하다. 피렌 유도체의 구체적인 예로서는, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-비스[3-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-다이페닐-N,N'-비스[4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)페닐]피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6FLPAPrn), N,N'-비스(다이벤조퓨란-2-일)-N,N'-다이페닐피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6FrAPrn), N,N'-비스(다이벤조싸이오펜-2-일)-N,N'-다이페닐피렌-1,6-다이아민(약칭: 1,6ThAPrn), N,N'-(피렌-1,6-다이일)비스[(N-페닐벤조[b]나프토[1,2-d]퓨란)-6-아민](약칭: 1,6BnfAPrn), N,N'-(피렌-1,6-다이일)비스[(N-페닐벤조[b]나프토[1,2-d]퓨란)-8-아민](약칭: 1,6BnfAPrn-02), N,N'-(피렌-1,6-다이일)비스[(6,N-다이페닐벤조[b]나프토[1,2-d]퓨란)-8-아민](약칭: 1,6BnfAPrn-03) 등을 들 수 있다. 피렌 유도체는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에서의 청색 색도를 양호한 값으로 하는 데 유용한 화합물군이다.
이 외에도, 5,6-비스[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-2,2'-바이피리딘(약칭: PAP2BPy), 5,6-비스[4'-(10-페닐-9-안트릴)바이페닐-4-일]-2,2'-바이피리딘(약칭: PAPP2BPy), N,N'-비스[4-(9H-카바졸-9-일)페닐]-N,N'-다이페닐스틸벤-4,4'-다이아민(약칭: YGA2S), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: YGAPA), 4-(9H-카바졸-9-일)-4'-(9,10-다이페닐-2-안트릴)트라이페닐아민(약칭: 2YGAPPA), N,9-다이페닐-N-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPA), 4-(10-페닐-9-안트릴)-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBAPA), 4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-4'-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)트라이페닐아민(약칭: PCBAPBA), 페릴렌, 2,5,8,11-테트라(tert-뷰틸)페릴렌(약칭: TBP), N,N''-(2-tert-뷰틸안트라센-9,10-다이일다이-4,1-페닐렌)비스[N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민](약칭: DPABPA), N,9-다이페닐-N-[4-(9,10-다이페닐-2-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-다이페닐-2-안트릴)페닐]-N,N',N'-트라이페닐-1,4-페닐렌다이아민(약칭: 2DPAPPA) 등을 사용할 수 있다.
또한, 삼중항 들뜬 상태의 에너지를 발광으로 변환하는 발광 물질로서는 예를 들어 인광을 나타내는 물질(인광 재료) 및 열 활성화 지연 형광을 나타내는 열 활성화 지연 형광(Thermally Activated Delayed Fluorescence: TADF) 재료가 있다.
인광 재료로서는 유기 금속 착체, 금속 착체(백금 착체), 희토류 금속 착체 등을 들 수 있다. 이들은 물질마다 다른 발광색(발광 피크)을 나타내기 때문에 필요에 따라 적절히 선택하여 사용한다.
청색 또는 녹색을 나타내고 발광 스펙트럼의 피크 파장이 450nm 이상 570nm 이하인 인광 재료로서는 아래와 같은 물질을 들 수 있다.
예를 들어, 트리스{2-[5-(2-메틸페닐)-4-(2,6-다이메틸페닐)-4H-1,2,4-트라이아졸-3-일-κN2]페닐-κC}이리듐(III)(약칭: [Ir(mpptz-dmp)3]), 트리스(5-메틸-3,4-다이페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(Mptz)3]), 트리스[4-(3-바이페닐)-5-아이소프로필-3-페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(iPrptz-3b)3]), 트리스[3-(5-바이페닐)-5-아이소프로필-4-페닐-4H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(iPr5btz)3]) 등의 4H-트라이아졸 골격을 가지는 유기 금속 착체, 트리스[3-메틸-1-(2-메틸페닐)-5-페닐-1H-1,2,4-트라이아졸레이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(Mptz1-mp)3]), 트리스(1-메틸-5-페닐-3-프로필-1H-1,2,4-트라이아졸레이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(Prptz1-Me)3]) 등의 1H-트라이아졸 골격을 가지는 유기 금속 착체, fac-트리스[1-(2,6-다이아이소프로필페닐)-2-페닐-1H-이미다졸]이리듐(III)(약칭: [Ir(iPrpmi)3]), 트리스[3-(2,6-다이메틸페닐)-7-메틸이미다조[1,2-f]페난트리디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(dmpimpt-Me)3]) 등의 이미다졸 골격을 가지는 유기 금속 착체, 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III)테트라키스(1-피라졸릴)보레이트(약칭: FIr6), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III)피콜리네이트(약칭: FIrpic), 비스[2-(3,5-비스트라이플루오로메틸페닐)피리디네이토-N,C2 ']이리듐(III)피콜리네이트(약칭: [Ir(CF3ppy)2(pic)]), 비스[2-(4',6'-다이플루오로페닐)피리디네이토-N,C2']이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: FIr(acac)) 등의 전자 흡인기를 가지는 페닐피리딘 유도체를 배위자로 하는 유기 금속 착체 등이 있다.
녹색 또는 황색을 나타내고 발광 스펙트럼의 피크 파장이 495nm 이상 590nm 이하인 인광 재료로서는 아래와 같은 물질을 들 수 있다.
예를 들어, 트리스(4-메틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppm)3]), 트리스(4-t-뷰틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)3]), (아세틸아세토네이토)비스(6-메틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스(6-tert-뷰틸-4-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스[6-(2-노보닐)-4-페닐피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(nbppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스[5-메틸-6-(2-메틸페닐)-4-페닐피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(mpmppm)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스{4,6-다이메틸-2-[6-(2,6-다이메틸페닐)-4-피리미딘일-κN3]페닐-κC}이리듐(III)(약칭: [Ir(dmppm-dmp)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스(4,6-다이페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(dppm)2(acac)]) 등의 피리미딘 골격을 가지는 유기 금속 이리듐 착체, (아세틸아세토네이토)비스(3,5-다이메틸-2-페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppr-Me)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스(5-아이소프로필-3-메틸-2-페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(mppr-iPr)2(acac)]) 등의 피라진 골격을 가지는 유기 금속 이리듐 착체, 트리스(2-페닐피리디네이토-N,C2')이리듐(III)(약칭: [Ir(ppy)3]), 비스(2-페닐피리디네이토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(ppy)2(acac)]), 비스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(bzq)2(acac)]), 트리스(벤조[h]퀴놀리네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(bzq)3]), 트리스(2-페닐퀴놀리네이토-N,C2')이리듐(III)(약칭: [Ir(pq)3]), 비스(2-페닐퀴놀리네이토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(pq)2(acac)]) 등의 피리딘 골격을 가지는 유기 금속 이리듐 착체, 비스(2,4-다이페닐-1,3-옥사졸레이토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(dpo)2(acac)]), 비스 {2-[4'-(퍼플루오로페닐)페닐]피리디네이토-N,C2 '}이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(p-PF-ph)2(acac)]), 비스(2-페닐벤조싸이아졸레이토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(bt)2(acac)]) 등의 유기 금속 착체 외에, 트리스(아세틸아세토네이토)(모노페난트롤린)터븀(III)(약칭: [Tb(acac)3(Phen)]) 등의 희토류 금속 착체 등이 있다.
상술한 물질 중에서 피리딘 골격(특히 페닐피리딘 골격) 또는 피리미딘 골격을 가지는 유기 금속 이리듐 착체는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에서의 녹색 색도를 양호한 값으로 하는 데 유용한 화합물군이다.
황색 또는 적색을 나타내고 발광 스펙트럼의 피크 파장이 570nm 이상 750nm 이하인 인광 재료로서는 아래와 같은 물질을 들 수 있다.
예를 들어, (다이아이소뷰티릴메타네이토)비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(5mdppm)2(dibm)]), 비스[4,6-비스(3-메틸페닐)피리미디네이토](다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(5mdppm)2(dpm)]), (다이피발로일메타네이토)비스[4,6-다이(나프탈렌-1-일)피리미디네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(d1npm)2(dpm)]) 등의 피리미딘 골격을 가지는 유기 금속 착체, (아세틸아세토네이토)비스(2,3,5-트라이페닐피라지네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tppr)2(acac)]), 비스(2,3,5-트라이페닐피라지네이토)(다이피발로일메타네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tppr)2(dpm)]), 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-5-페닐-2-피라진일-κN]페닐-κC}(2,6-다이메틸-3,5-헵탄다이오네이토-κ2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdppr-P)2(dibm)]), 비스{4,6-다이메틸-2-[5-(4-사이아노-2,6-다이메틸페닐)-3-(3,5-다이메틸페닐)-2-피라진일-κN]페닐-κC}(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄다이오네이토-κ2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]), (아세틸아세토네이토)비스[2-메틸-3-페닐퀴녹살리네이토-N,C2']이리듐(III)(약칭: [Ir(mpq)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스(2,3-다이페닐퀴녹살리네이토-N,C2 ')이리듐(III)(약칭: [Ir(dpq)2(acac)]), (아세틸아세토네이토)비스[2,3-비스(4-플루오로페닐)퀴녹살리네이토]이리듐(III)(약칭: [Ir(Fdpq)2(acac)]) 등의 피라진 골격을 가지는 유기 금속 착체, 트리스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C2')이리듐(III)(약칭: [Ir(piq)3]), 비스(1-페닐아이소퀴놀리네이토-N,C2')이리듐(III)아세틸아세토네이트(약칭: [Ir(piq)2(acac)]) 등의 피리딘 골격을 가지는 유기 금속 착체, 2,3,7,8,12,13,17,18-옥타에틸-21H,23H-포르피린백금(II)(약칭: [PtOEP]) 등의 백금 착체, 트리스(1,3-다이페닐-1,3-프로페인다이오네이토)(모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: [Eu(DBM)3(Phen)]), 트리스[1-(2-테노일)-3,3,3-트라이플루오로아세토네이토](모노페난트롤린)유로퓸(III)(약칭: [Eu(TTA)3(Phen)]) 등의 희토류 금속 착체 등이 있다.
상술한 물질 중에서 피라진 골격을 가지는 유기 금속 이리듐 착체는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에서의 적색 색도를 양호한 값으로 하는 데 유용한 화합물군이다. 특히, [Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]과 같이 사이아노기를 가지는 유기 금속 이리듐 착체는 안정성이 높아 바람직하다.
또한, 청색 발광 물질로서는 포토루미네선스의 피크 파장이 430nm 이상 470nm 이하, 더 바람직하게는 430nm 이상 460nm 이하인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 녹색 발광 물질로서는 포토루미네선스의 피크 파장이 500nm 이상 540nm 이하, 더 바람직하게는 500nm 이상 530nm 이하인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 적색 발광 물질로서는 포토루미네선스의 피크 파장이 610nm 이상 680nm 이하, 더 바람직하게는 620nm 이상 680nm 이하인 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 포토루미네선스는 용액 및 박막 중 어느 쪽을 사용하여 측정되어도 좋다.
