KR19990007825A - 유기 전계 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체를 형성한다. 이 유기 전계 발광 발광체를 포함하는 유기 전계 발광 장치에 있어서, 투명 전극을 투명 기판의 이면측에 형성하는 동시에, 이 투명 기판의 표면측에 광확산성을 갖는 확산판을 설치한 구성으로 한다.
이와 같이, 투명 기판의 표면에 확산판을 형성함으로써, 유기 EL 발광체가 발광하고 있지 않을 때(비발광시), 외부로부터 조사된 광의 일부가 확산판의 표면 또는 그 내부에서 확산적으로 반사하고, 나머지 광이 확산판을 투과한다. 그리고, 이 확산판을 투과한 광은 금속 전극으로 반사하여, 다시 확산판에 입사하여 확산된다. 그 결과, 금속 전극의 경면을 외부로부터 시인시키지 않는다.
Description
전계 발광 장치에는 무기 전계 발광 장치와 유기 전계 발광 장치가 있다. 일반적으로, 무기 전계 발광 장치는 박막형·분산형모두 발광시키는데 수십V 이상의 높은 교류 전압의 인가가 필요해진다. 이것에 대하여, 유기 전계 발광 장치는 l0V 정도 또는 그 이하의 직류 전압으로 고휘도로 발광한다는 이점이 있다.
일반적으로, 유기 전계 발광 장치는 투명 기판상에 투명 전극과 유기 발광층과 금속 전극을 순서대로 적층하여 발광체(유기 전계 발광 발광체)를 형성하고 있다.
여기서, 유기 발광층은 다양한 유기 박막의 적층체이고, 예컨대 트리페닐아민 유도체등으로 이루어진 정공(正孔) 주입층과, 안트라센등의 형광성의 유기 고체로 이루어진 발광층과의 적층체나, 또는 이러한 발광층과 페릴렌 유도체등으로 이루어진 전자 주입층의 적층체나, 또는 이들 정공 주입층, 발광층 및 전자 주입층의 적층체등, 다양한 조합을 갖는 구성이 알려져 있다.
유기 전계 발광 장치는, 투명 전극과 금속 전극에 전압을 인가함으로써, 유기 발광층에 정공과 전자가 주입되고, 이들 정공과 전자의 재결합에 의해서 생기는 에너지가 형광 물질을 발생기키며, 발생된 형광 물질이 기저 상태로 되돌아갈 때에 광을 방사한다는 원리로 발광한다.
도중의 재결합이라는 메커니즘은 일반 다이오드와 동일하고, 이것으로부터도 예상할 수 있는 바와 같이, 전류와 발광 강도는 인가 전압에 대하여 정류성을 수반하는 강한 비선형성을 나타낸다.
유기 전계 발광 장치에 있어서는, 유기 발광층에서의 발광을 취출하기 위해서, 적어도 한쪽의 전극이 투명하지 않으면 안되고, 통상 산화 인듐 주석(ITO) 등의 투명 도전체로 형성한 투명 전극을 양극으로서 이용하고 있다.
한편, 전자 주입을 쉽게 하여 발광 효율을 올리기 위해서는, 음극에 일함수의 작은 물질을 이용하는 것이 중요하고, 통상 Mg-Ag, A1-Li 등의 금속 전극을 이용하고 있다.
그런데, 이러한 구성의 유기 전계 발광 장치에 있어서, 유기 발광층은 두께10nm정도로 극히 얇은 막으로 형성되어 있다. 이 때문에 유기 발광층도 투명 전극과 동일하여 광을 거의 완전히 투과한다. 그 결과, 비발광시에 투명 기판의 표면으로부터 입사하여, 투명 전극과 유기 발광층을 투과하여 금속 전극으로 반사한 광이 다시 투명 기판의 표면측으로 나오기 때문에, 외부에서 인지했을 때, 유기 전계 발광 장치의 표시면이 경면과 같이 보인다.
그리고, 유기 전계 발광 장치를 발광 소자나 표시 소자로서 이용할 경우, 비발광시에 표시면이 경면과 같이 보이는 것은 극히 부자연스럽고, 용도가 현저히 한정된다. 특히 주위가 밝은 환경하에서 이 문제는 보다 심각하다.
본 발명은 유기 전계 발광 장치의 구조에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 변형예(변형예1-1)를 나타내는 단면도.
도 3은 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 다른 변형예(변형예1-2)를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 5는 도 4에 도시한 제2 실시 형태의 변형예(변형예2-1)를 나타내는 단면도.
도 6은 도 4에 도시한 제2 실시 형태의 다른 변형예(변형예2-2)를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제3 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 8은 도 7에 도시하는 투명 전극의 배치 패턴예를 나타내는 평면도.
도 9는 도 7에 도시한 제3 실시 형태의 변형예(변형예3-1)를 나타내는 단면도.
도 10은 도 7에 도시한 제3 실시 형태의 다른 변형예(변형예3-2)를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제4 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 12는 도 11에 도시한 제4 실시 형태의 변형예(변형예4-1)를 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제5 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 14는 도 13에 도시한 제5 실시 형태에 컬러 필터를 부가한 구성을 나타내는 단면도