이와 같은 화합물과 마이크로 캐비티 효과를 병용함으로써 보다 용이하게 상술한 색도를 달성할 수 있다. 이 경우에 마이크로 캐비티 효과를 얻는 데 필요한 반투과·반반사 전극(금속 박막 부분)의 막 두께는 20nm 이상 40nm 이하인 것이 바람직하다. 25nm보다 두껍고 40nm 이하인 것이 더 바람직하다. 또한, 40nm를 넘으면 효율이 저하될 가능성이 있다.
발광층에 사용하는 유기 화합물(호스트 재료, 어시스트 재료)로서는 발광 물질(게스트 재료)의 에너지 갭보다 큰 에너지 갭을 가지는 물질을 한 종류 또는 복수 종류 선택하여 사용한다. 또한, 상술한 정공 수송성 재료 및 후술하는 전자 수송성 재료는 각각 호스트 재료 또는 어시스트 재료로서 사용할 수도 있다.
발광 물질이 형광 재료인 경우, 호스트 재료로서는 단일항 들뜬 상태의 에너지 준위가 크고, 삼중항 들뜬 상태의 에너지 준위가 작은 유기 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어 안트라센 유도체나 테트라센 유도체를 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA), 3-[4-(1-나프틸)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPN), 9-[4-(10-페닐-9-안트라센일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 7-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-7H-다이벤조[c,g]카바졸(약칭: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-다이페닐-2-안트릴)페닐]-벤조[b]나프토[1,2-d]퓨란(약칭: 2mBnfPPA), 9-페닐-10-{4-(9-페닐-9H-플루오렌-9-일)바이페닐-4'-일}안트라센(약칭: FLPPA), 5,12-다이페닐테트라센, 5,12-비스(바이페닐-2-일)테트라센 등이 있다.
발광 물질이 인광 재료인 경우, 호스트 재료로서는, 발광 물질의 삼중항 들뜬 상태의 에너지(기저 상태와 삼중항 들뜬 상태의 에너지차)보다 삼중항 들뜬 상태의 에너지가 큰 유기 화합물을 선택하면 좋다. 또한, 이 경우에는 아연이나 알루미늄계 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 벤즈이미다졸 유도체, 퀴녹살린 유도체, 다이벤조퀴녹살린 유도체, 다이벤조싸이오펜 유도체, 다이벤조퓨란 유도체, 피리미딘 유도체, 트라이아진 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체, 페난트롤린 유도체, 방향족 아민이나 카바졸 유도체 등을 사용할 수 있다.
구체적으로는, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Alq), 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(II)(약칭: BeBq2), 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)(4-페닐페놀레이토)알루미늄(III)(약칭: BAlq), 비스(8-퀴놀리놀레이토)아연(II)(약칭: Znq), 비스[2-(2-벤즈옥사졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: Zn(BOX)2), 비스[2-(2-벤조싸이아졸릴)페놀레이토]아연(II)(약칭: ZnBTZ) 등의 금속 착체, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4-바이페닐릴)-4-페닐-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-벤젠트라이일)-트리스(1-페닐-1H-벤즈이미다졸)(약칭: TPBI), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBPhen), 9-[4-(5-페닐-1,3,4-옥사다이아졸-2-일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CO11) 등의 복소환 화합물, NPB, TPD, BSPB 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다.
또한, 안트라센 유도체, 페난트렌 유도체, 피렌 유도체, 크리센 유도체, 다이벤조[g,p]크리센 유도체 등의 축합 다환 방향족 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는, 9,10-다이페닐안트라센(약칭: DPAnth), N,N-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸-3-아민(약칭: CzA1PA), 4-(10-페닐-9-안트릴)트라이페닐아민(약칭: DPhPA), YGAPA, PCAPA, N,9-다이페닐-N-{4-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]페닐}-9H-카바졸-3-아민(약칭: PCAPBA), 9,10-다이페닐-2-[N-페닐-N-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)아미노]안트라센(약칭: 2PCAPA), 6,12-다이메톡시-5,11-다이페닐크리센, N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-옥타페닐다이벤조[g,p]크리센-2,7,10,15-테트라아민(약칭: DBC1), 9-[4-(10-페닐-9-안트라센일)페닐]-9H-카바졸(약칭: CzPA), 3,6-다이페닐-9-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: DPCzPA), 9,10-비스(3,5-다이페닐페닐)안트라센(약칭: DPPA), 9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: DNA), 2-tert-뷰틸-9,10-다이(2-나프틸)안트라센(약칭: t-BuDNA), 9,9'-바이안트릴(약칭: BANT), 9,9'-(스틸벤-3,3'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS), 9,9'-(스틸벤-4,4'-다이일)다이페난트렌(약칭: DPNS2), 1,3,5-트라이(1-피렌일)벤젠(약칭: TPB3) 등을 사용할 수 있다.
또한, 발광층에 복수의 화합물을 사용하는 경우, 들뜬 복합체를 형성하는 화합물을 발광 물질과 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 다양한 화합물을 적절히 조합하여 사용할 수 있지만, 들뜬 복합체를 효율적으로 형성하기 위해서는, 정공을 받기 쉬운 화합물(정공 수송성 재료)과 전자를 받기 쉬운 화합물(전자 수송성 재료)을 조합하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 정공 수송성 재료 및 전자 수송성 재료의 구체적인 예에 대해서는 본 실시형태에 기재하는 재료를 사용할 수 있다.
TADF 재료란, 삼중항 들뜬 상태를 미량의 열 에너지에 의하여 단일항 들뜬 상태로 업 컨버트(역 항간 교차)할 수 있고, 단일항 들뜬 상태로부터의 발광(형광)을 효율적으로 나타내는 재료를 말한다. 또한, 열 활성화 지연 형광이 효율적으로 얻어지는 조건으로서는 삼중항 들뜬 상태의 에너지 준위와 단일항 들뜬 상태의 에너지 준위의 에너지차가 0eV 이상 0.2eV 이하, 바람직하게는 0eV 이상 0.1eV 이하인 것을 들 수 있다. 또한, TADF 재료에서의 지연 형광이란, 일반적인 형광과 마찬가지의 스펙트럼을 가지면서도 수명이 현저히 긴 발광을 말한다. 그 수명은 10-6초 이상, 바람직하게는 10-3초 이상이다.
TADF 재료로서는, 예를 들어 풀러렌이나 그 유도체, 프로플라빈 등의 아크리딘 유도체, 에오신 등을 들 수 있다. 또한, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 카드뮴(Cd), 주석(Sn), 백금(Pt), 인듐(In), 또는 팔라듐(Pd) 등을 함유하는 금속 함유 포르피린을 들 수 있다. 금속 함유 포르피린으로서는, 예를 들어 프로토포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF2(Proto IX)), 메소포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF2(Meso IX)), 헤마토포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF2(Hemato IX)), 코프로포르피린테트라메틸에스터-플루오린화 주석 착체(SnF2(Copro III-4Me)), 옥타에틸포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF2(OEP)), 에티오포르피린-플루오린화 주석 착체(SnF2(Etio I)), 옥타에틸포르피린-염화 백금 착체(PtCl2OEP) 등이 있다.
이 외에도, 2-(바이페닐-4-일)-4,6-비스(12-페닐인돌로[2,3-a]카바졸-11-일)-1,3,5-트라이아진(약칭: PIC-TRZ), 2-{4-[3-(N-페닐-9H-카바졸-3-일)-9H-카바졸-9-일]페닐}-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-페녹사진-10-일)페닐]-4,6-다이페닐-1,3,5-트라이아진(약칭: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-페닐-5,10-다이하이드로페나진-10-일)페닐]-4,5-다이페닐-1,2,4-트라이아졸(약칭: PPZ-3TPT), 3-(9,9-다이메틸-9H-아크리딘-10-일)-9H-크산텐-9-온(약칭: ACRXTN), 비스[4-(9,9-다이메틸-9,10-다이하이드로아크리딘)페닐]설폰(약칭: DMAC-DPS), 10-페닐-10H,10'H-스파이로[아크리딘-9,9'-안트라센]-10'-온(약칭: ACRSA) 등의 π전자 과잉형 복소 방향환 및 π전자 부족형 복소 방향환을 가지는 복소환 화합물을 사용할 수 있다. 또한, π전자 과잉형 복소 방향환과 π전자 부족형 복소 방향환이 직접 결합된 물질은 π전자 과잉형 복소 방향환의 도너성과 π전자 부족형 복소 방향환의 억셉터성이 모두 강해지고, 단일항 들뜬 상태와 삼중항 들뜬 상태의 에너지차가 작아지기 때문에 특히 바람직하다.
또한 TADF 재료를 사용하는 경우, 다른 유기 화합물과 조합하여 사용할 수도 있다.
<전자 수송층>
전자 수송층(124)은 전자 주입층(125)에 의하여 제 2 전극(112)으로부터 주입된 전자를 발광층으로 수송하는 층이다. 또한, 전자 수송층(124)은 전자 수송성 재료를 포함하는 층이다. 전자 수송층(124)에 사용하는 전자 수송성 재료는 1×10-6cm2/Vs 이상의 전자 이동도를 가지는 물질이 바람직하다. 또한 정공보다 전자의 수송성이 높은 물질이면, 이들 이외의 물질을 사용할 수 있다.
전자 수송성 재료로서는, 퀴놀린 배위자, 벤조퀴놀린 배위자, 옥사졸 배위자, 또는 싸이아졸 배위자를 가지는 금속 착체, 옥사다이아졸 유도체, 트라이아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, 피리딘 유도체, 바이피리딘 유도체 등을 들 수 있다. 이 외에, 함질소 복소 방향족 화합물과 같은 π전자 부족형 복소 방향족 화합물을 사용할 수도 있다.
구체적으로는 Alq3, 트리스(4-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(약칭: Almq3), 비스(10-하이드록시벤조[h]퀴놀리네이토)베릴륨(약칭: BeBq2), BAlq, Zn(BOX)2, 비스[2-(2-하이드록시페닐)벤조싸이아졸레이토]아연(약칭: Zn(BTZ)2) 등의 금속 착체, 2-(4-바이페닐릴)-5-(4-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸(약칭: PBD), 1,3-비스[5-(p-tert-뷰틸페닐)-1,3,4-옥사다이아졸-2-일]벤젠(약칭: OXD-7), 3-(4'-tert-뷰틸페닐)-4-페닐-5-(4''-바이페닐)-1,2,4-트라이아졸(약칭: TAZ), 3-(4-tert-뷰틸페닐)-4-(4-에틸페닐)-5-(4-바이페닐릴)-1,2,4-트라이아졸(약칭: p-EtTAZ), 바소페난트롤린(약칭: BPhen), 바소큐프로인(약칭: BCP), 4,4'-비스(5-메틸벤즈옥사졸-2-일)스틸벤(약칭: BzOs) 등의 복소 방향족 화합물, 2-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(다이벤조싸이오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), 2-[4-(3,6-다이페닐-9H-카바졸-9-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2CzPDBq-III), 7-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 7mDBTPDBq-II), 6-[3-(다이벤조싸이오펜-4-일)페닐]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 6mDBTPDBq-II) 등의 퀴녹살린 또는 다이벤조퀴녹살린 유도체를 사용할 수 있다.
또한, 폴리(2,5-피리딘다이일)(약칭: PPy), 폴리[(9,9-다이헥실플루오렌-2,7-다이일)-co-(피리딘-3,5-다이일)](약칭: PF-Py), 폴리[(9,9-다이옥틸플루오렌-2,7-다이일)-co-(2,2'-바이피리딘-6,6'-다이일)](약칭: PF-BPy)과 같은 고분자 화합물을 사용할 수도 있다.
또한, 전자 수송층(124)은 단층뿐만 아니라, 상기 물질로 이루어지는 층이 2층 이상 적층된 구조이어도 좋다.
<전자 주입층>
전자 주입층(125)은, 전자 주입성이 높은 물질을 포함하는 층이다. 전자 주입층(125)에는 플루오린화 리튬(LiF), 플루오린화 세슘(CsF), 플루오린화 칼슘(CaF2), 리튬 산화물(LiOx) 등과 같은 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이들의 화합물을 사용할 수 있다. 또한 플루오린화 어븀(ErF3) 등의 희토류 금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한, 전자 주입층(125)에 전자화물(electride)을 사용하여도 좋다. 전자화물로서는, 예를 들어 칼슘과 알루미늄의 혼합 산화물에 전자를 고농도로 첨가한 물질 등이 있다. 또한, 상술한 전자 수송층(124)을 구성하는 물질을 사용할 수도 있다.
또한, 전자 주입층(125)에, 유기 화합물과 전자 공여체(도너)를 혼합하여 이루어지는 복합 재료를 사용하여도 좋다. 이와 같은 복합 재료는 전자 공여체에 의하여 유기 화합물에 전자가 발생되기 때문에, 전자 주입성 및 전자 수송성이 우수하다. 이 경우, 유기 화합물로서는, 발생한 전자의 수송에 우수한 재료인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 예를 들어 상술한 전자 수송층(124)에 사용하는 전자 수송성 재료(금속 착체나 복소 방향족 화합물 등)를 사용할 수 있다. 전자 공여체로서는, 유기 화합물에 대하여 전자 공여성을 나타내는 물질이면 좋다. 구체적으로는, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 희토류 금속이 바람직하고, 리튬, 세슘, 마그네슘, 칼슘, 어븀, 이터븀 등을 들 수 있다. 또한 알칼리 금속 산화물이나 알칼리 토금속 산화물이 바람직하고, 리튬 산화물, 칼슘 산화물, 바륨 산화물 등을 들 수 있다. 또한 산화 마그네슘 등의 루이스 염기를 사용할 수도 있다. 또한 테트라싸이아풀발렌(약칭: TTF) 등의 유기 화합물을 사용할 수도 있다.
또한 본 실시형태에서 기재하는 발광 소자의 제작에는, 증착법 등의 진공 프로세스나, 스핀 코팅법, 잉크젯법 등의 용액 프로세스를 사용할 수 있다. 증착법을 사용하는 경우에는, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 이온 빔 증착법, 분자선 증착법, 진공 증착법 등의 물리 증착법(PVD법)이나, 화학 증착법(CVD법) 등을 사용할 수 있다. 특히 발광 소자의 EL층에 포함되는 기능층(정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층)은, 증착법(진공 증착법 등), 도포법(딥 코팅법, 다이 코팅법, 바 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법 등), 인쇄법(잉크젯법, 스크린(공판 인쇄)법, 오프셋(평판 인쇄)법, 플렉소 인쇄(철판 인쇄)법, 그라비어법, 마이크로 콘택트 인쇄법 등) 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 기재하는 발광 소자의 EL층을 구성하는 각 기능층(정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층)은, 상술한 재료에 한정되지 않고, 각 층의 기능을 만족시킬 수 있는 것이면, 상술한 재료 외의 재료를 조합하여 사용할 수 있다. 일례로서는, 고분자 화합물(올리고머, 덴드리머, 폴리머 등), 중분자 화합물(저분자와 고분자의 중간 영역의 화합물: 분자량 400 내지 4000), 무기 화합물(퀀텀닷(quantum dot) 재료 등) 등을 사용할 수 있다. 또한, 퀀텀닷 재료로서는, 콜로이드상 퀀텀닷 재료, 합금형 퀀텀닷 재료, 코어·쉘형 퀀텀닷 재료, 코어형 퀀텀닷 재료 등을 사용할 수 있다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합하여 실시할 수 있다.
(실시형태 3)
본 실시형태에서는, 본 발명의 일 형태인 전자 기기에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.
전자 기기로서는, 예를 들어, 텔레비전 장치, 컴퓨터용 등의 모니터, 디지털 카메라, 디지털 비디오 카메라, 디지털 액자, 휴대 전화기(휴대 전화, 휴대 전화 장치라고도 함), 휴대형 게임기, 휴대 정보 단말, 음향 재생 장치, 파칭코기 등의 대형 게임기 등이 있다.
본 실시형태의 전자 기기는, 표시부에 본 발명의 일 형태인 표시 장치를 가지기 때문에, 시야각 특성이 양호하고 표시 품위가 높다.
본 발명의 일 형태인 표시 장치는 다양한 각도에서 표시부를 관찰하는 용도의 전자 기기에 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명의 일 형태인 표시 장치는 화면 크기가 큰 전자 기기, 특히 높은 해상도와 큰 화면 크기가 양립된 전자 기기에 바람직하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 형태인 표시 장치는 전자 기기가 가지는 가요성이 높은 표시부에 바람직하게 사용할 수 있다.
본 실시형태의 전자 기기의 표시부에는 예를 들어 풀 하이비전, 4K2K, 8K4K, 16K8K, 또는 그 이상의 해상도를 가지는 영상을 표시할 수 있다. 또한, 표시부의 화면 크기로서는 대각선 20인치 이상, 대각선 30인치 이상, 대각선 50인치 이상, 대각선 60인치 이상, 또는 대각선 70인치 이상으로 할 수 있다.
본 발명의 일 형태인 전자 기기는 가요성을 가지기 때문에, 가옥 또는 빌딩의 내벽 또는 외벽, 또는 자동차의 내장 또는 외장의 곡면을 따라 제공할 수도 있다.
또한 본 발명의 일 형태인 전자 기기는 이차 전지를 가져도 좋고, 비접촉 전력 전송을 사용하여 이차 전지를 충전할 수 있는 것이 바람직하다.
이차 전지로서는 예를 들어, 겔 형상의 전해질을 사용하는 리튬 폴리머 전지(리튬 이온 폴리머 전지) 등의 리튬 이온 이차 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 카드뮴 전지, 유기 라디칼 전지, 납 축전지, 공기 이차 전지, 니켈 아연 전지, 은 아연 전지 등이 있다.
본 발명의 일 형태인 전자 기기는 안테나를 가져도 좋다. 안테나로 신호를 수신함으로써, 표시부에 영상 또는 정보 등을 표시할 수 있다. 또한, 전자 기기가 안테나 및 이차 전지를 가지는 경우, 안테나를 비접촉 전력 전송에 사용하여도 좋다.
본 실시형태의 전자 기기는 센서(힘, 변위, 위치, 속도, 가속도, 각속도, 회전수, 거리, 광, 액체, 자기, 온도, 화학 물질, 음성, 시간, 경도, 전기장, 전류, 전압, 전력, 방사선, 유량, 습도, 경사도, 진동, 냄새, 또는 적외선을 측정하는 기능을 포함하는 것)를 가져도 좋다.
본 실시형태의 전자 기기는 다양한 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 다양한 정보(정지 화상, 동영상, 텍스트 화상 등)를 표시부에 표시하는 기능, 터치 패널 기능, 달력, 날짜 또는 시각 등을 표시하는 기능, 다양한 소프트웨어(프로그램)를 실행하는 기능, 무선 통신 기능, 기록 매체에 기록된 프로그램 또는 데이터를 판독하는 기능 등을 가질 수 있다.
도 9의 (A)에 텔레비전 장치의 일례를 도시하였다. 텔레비전 장치(7100)는 하우징(7101)에 표시부(7000)가 제공된다. 여기서는 스탠드(7103)에 의해 하우징(7101)을 지탱한 구성을 도시하였다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태인 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 9의 (A)에 도시된 텔레비전 장치(7100)는, 하우징(7101)이 가지는 조작 스위치나, 별체의 리모트 컨트롤러(7111)에 의하여 조작할 수 있다. 또는, 표시부(7000)에 터치 센서를 가져도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7000)를 터치함으로써 조작하여도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)는 상기 리모트 컨트롤러(7111)로부터 출력되는 정보를 표시하는 표시부를 가져도 좋다. 리모트 컨트롤러(7111)가 가지는 조작 키 또는 터치 패널에 의하여 채널 및 음량을 조작할 수 있고, 표시부(7000)에 표시되는 영상을 조작할 수 있다.
또한, 텔레비전 장치(7100)는 수신기 및 모뎀 등을 가지는 구성으로 한다. 수신기에 의하여 일반적인 텔레비전 방송의 수신을 수행할 수 있다. 또한, 모뎀을 통하여 유선 또는 무선으로 통신 네트워크에 접속함으로써, 단방향(송신자로부터 수신자) 또는 쌍방향(송신자와 수신자 사이, 또는 수신자끼리 등)의 정보 통신을 수행할 수도 있다.
도 9의 (B)에, 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)의 일례를 도시하였다. 노트북형 퍼스널 컴퓨터(7200)는 하우징(7211), 키보드(7212), 포인팅 디바이스(7213), 외부 접속 포트(7214) 등을 가진다. 하우징(7211)에 표시부(7000)가 제공된다.
표시부(7000)에 본 발명의 일 형태인 표시 장치를 적용할 수 있다.
도 9의 (C), (D)에 디지털 사이니지(Digital Signage: 전자간판)의 일례를 도시하였다.
도 9의 (C)에 도시된 디지털 사이니지(7300)는 하우징(7301), 표시부(7000), 및 스피커(7303) 등을 가진다. 또한, LED 램프, 조작 키(전원 스위치 또는 조작 스위치를 포함함), 접속 단자, 각종 센서, 마이크로폰 등을 가질 수 있다.
도 9의 (D)는 원주상 기둥(7401)에 제공된 디지털 사이니지(7400)이다. 디지털 사이니지(7400)는 기둥(7401)의 곡면을 따라 제공된 표시부(7000)를 가진다.
도 9의 (C), (D)에 있어서, 표시부(7000)에 본 발명의 일 형태인 표시 장치를 적용할 수 있다.
표시부(7000)가 넓을수록 한번에 제공할 수 있는 정보량을 증가시킬 수 있다. 또한, 표시부(7000)가 넓을수록 사람의 눈에 띄기 쉽고, 예를 들어, 광고의 선전 효과를 높일 수 있다.
표시부(7000)에 터치 패널을 적용함으로써, 표시부(7000)에 화상 또는 동영상을 표시할 뿐만 아니라, 사용자가 직관적으로 조작할 수 있어 바람직하다. 또한, 노선 정보 또는 교통 정보 등의 정보를 제공하기 위한 용도로 사용하는 경우에는, 직관적인 조작에 의하여 사용성을 높일 수 있다.
또한, 도 9의 (C), (D)에 도시된 바와 같이, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)는 사용자가 가지는 스마트폰 등의 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)와 무선 통신에 의하여 연결 가능한 것이 바람직하다. 예를 들어, 표시부(7000)에 표시되는 광고의 정보를, 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면에 표시시킬 수 있다. 또한, 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)를 조작함으로써, 표시부(7000)의 표시를 전환할 수 있다.
또한, 디지털 사이니지(7300) 또는 디지털 사이니지(7400)에 정보 단말기(7311) 또는 정보 단말기(7411)의 화면을 조작 수단(컨트롤러)으로 한 게임을 실행시킬 수도 있다. 이에 의하여, 불특정 다수의 사용자가 동시에 게임에 참가하고, 즐길 수 있다.
도 10의 (A1), (A2), 및 (B) 내지 (I)에 가요성을 가지는 표시부(7001)를 구비한 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다.
표시부(7001)는, 본 발명의 일 형태인 표시 장치를 사용하여 제작된다. 예를 들어, 곡률 반경 0.01mm 이상 150mm 이하로 휠 수 있는 표시 패널을 가지는 표시 장치를 적용할 수 있다. 또한, 표시부(7001)는 터치 센서를 구비하여도 좋고, 손가락 등으로 표시부(7001)를 터치함으로써 휴대 정보 단말을 조작할 수 있다.
도 10의 (A1)은 휴대 정보 단말의 일례를 도시한 사시도이고, 도 10의 (A2)는 휴대 정보 단말의 일례를 도시한 측면도이다. 휴대 정보 단말(7500)은 하우징(7501), 표시부(7001), 인출 부재(7502), 조작 버튼(7503) 등을 가진다.
휴대 정보 단말(7500)은 하우징(7501) 내에 롤 형상으로 말린 가요성을 가지는 표시부(7001)를 가진다.
또한, 휴대 정보 단말(7500)은 내장된 제어부에 의하여 영상 신호를 수신할 수 있고, 수신한 영상을 표시부(7001)에 표시할 수 있다. 또한, 휴대 정보 단말(7500)에는 배터리가 내장되어 있다. 또한, 하우징(7501)에 커넥터를 접속하는 단자부를 구비하여, 영상 신호 또는 전력을 유선으로 외부로부터 직접 공급하는 구성으로 하여도 좋다.
또한, 조작 버튼(7503)에 의하여, 전원의 ON/OFF 동작 또는 표시하는 영상의 전환 등을 수행할 수 있다. 또한, 도 10의 (A1), (A2), 및 (B)에서는 휴대 정보 단말(7500)의 측면에 조작 버튼(7503)이 배치된 예를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고, 휴대 정보 단말(7500)의 표시면과 같은 면(앞면) 또는 뒷면에 배치하여도 좋다.
도 10의 (B)에는 표시부(7001)를 꺼낸 상태의 휴대 정보 단말(7500)을 도시하였다. 이 상태에서 표시부(7001)에 영상을 표시할 수 있다. 표시부(7001)는 인출 부재(7502)를 사용하여 꺼낼 수 있다. 또한, 도 10의 (A1)에 도시된 표시부(7001)의 일부가 롤 형상으로 말린 상태와, 도 10의 (B)에 도시된 표시부(7001)를 꺼낸 상태에서, 휴대 정보 단말(7500)이 상이한 표시를 수행하는 구성으로 하여도 좋다. 예를 들어, 도 10의 (A1)에 도시된 상태에서 표시부(7001)의 롤 형상으로 말린 부분을 비(非)표시로 함으로써, 휴대 정보 단말(7500)의 소비전력을 낮출 수 있다.
또한, 표시부(7001)를 꺼내었을 때에, 표시부(7001)의 표시면이 평면 형상이 되도록 고정하기 위하여, 표시부(7001)의 측부에 보강을 위한 프레임을 제공하여도 좋다.
또한, 이 구성 이외에, 하우징에 스피커를 제공하고, 영상 신호와 함께 수신된 음성 신호에 의하여 음성을 출력하는 구성으로 하여도 좋다.
도 10의 (C) 내지 (E)에 폴더블 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 도 10의 (C)에는 펼쳐진 상태, 도 10의 (D)에는 펼쳐진 상태 및 접은 상태 중 한쪽으로부터 다른 한쪽으로 변화하는 도중의 상태, 도 10의 (E)에는 접은 상태의 휴대 정보 단말(7600)을 도시하였다. 휴대 정보 단말(7600)은 접은 상태에서는 가반성이 우수하고, 펼쳐진 상태에서는 이음매가 없고 넓은 표시 영역에 의하여 일람성이 우수하다.
표시부(7001)는 힌지(7602)에 의하여 연결된 3개의 하우징(7601)으로 지지된다. 힌지(7602)를 사용하여 2개의 하우징(7601) 사이를 휨으로써, 휴대 정보 단말(7600)을 펼쳐진 상태로부터 접은 상태로 가역적으로 변형시킬 수 있다.
도 10의 (F), (G)에 폴더블 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 도 10의 (F)에는, 표시부(7001)가 내측이 되도록 접은 상태, 도 10의 (G)에는, 표시부(7001)가 외측이 되도록 접은 상태의 휴대 정보 단말(7650)을 도시하였다. 휴대 정보 단말(7650)은 표시부(7001) 및 비표시부(7651)를 가진다. 휴대 정보 단말(7650)을 사용하지 않을 때 표시부(7001)가 내측이 되도록 접으면 표시부(7001)가 더러워지거나 또는 손상을 입는 것을 억제할 수 있다.
도 10의 (H)에 가요성을 가지는 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 휴대 정보 단말(7700)은 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 가진다. 또한, 입력 수단인 버튼(7703a) 및 버튼(7703b), 음성 출력 수단인 스피커(7704a) 및 스피커(7704b), 외부 접속 포트(7705), 마이크로폰(7706) 등을 가져도 좋다. 또한, 휴대 정보 단말(7700)은 가요성을 가지는 배터리(7709)를 탑재할 수 있다. 배터리(7709)는 예를 들어, 표시부(7001)와 중첩되어 배치하여도 좋다.
하우징(7701), 표시부(7001), 및 배터리(7709)는 가요성을 가진다. 그러므로, 휴대 정보 단말(7700)을 원하는 형상으로 쉽게 만곡시키거나, 또는 휴대 정보 단말(7700)을 쉽게 비틀 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7700)을 표시부(7001)가 내측 또는 외측이 되도록 접어 사용할 수 있다. 또는, 휴대 정보 단말(7700)을 롤 형상으로 만 상태에서 사용할 수도 있다. 이와 같이, 하우징(7701) 및 표시부(7001)를 자유롭게 변형할 수 있기 때문에, 휴대 정보 단말(7700)은 떨어뜨리거나, 또는 의도하지 않은 외력이 가해진 경우에도 파손되기 어렵다는 이점이 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7700)은 경량이기 때문에, 하우징(7701)의 상부를 클립 등으로 꼭 집어 매달아서 사용하거나 또는 하우징(7701)을 자석 등으로 벽면에 고정하여 사용하는 등, 다양한 상황에서 편리하게 사용할 수 있다.
도 10의 (I)에 손목시계형 휴대 정보 단말의 일례를 도시하였다. 휴대 정보 단말(7800)은 밴드(7801), 표시부(7001), 입출력 단자(7802), 조작 버튼(7803) 등을 가진다. 밴드(7801)는 하우징으로서의 기능을 가진다. 또한, 휴대 정보 단말(7800)은 가요성을 가지는 배터리(7805)를 탑재할 수 있다. 배터리(7805)는 예를 들어, 표시부(7001) 또는 밴드(7801)와 중첩되도록 배치되어도 좋다.
밴드(7801), 표시부(7001), 및 배터리(7805)는 가요성을 가진다. 그러므로, 휴대 정보 단말(7800)을 원하는 형상으로 용이하게 만곡시킬 수 있다.
조작 버튼(7803)은 시각 설정 이외에, 전원의 ON/OFF 동작, 무선 통신의 ON/OFF 동작, 매너 모드의 실행 및 해제, 전력 절약 모드의 실행 및 해제 등, 다양한 기능을 가지게 할 수 있다. 예를 들어, 휴대 정보 단말(7800)에 내장된 운영 쳬계에 의하여, 조작 버튼(7803)의 기능을 자유로이 설정할 수도 있다.
또한, 표시부(7001)에 표시된 아이콘(7804)을 손가락 등으로 터치함으로써, 애플리케이션을 기동할 수 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7800)은 통신 규격에 따른 근거리 무선 통신을 실행할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신이 가능한 헤드세트와의 상호 통신에 의하여 핸즈프리로 통화를 할 수도 있다.
또한, 휴대 정보 단말(7800)은 입출력 단자(7802)를 가져도 좋다. 입출력 단자(7802)를 가지는 경우, 다른 정보 단말과 커넥터를 통하여 직접 데이터를 주고받을 수 있다. 또한, 입출력 단자(7802)를 통하여 충전을 수행할 수도 있다. 또한, 본 실시형태에서 예시되는 휴대 정보 단말의 충전 동작은, 입출력 단자를 통하지 않고 비접촉 전력 전송에 의하여 수행하여도 좋다.
본 실시형태는 다른 실시형태와 적절히 조합할 수 있다.
(실시예 1)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에 사용할 수 있는 발광 소자의 구조 및 특성에 대하여 설명한다. 또한, 본 실시예에서 설명하는 발광 소자 및 비교 발광 소자의 구조를 도 11에 도시하였고, 구체적인 구성을 표 1 및 표 2에 나타내었다. 또한, 본 실시예에서 사용하는 재료의 구조식을 이하에 나타내었다.
[표 1]
[표 2]
[화학식 1]
≪발광 소자 및 비교 발광 소자의 제작≫
본 실시예에서 나타내어지는 발광 소자 및 비교 발광 소자는, 도 11에 도시된 바와 같이, 기판(1900) 위에 제 1 전극(1901)이 형성되고, 제 1 전극(1901) 위에 광학 조정층(1904)이 형성되고, 광학 조정층(1904) 위에 EL층(1902)이 형성되고, EL층(1902) 위에 제 2 전극(1903)이 형성된 구조를 가진다. EL층(1902)은 제 1 전극(1901) 측으로부터 정공 주입층(1911), 정공 수송층(1912), 발광층(1913), 전자 수송층(1914), 및 전자 주입층(1915)이 순차적으로 적층된 구조를 가진다. 또한, 본 실시예에서 설명하는 발광 소자 1 및 비교 발광 소자 11은 주로 적색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 각각 발광 소자 1(R), 비교 발광 소자 11(R)로 나타낸다. 또한, 발광 소자 2 및 비교 발광 소자 12는 주로 녹색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 각각 발광 소자 2(G), 비교 발광 소자 12(G)로 나타낸다. 또한, 발광 소자 3 및 비교 발광 소자 13은 주로 청색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 각각 발광 소자 3(B), 비교 발광 소자 13(B)으로 나타낸다.
또한, 본 실시예의 발광 소자에는 마이크로 캐비티 구조가 적용되어 있다. 발광 소자 1 및 발광 소자 2에서는 전극 사이의 광학 거리가 1/2파장이 되도록 조정하고, 발광 소자 3 및 3개의 비교 발광 소자에서는 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 조정하였다.
우선 기판(1900) 위에 제 1 전극(1901)을 형성하고, 제 1 전극(1901) 위에 광학 조정층(1904)을 형성하였다. 기판(1900)에는 유리 기판을 사용하였다. 제 1 전극(1901)과 광학 조정층(1904)의 면적은 4mm2(2mmХ2mm)로 하였다. 제 1 전극(1901)으로서 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금막(Ag-Pd-Cu(APC)막)을 스퍼터링법으로 형성하였다. APC막은 막 두께가 200nm가 되도록 형성하였다. 광학 조정층(1904)으로서는 ITSO막을 스퍼터링법으로 형성하였다. 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 발광 소자 3(B)의 경우에는 ITSO막을 막 두께가 10nm가 되도록 형성하고, 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 및 비교 발광 소자 13(B)의 경우에는 ITSO막을 막 두께가 110nm가 되도록 형성하였다. 또한, 본 실시예에서 제 1 전극(1901)은 양극으로서 기능한다. 또한, 제 1 전극(1901)은 반사 전극으로서 기능한다. ITSO막은 투명 도전막이다.
여기서, 전(前)처리로서 기판 표면을 물로 세정하고 200℃에서 1시간 소성한 후, UV 오존 처리를 370초 수행하였다. 그 후, 내부 압력이 약 10-4Pa까지 감압된 진공 증착 장치에 기판을 도입하고, 진공 증착 장치 내의 가열실에서 170℃에서 60분 동안 진공 소성한 후, 기판을 약 30분 동안 방랭하였다.
다음으로, 광학 조정층(1904) 위에 정공 주입층(1911)을 형성하였다. 정공 주입층(1911)은, 진공 증착 장치 내를 10-4Pa까지 감압한 후, 3-[4-(9-페난트릴)-페닐]-9-페닐-9H-카바졸(약칭: PCPPn)과 산화 몰리브데넘을 중량비 PCPPn:산화몰리브데넘=1:0.5가 되도록 공증착함으로써 형성하였다. 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 비교 발광 소자 12(G)의 경우에는 정공 주입층(1911)의 막 두께가 7.5nm가 되도록, 발광 소자 3(B) 및 비교 발광 소자 11(R)의 경우에는 정공 주입층(1911)의 막 두께가 20nm가 되도록, 비교 발광 소자 13(B)의 경우에는 정공 주입층(1911)의 막 두께가 17.5nm가 되도록 형성하였다.
다음으로, 정공 주입층(1911) 위에 정공 수송층(1912)을 형성하였다.
발광 소자 1(R) 및 발광 소자 2(G)의 정공 수송층(1912)으로서는 공통적으로 N-(1,1'-바이페닐-4-일)-N-[4-(9-페닐-9H-카바졸-3-일)페닐]-9,9-다이메틸-9H-플루오렌-2-아민(약칭: PCBBiF)을 사용하여, 막 두께가 15nm가 되도록 증착하였다. 또한, 발광 소자 3(B)의 정공 수송층(1912)으로서는 PCPPn을 사용하여, 막 두께가 110nm가 되도록 증착하였다.
비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 및 비교 발광 소자 13(B)의 정공 수송층(1912)으로서는 공통적으로 PCPPn을 사용하여, 막 두께가 15nm가 되도록 증착하였다. 또한, 비교 발광 소자 11(R) 및 비교 발광 소자 12(G)에는 PCBBiF를 사용하여, 비교 발광 소자 11(R)의 경우에는 막 두께가 55nm가 되도록, 비교 발광 소자 12(G)의 경우에는 막 두께가 35nm가 되도록, 각각 증착하였다.
다음으로, 정공 수송층(1912) 위에 발광층(1913)을 형성하였다.
적색 발광을 나타내는 발광 소자인 발광 소자 1(R) 및 비교 발광 소자 11(R)의 발광층(1913)은 2-[3'-(다이벤조싸이오펜-4-일)바이페닐-3-일]다이벤조[f,h]퀴녹살린(약칭: 2mDBTBPDBq-II), PCBBiF, 및 비스{4,6-다이메틸-2-[3-(3,5-다이메틸페닐)-5-페닐-2-피라진일-κN]페닐-κC}(2,6-다이메틸-3,5-헵탄다이오네이토-
2O,O')이리듐(III)(약칭: [Ir(dmdppr-P)2(dibm)])을 사용하여, 증량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(dmdppr-P)2(dibm)]=0.8:0.2:0.06이 되도록 공증착하여 형성하였다. 발광 소자 1(R)의 발광층(1913)은 막 두께가 75nm가 되도록 형성하고, 비교 발광 소자 11(R)의 발광층(1913)은 막 두께가 70nm가 되도록 형성하였다.
녹색 발광을 나타내는 발광 소자인 발광 소자 2(G) 및 비교 발광 소자 12(G)의 발광층(1913)으로서는 2mDBTBPDBq-II, PCBBiF, 및 트리스(4-t-뷰틸-6-페닐피리미디네이토)이리듐(III)(약칭: [Ir(tBuppm)3])을 사용하여, 증량비가 2mDBTBPDBq-II:PCBBiF:[Ir(tBuppm)3]=0.8:0.2:0.06, 막 두께가 40nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
청색 발광을 나타내는 발광 소자인 발광 소자 3(B) 및 비교 발광 소자 13(B)의 발광층(1913)으로서는 7-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-7H-다이벤조[c,g]카바졸(약칭: cgDBCzPA) 및 N,N'-(피렌-1,6-다이일)비스[(6,N-다이페닐벤조[b]나프토[1,2-d]퓨란)-8-아민](약칭: 1,6BnfAPrn-03)을 사용하여, 증량비가 cgDBCzPA:1,6BnfAPrn-03=1:0.03, 막 두께가 25nm가 되도록 공증착하여 형성하였다.
이후의 제작 공정은 본 실시예의 모든 발광 소자에서 공통된다.
다음으로, 발광층(1913) 위에 전자 수송층(1914)을 형성하였다. 전자 수송층(1914)은 2mDBTBPDBq-II의 막 두께가 10nm, 2,9-비스(나프탈렌-2-일)-4,7-다이페닐-1,10-페난트롤린(약칭: NBPhen)의 막 두께가 10nm가 되도록 순차적으로 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 수송층(1914) 위에 전자 주입층(1915)을 형성하였다. 전자 주입층(1915)에는 플루오린화 리튬(LiF)을 사용하고, 막 두께가 1nm가 되도록 증착하여 형성하였다.
다음으로, 전자 주입층(1915) 위에 제 2 전극(1903)을 형성하였다. 제 2 전극(1903)은 은(Ag)과 마그네슘(Mg)의 체적비를 1:0.1로 하고, 막 두께가 25nm가 되도록 공증착하여 형성한 후, 인듐 주석 산화물(ITO)을 스퍼터링법으로 막 두께가 70nm가 되도록 형성하였다. 또한, 본 실시예에서 제 2 전극(1903)은 음극으로서 기능한다. 또한 제 2 전극(1903)은 광을 반사하는 기능과 광을 투과하는 기능을 가지는 반투과·반반사 전극이다.
이상의 공정을 거쳐 기판(1900) 위에 발광 소자를 형성하였다. 또한, 상술한 공정에서 설명한 정공 주입층(1911), 정공 수송층(1912), 발광층(1913), 전자 수송층(1914), 및 전자 주입층(1915)은 본 발명의 일 형태에서의 EL층을 구성하는 기능층이다. 또한, 상술한 제작 방법에서의 증착 공정에서는, 모두 저항 가열법에 의한 증착법을 사용하였다.
본 실시예에서 제작한 발광 소자는 기판(1900)과 밀봉 기판에 의하여 밀봉된다. 또한, 기판(1900)과 밀봉 기판의 밀봉은, 질소 분위기의 글러브 박스 내에서 밀봉재를 사용하여 밀봉 기판을 기판(1900) 위에 고정하고, 기판(1900) 위에 형성된 발광 소자의 주변에 실재(sealant)를 도포하여, 밀봉 시에 365nm의 자외선 광을 6J/cm2 조사하고, 80℃에서 1시간 가열 처리를 함으로써 행하였다.
또한, 본 실시예에서 제작한 발광 소자는 모두, 발광 소자의 제 2 전극(1903) 측으로부터 화살표 방향으로 광이 사출되는 구조를 가진다(도 11 참조).
≪발광 소자의 색도≫
다음으로, 본 실시예에서 제작한 각 발광 소자에 2.5mA/cm2의 전류 밀도로 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 발광 스펙트럼의 측정에는 멀티채널 분광기(Hamamatsu Photonics K.K., PMA-12)를 사용하였다. 발광 소자 1 (R)의 발광 스펙트럼은 632nm 근방, 발광 소자 2 (G)의 발광 스펙트럼은 523nm 근방, 발광 소자 3 (B)의 발광 스펙트럼은 460nm 근방, 비교 발광 소자 11 (R)의 발광 스펙트럼은 633nm 근방, 비교 발광 소자 12 (G)의 발광 스펙트럼은 523nm 근방, 비교 발광 소자 13 (B)의 발광 스펙트럼은 459nm 근방에 피크를 가졌다.
다음으로, 본 실시예에서 제작한 각 발광 소자의 CIE1931 색도 좌표(xy 색도 좌표)에서의 색도(x, y)에 대하여, 색채 휘도계(TOPCON CORPORATION, BM-5AS)를 사용하여 측정한 결과를 표 3에 나타내었다. 발광 소자 1(R)은 1281cd/m2, 발광 소자 2(G)는 3337cd/m2, 발광 소자 3(B)은 283cd/m2, 비교 발광 소자 11(R)은 1468cd/m2, 비교 발광 소자 12(G)는 4329cd/m2, 비교 발광 소자 13(B)은 310cd/m2의 휘도에서의 색도이다.
[표 3]
상기 결과에 있어서, 본 실시예에서의 발광 소자 1(R)의 색도는 색도 x가 0.680보다 크고 0.720 이하인 범위를, 색도 y가 0.260 이상 0.320 이하인 범위를 만족시키고, 발광 소자 2(G)의 색도는 색도 x가 0.130 이상 0.250 이하인 범위를, 색도 y가 0.710보다 크고 0.810 이하인 범위를 만족시키고, 발광 소자 3(B)의 색도는 색도 x가 0.120 이상 0.170 이하인 범위를, 색도 y가 0.020 이상 0.060 미만인 범위를 만족시킨다. 발광 소자 1(R)은, 특히 색도 x가 0.680보다 크기 때문에 DCI-P3 규격보다 적색 색도가 양호함을 알 수 있다. 발광 소자 2(G)는, 특히 색도 y가 0.710보다 크기 때문에 DCI-P3 규격이나 NTSC 규격보다 녹색 색도가 양호함을 알 수 있다. 또한, 발광 소자 3(B)은, 특히 색도 y가 0.060보다 작기 때문에 DCI-P3 규격보다 청색 색도가 양호함을 알 수 있다.
또한, 여기서 얻어진 각 발광 소자의 색도(x, y)는 CIE1931 색도 좌표(xy 색도 좌표)에서의 색도로 나타내었지만, 아래의 수학식(1)을 사용함으로써, 지각되는 색차가 공간 내의 같은 거리에 대응되도록 규정된 CIE1976 색도 좌표(u'v' 색도 좌표)로 나타낼 수도 있다.
[수학식 1]
또한, 본 실시예의 발광 소자에 있어서, CIE1976 색도 좌표(u'v'색도 좌표)에서의 색도를 아래의 표 4에 나타내었다. 또한, 비교하기 위하여 BT.2020 규격의 색도 좌표를 표 5에 나타내었다.
[표 4]
[표 5]
표 4의 결과를 바탕으로 이들 색도(u',v')로부터 산출한 BT.2020에 대한 면적비는 94%이고, BT.2020의 커버율은 92%이었다. 또한 면적비란, BT.2020 규격의 RGB의 각 CIE 색도 좌표(u',v')를 연결하여 형성되는 삼각형의 면적 A와, 본 실시예의 3개의 발광 소자의 각 CIE 색도 좌표(u',v')를 연결하여 형성되는 삼각형의 면적 B를 각각 산출하여, 이들의 면적비(B/A)를 산출한 것이다. 또한 커버율이란, 본 실시예의 3개의 발광 소자의 색도 조합으로 BT.2020 규격의 색역(상기 삼각형의 내측)의 몇 %를 재현할 수 있는지를 나타낸 것이다.
≪발광 소자의 색도와 휘도의 시야각 의존성≫
다음으로, 본 실시예에서 제작한 발광 소자의 색도와 휘도에 대하여 시야각 의존성을 계산하였다.
우선, 발광 소자의 정면 방향의 발광 스펙트럼과 비스듬한 방향의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 구체적으로는 발광 소자의 발광면에 수직인 방향을 0°로 하여, -80°부터 80°까지를 10°씩으로 나누어 총 17점에서 발광 스펙트럼을 측정하였다. 측정에는 멀티채널 분광기(Hamamatsu Photonics K.K., PMA-12)를 사용하였다. 이 측정 결과로부터 각 각도에서의 발광 소자의 광도, 색도(x, y), 및 색도(u', v')를 얻었다.
다음으로, 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 발광 소자 3(B)을 사용하여 백색(D65, 300cd/m2)를 표시하는 경우의 각 발광 소자의 휘도를 0°에서의 색도(x, y)(이하, 정면 색도라고도 함)로부터 구하였다. 이 휘도를 각 발광 소자의 정면 휘도로 하였다. 마찬가지로, 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 비교 발광 소자 13(B)을 사용하여 백색(D65, 300cd/m2)를 표시하는 경우의 각 발광 소자의 휘도를 정면 색도로부터 구하였다. 이 휘도를 각 비교 발광 소자의 정면 휘도로 하였다.
다음으로, 정면 휘도와 각 각도에서의 휘도의 휘도비를 산출하였다. 여기서는 0°에서의 광도를 기준으로 각 각도에서의 광도의 비의 값을 구하고, 이 광도비를 휘도비로서 사용하였다.
정면 휘도와 휘도비의 곱으로부터 각 각도에서의 휘도를 산출하였다. 이 각 각도에서의 휘도와 색도 값으로부터 각 각도에서의 백색 색도를 산출하였다. 이하에서는 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 발광 소자 3(B)을 사용하는 경우를 백색 표시 조건 1로 하고, 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 및 비교 발광 소자 13(B)을 사용하는 경우를 백색 표시 비교 조건 2로 하여 설명한다.
≪백색 표시 조건 1≫
발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 발광 소자 3(B)을 사용하여 백색을 표시하는 경우의 색도의 시야각 의존성을 도 12 및 도 13에 나타내었다. 도 12에 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 발광 소자 3(B), 및 이들 3개의 발광 소자를 사용하여 백색을 표시하는 경우(W)의 각 각도에서의 색도(x, y)를 나타내었다. 마찬가지로, 도 13에 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 발광 소자 3(B), 및 이들 3개의 발광 소자를 사용하여 백색을 표시하는 경우(W)의 각 각도에서의 CIE1976 색도 좌표의 색도(u',v')를 나타내었다.
또한, 도 16에 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 발광 소자 3(B)의 정면 휘도를 기준으로 한, 각 각도의 상대 휘도를 나타내었다. 도 16에서는 0°에서의 휘도를 1로 하였다. 또한, 도 17에 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 발광 소자 3(B), 및 이들 3개의 발광 소자를 사용하여 백색을 표시하는 경우(W)의 CIE1976 색도 좌표에서의 정면 색도와 각 각도의 색도의 색도차 Δu'v'를 나타내었다.
≪백색 표시 비교 조건 2≫
비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 및 비교 발광 소자 13(B)을 사용하여 백색을 표시하는 경우의 색도의 시야각 의존성을 도 14 및 도 15에 나타내었다. 도 14에 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 비교 발광 소자 13(B), 및 이들 3개의 발광 소자를 사용하여 백색을 표시하는 경우(W)의 각 각도에서의 색도(x, y)를 나타내었다. 마찬가지로, 도 15에 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 비교 발광 소자 13(B), 및 이들 3개의 발광 소자를 사용하여 백색을 표시하는 경우(W)의 각 각도에서의 색도(u',v')를 나타내었다.
또한, 도 18에 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 및 비교 발광 소자 13(B)의 정면 휘도를 기준으로 한, 각 각도의 상대 휘도를 나타내었다. 도 18에서는 0°에서의 휘도를 1로 하였다. 또한, 도 19에 비교 발광 소자 11(R), 비교 발광 소자 12(G), 비교 발광 소자 13(B), 및 이들 3개의 발광 소자를 사용하여 백색을 표시하는 경우(W)의 CIE1976 색도 좌표에서의 정면 색도와 각 각도의 색도의 색도차 Δu'v'를 나타내었다.
이들 결과로부터, 백색 표시 조건 1에 사용한 각 색(RGB)의 발광 소자는 백색 표시 비교 조건 2에 사용한 같은 색의 비교 발광 소자에 비하여 시야각 의존성이 작고, 비스듬한 방향에서도 양호한 발광 상태를 얻을 수 있는 것을 알았다. 또한, 백색 표시 조건 1은 백색 표시 비교 조건 2에 비하여, 각도에 따른 백색(W)의 색 편차가 억제되는 것을 알았다.
구체적으로는, 도 12와 도 14의 비교, 도 13과 도 15의 비교에서, 백색 표시 조건 1에 사용한 각 색(RGB)의 발광 소자는 백색 표시 비교 조건 2에 사용한 같은 색의 비교 발광 소자에 비하여, 각도에 따른 색도 변화가 작았다. 또한, 백색 표시 조건 1은 백색 표시 비교 조건 2에 비하여 각도에 따른 백색(W)의 색도 변화가 작았다.
또한, 도 16과 도 18을 비교하면, 백색 표시 조건 1(도 16 참조)에서는 30° 이상 60° 이하인 범위 내에서 발광 소자 1(R)의 상대 휘도가 발광 소자 3(B)의 상대 휘도보다 높고, -60° 이상 -30° 이하인 범위 내에서도 마찬가지의 경향을 보였다. 한편, 백색 표시 비교 조건 2(도 18 참조)에서는 30°에서는 비교 발광 소자 11(R)의 상대 휘도가 비교 발광 소자 13(B)의 상대 휘도보다 높지만, 각도가 더 커지면 대소 관계가 역전되고, 60°에서는 비교 발광 소자 11(R)의 상대 휘도가 비교 발광 소자 13(B)의 상대 휘도보다 낮았다. -60° 이상 -30° 이하인 범위 내에서도 마찬가지로 대소 관계의 역전이 확인되었다. 백색 표시 비교 조건 2와 같이 RGB의 휘도비가 각도에 따라 달라지면 백색 색도가 크게 달라진다. 백색 표시 조건 1에서는 백색 표시 비교 조건 2에 비하여 적색의 발광 소자 및 녹색의 발광 소자의 휘도 감쇠율이 작다. 그러므로, 백색 표시 조건 1에서는 각도에 따라 2가지 색의 상대 휘도의 대소 관계가 역전되지 않았다. 이로써, 각도에 따른 백색 색도 변화를 억제할 수 있다.
또한, 도 17과 도 19를 비교하면, 비교 발광 소자 11(R)의 Δu'v'가, 50° 이상 80° 이하인 범위 및 -80° 이상 -50° 이하인 범위 내에서 0.05를 넘었다. 이에 비하여 발광 소자 1(R)의 Δu'v'는 어느 각도에서도 0.05 미만으로, 비스듬한 방향의 색도와 정면 색도의 색도차 Δu'v'가 작다는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 백색 표시 조건 1에서는 RGBW의 Δu'v' 모두가, 어느 각도에서도 0.05 미만으로, 비스듬한 방향의 색도와 정면 색도의 색도차 Δu'v'가 작다는 결과를 얻을 수 있었다.
백색 표시 조건 1과 백색 표시 비교 조건 2는 적색의 발광 소자의 두께와 청색 발광 소자의 두께의 대소 관계(구체적으로는 전극 사이의 거리의 대소 관계)가 다르다. 백색 표시 조건 1에서는 발광 소자 1(R)의 두께보다 발광 소자 3(B)의 두께가 두껍다. 백색 표시 비교 조건 2에서는 비교 발광 소자 11(R)의 두께보다 비교 발광 소자 13(B)의 두께가 얇다.
본 실시예에서는 각 발광 소자에 마이크로 캐비티 구조를 사용하여 각 발광의 색순도를 높였다. 백색 표시 비교 조건 2에서는 RGB 3가지 색의 비교 발광 소자의 두께는 모두, 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 결정하였다. 한편, 백색 표시 조건 1에서는 발광 소자 3(B)의 두께는 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 결정하고, 발광 소자 1(R)과 발광 소자 2(G)의 두께는 전극 사이의 광학 거리가 1/2파장이 되도록 결정하였다. 이러한 구성으로 함으로써 백색 색도의 시야각 의존성을 작게 할 수 있었다. 특히 적색의 발광 소자의 전극 사이의 광학 거리가 λ/2가 되도록 결정함으로써, 광학 거리가 λ인 경우에 비하여 각도에 따른 색도 변화와 휘도의 감쇠를 억제할 수 있었다. 이 결과, 백색 색도의 시야각 의존성도 작게 할 수 있었다.
본 실시예에서는 각각 적색, 녹색, 청색의 발광을 나타내는 발광 소자를 제작하였다. 이들 발광 소자는 각각 상이한 재료로 발광층이 형성되고, 또한, 광학 거리를 조정하기 위하여 상이한 두께로 정공 수송층이 형성되어 있다. 한편, 이들 발광 소자는 전자 수송층 및 전자 주입층이 같은 재료를 사용하고 같은 두께로 형성되어 있고, 각 층을 상이한 구성으로 형성하는 경우에 비하여 공정수를 삭감할 수 있는 조합이다. 이와 같이 3개의 발광 소자는 EL층에 공통적인 구성의 층을 많이 가져도 광범위한 색 재현성과 양호한 시야각 특성을 얻을 수 있었다. 또한, 본 실시예에서는 정공 주입층을 색마다 상이한 두께로 형성하였지만, 각 색의 발광 소자의 정공 주입층은 같은 두께로 제공하여도 좋다.
이상의 결과로부터, 본 실시예에 나타내는 발광 소자를 사용함으로써 시야각이 넓고, 넓은 색역으로 표시할 수 있는 표시 장치를 제작할 수 있음을 알았다.
(실시예 2)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에 사용할 수 있는 발광 소자의 구조 및 특성에 대하여 설명한다. 본 실시예에서 설명하는 발광 소자의 구조를 도 11에 도시하였고, 구체적인 구성을 표 6에 나타내었다. 또한, 본 실시예에서 사용하는 재료의 구조식을 이하에 나타내었다. 또한, 이미 설명한 재료는 생략한다.
[표 6]
[화학식 2]
≪발광 소자의 제작≫
본 실시예에서 설명하는 발광 소자 4는 주로 적색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 발광 소자 4(R)로 표기한다. 또한, 발광 소자 5는 주로 녹색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 발광 소자 5(G)로 표기한다. 또한, 발광 소자 6은 주로 청색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 발광 소자 6(B)으로 표기한다.
또한, 본 실시예의 발광 소자에는 마이크로 캐비티 구조가 적용되어 있다. 발광 소자 4 및 발광 소자 5에서는 전극 사이의 광학 거리가 1/2파장이 되도록 조정하고, 발광 소자 6에서는 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 조정하였다.
발광 소자 4(R)는 정공 주입층(1911) 이외는 실시예 1의 발광 소자 1(R)과 마찬가지로 제작하였다. 발광 소자 5(G)는 정공 주입층(1911) 이외는 실시예 1의 발광 소자 2(G)와 마찬가지로 제작하였다. 발광 소자 6(B)은 정공 주입층(1911) 및 정공 수송층(1912) 이외는 실시예 1의 발광 소자 3(B)과 마찬가지로 제작하였다. 여기서는 실시예 1의 발광 소자와 상이한 점에 대해서만 자세히 설명한다.
발광 소자 4(R), 발광 소자 5(G), 및 발광 소자 6(B)의 정공 주입층(1911)은 공통적으로, 진공 증착 장치 내를 10-4Pa까지 감압한 후, 9-페닐-3-[4-(10-페닐-9-안트릴)페닐]-9H-카바졸(약칭: PCzPA)과 산화 몰리브데넘을 중량비가 PCzPA:산화 몰리브데넘=1:0.5가 되도록 공증착함으로써 형성하였다. 정공 주입층(1911)은 막 두께가 7.5nm가 되도록 형성하였다.
발광 소자 6(B)의 정공 수송층(1912)으로서는, PCzPA를 사용하여 막 두께가 110nm가 되도록 증착하였다.
또한, 본 실시예에서 제작한 발광 소자는 모두, 발광 소자의 제 2 전극(1903) 측으로부터 화살표 방향으로 광이 사출되는 구조를 가진다(도 11 참조).
≪발광 소자의 색도≫
다음으로, 본 실시예에서 제작한 각 발광 소자에 2.5mA/cm2의 전류 밀도로 전류를 흘렸을 때의 발광 스펙트럼을 측정하였다. 발광 스펙트럼의 측정에는 멀티채널 분광기(Hamamatsu Photonics K.K., PMA-12)를 사용하였다. 발광 소자 4(R)의 발광 스펙트럼은 635nm 근방, 발광 소자 5(G)의 발광 스펙트럼은 525nm 근방, 발광 소자 6(B)의 발광 스펙트럼은 458nm 근방에 피크를 가지고 있었다.
다음으로, 본 실시예에서 제작한 각 발광 소자의 CIE1931 색도 좌표(xy 색도 좌표)에서의 색도(x, y)에 대하여, 색채 휘도계(TOPCON CORPORATION, BM-5AS)를 사용하여 측정한 결과를 표 7에 나타내었다. 발광 소자 4(R)는 1308cd/m2, 발광 소자 5(G)는 4392cd/m2, 발광 소자 6(B)은 264cd/m2의 휘도에서의 색도이다.
[표 7]
상기 결과에 있어서, 본 실시예에서의 발광 소자 4(R)의 색도는 색도 x가 0.680보다 크고 0.720 이하인 범위를, 색도 y가 0.260 이상 0.320 이하인 범위를 만족시키고, 발광 소자 5(G)의 색도는 색도 x가 0.130 이상 0.250 이하인 범위를, 색도 y가 0.710보다 크고 0.810 이하인 범위를 만족시키고, 발광 소자 6(B)의 색도는 색도 x가 0.120 이상 0.170 이하인 범위를, 색도 y가 0.020 이상 0.060 미만인 범위를 만족시킨다. 발광 소자 4(R)는 특히 색도 x가 0.680보다 크기 때문에 DCI-P3 규격보다 적색 색도가 양호함을 알 수 있다. 발광 소자 5(G)는 특히 색도 y가 0.710보다 크기 때문에 DCI-P3 규격이나 NTSC 규격보다 녹색 색도가 양호함을 알 수 있다. 또한, 발광 소자 6(B)은 특히 색도 y가 0.060보다 작기 때문에 DCI-P3 규격보다 청색 색도가 양호함을 알 수 있다.
또한, 본 실시예의 발광 소자에 있어서, CIE1976 색도 좌표(u'v'색도 좌표)에서의 색도를 아래의 표 8에 나타내었다.
[표 8]
표 8의 결과를 바탕으로 이들 색도(u',v')로부터 산출한 BT.2020에 대한 면적비는 100%이고, BT.2020의 커버율은 92%이었다.
또한, 발광 소자의 색도와 휘도의 시야각 의존성은 발광 소자의 막 두께에 영향을 받는다. 실시예 2의 발광 소자의 막 두께는 실시예 1의 발광 소자와 동일하다. 따라서, 실시예 2의 발광 소자를 사용하여도, 실시예 1의 발광 소자를 사용하는 경우와 같이 시야각이 넓고 넓은 색역으로 표시할 수 있는 표시 장치를 제작할 수 있는 것으로 시사된다.
≪발광 소자의 초기 특성≫
발광 소자 4(R)의 초기 특성은 실시예 1의 발광 소자 1(R)의 초기 특성과 거의 동등하였다. 발광 소자 4(R)는 정공 주입층(1911)에 사용되는 유기 재료 이외는 발광 소자 1(R)과 동일한 구성이기 때문에 초기 특성으로의 영향이 거의 없었던 것으로 생각된다.
발광 소자 5(G)의 초기 특성은 실시예 1의 발광 소자 2(G)의 초기 특성과 거의 동등하였다. 발광 소자 5(G)도 정공 주입층(1911)에 사용되는 유기 재료 이외는 발광 소자 2(G)와 동일한 구성이기 때문에 초기 특성으로의 영향이 거의 없었던 것으로 생각된다.
다음으로, 발광 소자 6(B)의 전류-전압 특성을 도 20에 나타내었다. 도 20에서 세로축은 전류(mA)를, 가로축은 전압(V)을 나타낸다. 도 20에서는 비교하기 위하여 실시예 1에서 제작한 발광 소자 3(B)의 전류-전압 특성도 나타내었다.
도 20에 나타낸 바와 같이 발광 소자 6(B)은 발광 소자 3(B)에 비하여 전류-전압 특성이 양호하고, 저전압 구동이 가능함을 알았다.
발광 소자 6(B)은 정공 주입층(1911)에 사용되는 유기 재료에 더하여 정공 수송층(1912)의 재료도 발광 소자 3(B)과 상이하다. 여기서, 정공 수송층(1912)의 두께가 두꺼우면, 구동 전압이 상승되는 경우가 있다. 본 실시예의 발광 소자 6(B)은 정공 수송층(1912)의 재료를 변경함으로써, 발광 소자 3(B)에 비하여 구동 전압을 낮출 수 있었다.
≪발광 소자의 신뢰성≫
다음으로, 실시예 1의 발광 소자 1(R), 발광 소자 2(G), 및 발광 소자 3(B), 또한 본 실시예의 발광 소자 4(R), 발광 소자 5(G), 및 발광 소자 6(B)의 신뢰성 시험의 결과를 도 21에 나타내었다. 도 21에서 세로축은 초기 휘도를 100%로 하였을 때의 정규화 휘도(%)를 나타내고, 가로축은 소자의 구동 시간(h)을 나타낸다. 신뢰성 시험은 실온에서 행하고, 표준 광원 D65의 색도로 표시하는 것을 상정하여 각 발광 소자의 전류값을 설정하고, 각 발광 소자를 구동시켰다. 발광 소자 1(R)의 전류값은 0.128mA, 발광 소자 2(G)의 전류값은 0.176mA, 발광 소자 3(B)의 전류값은 0.328mA, 발광 소자 4(R)의 전류값은 0.128mA, 발광 소자 5(G)의 전류값은 0.155mA, 발광 소자 6(B)의 전류값은 0.389mA로 하였다.
도 21에서 발광 소자 1(R)과 발광 소자 4(R)의 휘도 열화 곡선은 거의 중첩되어 있고, 또한, 발광 소자 2(G)와 발광 소자 5(G)의 휘도 열화 곡선은 거의 중첩되어 있었다. 이와 같이 정공 주입층(1911)에 사용되는 유기 재료를 변경하여도 신뢰성으로의 영향이 거의 보이지 않았다. 또한, 발광 소자 6(B)은 발광 소자 3(B)에 비하여 초기 열화가 작고, 장수명인 것이 밝혀졌다.
본 실시예에서는 각각 적색, 녹색, 청색의 발광을 나타내는 발광 소자를 제작하였다. 이들 발광 소자는 각각 상이한 재료로 발광층이 형성되고, 또한, 광학 거리를 조정하기 위하여 상이한 두께로 정공 수송층이 형성되어 있다. 한편, 이들 발광 소자는 정공 주입층, 전자 수송층, 및 전자 주입층이 같은 재료를 사용하고 같은 두께로 형성되어 있고, 각 층을 상이한 구성으로 형성하는 경우에 비하여 공정수를 삭감할 수 있는 조합이다. 이와 같이 3개의 발광 소자는 EL층에 공통적인 구성의 층을 많이 가져도 광범위한 색 재현성을 얻을 수 있었다.
또한, 본 실시예에서는, 실시예 1의 구성에서 정공 주입층(1911)에 사용되는 유기 재료와 청색 발광을 나타내는 발광 소자의 정공 수송층(1912)에 사용되는 재료를 변경함으로써, 적색 발광을 나타내는 발광 소자와 녹색 발광을 나타내는 발광 소자의 초기 특성 및 신뢰성을 유지하면서, 청색 발광을 나타내는 발광 소자의 구동 전압의 저하와 신뢰성의 향상을 실현할 수 있었다.
(실시예 3)
본 실시예에서는 본 발명의 일 형태인 표시 장치에 사용할 수 있는 발광 소자의 구조 및 특성에 대하여 설명한다. 본 실시예에서 설명하는 발광 소자의 구조를 도 11에 도시하였고, 구체적인 구성을 표 9 및 표 10에 나타내었다. 또한, 본 실시예에서 사용되는 재료는 모두, 이미 구조식을 나타낸 재료이다.
[표 9]
[표 10]
≪발광 소자의 제작≫
본 실시예에서 설명하는 발광 소자 7은 주로 적색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 발광 소자 7(R)로 표기한다. 또한, 발광 소자 8은 주로 녹색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 발광 소자 8(G)로 표기한다. 또한, 발광 소자 9는 주로 청색 발광을 나타내는 발광 소자이고, 발광 소자 9(B)로 표기한다.
본 실시예의 발광 소자에는 마이크로 캐비티 구조가 적용되어 있다. 발광 소자 7 및 발광 소자 8에서는 전극 사이의 광학 거리가 1/2파장이 되도록 조정하고, 발광 소자 9에서는 전극 사이의 광학 거리가 1파장이 되도록 조정하였다.
표 9 및 표 10에 나타낸 바와 같이, 발광 소자 7(R)의 정공 주입층(1911)의 두께(V), 발광 소자 8(G)의 정공 주입층(1911)의 두께(W), 및 발광 소자 9(B)의 정공 주입층(1911)의 두께(X)의 조합이 8종류 있다. 또한, 3개의 발광 소자에서의 제 2 전극(1903)이 가지는, Ag와 Mg를 공증착하여 형성하는 층(이하, Ag:Mg층이라고도 함)의 두께(Y)가 3종류 있다. 이상으로, 발광 소자 7(R), 발광 소자 8(G), 발광 소자 9(B)의 조합은 24종류이다.
본 실시예에서는 발광 소자 7(R), 발광 소자 8(G), 및 발광 소자 9(B)를 사용하여 백색을 표시하는 경우의 소비전력, 색역, 및 색 편차를 평가하였다. 색역은 CIE1976 색도 좌표(u'v' 색도 좌표)에서의 색도로부터 산출한 BT.2020에 대한 면적비에 의하여 평가하였다. 색 편차는 정면 색도와 정면에서 60° 기울어진 방향에서의 색도의 색도차 Δu'v'에 의하여 평가하였다.
도 22의 (A), (B), (C)에, 각 조합에서의 소비전력, 색역, 색 편차의 평가 결과를 나타내었다. 도 22의 (A), (B)에서, Ag:Mg층의 두께(Y)가 커짐에 따라, 소비전력이 높아지지만 색역이 넓어지는 것을 알 수 있다. 도 22의 (C)에 나타낸 바와 같이, 어느 조합에서도 정면 색도와 정면에서 60° 기울어진 방향에서의 색도의 색도차 Δu'v'는 대략 0.05 이하로 억제되어 있어, 본 발명의 일 형태의 효과가 얻어졌음을 알 수 있다.
10A: 표시 장치
10B: 표시 장치
22: 멀티 디스플레이
23: 표시 영역
28: 접착층
29: 기판
31: 절연층
32: 절연층
33: 절연층
34: 절연층
35: 절연층
40: 트랜지스터
41: 도전층
42: 반도체층
42a: 채널 영역
42b: 저저항 영역
43a: 도전층
43b: 도전층
43c: 도전층
45: 도전층
46: 절연층
49: 트랜지스터
60: 발광 소자
74: 절연층
75: 보호층
75a: 기판
75b: 접착층
76: 접속체
100: 표시 장치
100a: 표시 장치
100b: 표시 장치
100c: 표시 장치
100d: 표시 장치
101: 표시 영역
101a: 표시 영역
101b: 표시 영역
101c: 표시 영역
101d: 표시 영역
102: 영역
109a: FPC
110: 투명 도전막
110B: 광학 조정층
110G: 광학 조정층
110R: 광학 조정층
110Y: 광학 조정층
111: 제 1 전극
111a: 도전막
112: 제 2 전극
113B: EL층
113G: EL층
113R: EL층
113Y: EL층
115B: 발광 소자
115G: 발광 소자
115R: 발광 소자
115Y: 발광 소자
116B: 발광
116G: 발광
116R: 발광
116Y: 발광
118B: 레지스트막
118G: 레지스트막
118R: 레지스트막
119: 가시광을 투과하는 영역
119b: 가시광을 투과하는 영역
119c: 가시광을 투과하는 영역
119d: 가시광을 투과하는 영역
120: 가시광을 차단하는 영역
121: 정공 주입층
122: 정공 수송층
122B: 정공 수송층
122G: 정공 수송층
122R: 정공 수송층
123B: 발광층
123G: 발광층
123R: 발광층
124: 전자 수송층
125: 전자 주입층
131: 기판
132: 기판
133B: 발광 소자
133G: 발광 소자
133R: 발광 소자
134: 공간
135: 트랜지스터
136: 절연층
137: 접착층
372: FPC
381: 표시부
382: 구동 회로부
1900: 기판
1901: 제 1 전극
1902: EL층
1903: 제 2 전극
1904: 광학 조정층
1911: 정공 주입층
1912: 정공 수송층
1913: 발광층
1914: 전자 수송층
1915: 전자 주입층
7000: 표시부
7001: 표시부
7100: 텔레비전 장치
7101: 하우징
7103: 스탠드
7111: 리모트 컨트롤러
7200: 노트북형 퍼스널 컴퓨터
7211: 하우징
7212: 키보드
7213: 포인팅 디바이스
7214: 외부 접속 포트
7300: 디지털 사이니지
7301: 하우징
7303: 스피커
7311: 정보 단말기
7400: 디지털 사이니지
7401: 기둥
7411: 정보 단말기
7500: 휴대 정보 단말
7501: 하우징
7502: 부재
7503: 조작 버튼
7600: 휴대 정보 단말
7601: 하우징
7602: 힌지
7650: 휴대 정보 단말
7651: 비표시부
7700: 휴대 정보 단말
7701: 하우징
7703a: 버튼
7703b: 버튼
7704a: 스피커
7704b: 스피커
7705: 외부 접속 포트
7706: 마이크로폰
7709: 배터리
7800: 휴대 정보 단말
7801: 밴드
7802: 입출력 단자
7803: 조작 버튼
7804: 아이콘
7805: 배터리
10B: 표시 장치
22: 멀티 디스플레이
23: 표시 영역
28: 접착층
29: 기판
31: 절연층
32: 절연층
33: 절연층
34: 절연층
35: 절연층
40: 트랜지스터
41: 도전층
42: 반도체층
42a: 채널 영역
42b: 저저항 영역
43a: 도전층
43b: 도전층
43c: 도전층
45: 도전층
46: 절연층
49: 트랜지스터
60: 발광 소자
74: 절연층
75: 보호층
75a: 기판
75b: 접착층
76: 접속체
100: 표시 장치
100a: 표시 장치
100b: 표시 장치
100c: 표시 장치
100d: 표시 장치
101: 표시 영역
101a: 표시 영역
101b: 표시 영역
101c: 표시 영역
101d: 표시 영역
102: 영역
109a: FPC
110: 투명 도전막
110B: 광학 조정층
110G: 광학 조정층
110R: 광학 조정층
110Y: 광학 조정층
111: 제 1 전극
111a: 도전막
112: 제 2 전극
113B: EL층
113G: EL층
113R: EL층
113Y: EL층
115B: 발광 소자
115G: 발광 소자
115R: 발광 소자
115Y: 발광 소자
116B: 발광
116G: 발광
116R: 발광
116Y: 발광
118B: 레지스트막
118G: 레지스트막
118R: 레지스트막
119: 가시광을 투과하는 영역
119b: 가시광을 투과하는 영역
119c: 가시광을 투과하는 영역
119d: 가시광을 투과하는 영역
120: 가시광을 차단하는 영역
121: 정공 주입층
122: 정공 수송층
122B: 정공 수송층
122G: 정공 수송층
122R: 정공 수송층
123B: 발광층
123G: 발광층
123R: 발광층
124: 전자 수송층
125: 전자 주입층
131: 기판
132: 기판
133B: 발광 소자
133G: 발광 소자
133R: 발광 소자
134: 공간
135: 트랜지스터
136: 절연층
137: 접착층
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1900: 기판
1901: 제 1 전극
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1912: 정공 수송층
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1915: 전자 주입층
7000: 표시부
7001: 표시부
7100: 텔레비전 장치
7101: 하우징
7103: 스탠드
7111: 리모트 컨트롤러
7200: 노트북형 퍼스널 컴퓨터
7211: 하우징
7212: 키보드
7213: 포인팅 디바이스
7214: 외부 접속 포트
7300: 디지털 사이니지
7301: 하우징
7303: 스피커
7311: 정보 단말기
7400: 디지털 사이니지
7401: 기둥
7411: 정보 단말기
7500: 휴대 정보 단말
7501: 하우징
7502: 부재
7503: 조작 버튼
7600: 휴대 정보 단말
7601: 하우징
7602: 힌지
7650: 휴대 정보 단말
7651: 비표시부
7700: 휴대 정보 단말
7701: 하우징
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7801: 밴드
7802: 입출력 단자
7803: 조작 버튼
7804: 아이콘
7805: 배터리
Claims (15)
- 표시 장치로서,
제 1 발광 소자;
제 2 발광 소자; 및
제 3 발광 소자를 포함하고,
상기 제 1 발광 소자, 상기 제 2 발광 소자, 및 상기 제 3 발광 소자는 각각 한 쌍의 전극, 상기 한 쌍의 전극 사이의 발광층 및 상기 한 쌍의 전극 사이의 정공 수송층을 포함하고,
상기 한 쌍의 전극의 한쪽은 반사 전극을 포함하고,
상기 한 쌍의 전극의 다른 한쪽은 반투과·반반사 전극을 포함하고,
상기 제 1 발광 소자, 상기 제 2 발광 소자, 및 상기 제 3 발광 소자의 상기 발광층은 서로 상이한 재료를 포함하고,
상기 제 1 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 1 피크 파장은 400nm 이상 480nm 이하이고,
상기 제 2 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 2 피크 파장은 580nm 이상 700nm 이하이고,
상기 제 3 발광 소자의 발광 스펙트럼의 제 3 피크 파장은 상기 제 1 피크 파장과 상기 제 2 피크 파장 사이에 있고,
상기 제 1 발광 소자, 상기 제 2 발광 소자 및 상기 제 3 발광 소자는 각각 마이크로 캐비티 구조를 포함하고,
상기 제 1 발광 소자의 상기 한 쌍의 전극 사이의 거리는, 상기 제 2 발광 소자의 상기 한 쌍의 전극 사이의 거리보다 길고,
상기 제 2 발광 소자의 상기 한 쌍의 전극 사이의 거리는 상기 제 3 발광 소자의 상기 한 쌍의 전극 사이의 거리보다 길고,
상기 제 2 발광 소자의 상기 정공 수송층 및 상기 제 3 발광 소자의 상기 정공 수송층은 제 1 유기 화합물 재료를 포함하고,
상기 제 1 발광 소자의 상기 정공 수송층은 제 2 유기 화합물 재료를 포함하고 상기 제 1 유기 화합물 재료를 포함하지 않고,
상기 제 1 발광 소자의 상기 정공 수송층은 상기 제 2 발광 소자의 상기 정공 수송층 및 상기 제 3 발광 소자의 상기 정공 수송층보다 두껍고,
상기 제 2 발광 소자의 상기 정공 수송층은 상기 제 3 발광 소자의 상기 정공 수송층과 같은 두께를 가지는, 표시 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제 3 발광 소자의 상기 발광층은 상기 제 1 발광 소자의 상기 발광층보다 두껍고,
상기 제 2 발광 소자의 상기 발광층은 상기 제 3 발광 소자의 상기 발광층보다 두꺼운, 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자의 상기 정공 수송층은 단층 구조를 가지는, 표시 장치. - 제 1 항 또는 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 발광 소자, 상기 제 2 발광 소자, 및 상기 제 3 발광 소자는 각각 상기 한 쌍의 전극 사이에 전자 수송층을 포함하고,
상기 제 1 발광 소자, 상기 제 2 발광 소자, 및 상기 제 3 발광 소자는 같은 상기 전자 수송층을 공유하는, 표시 장치.
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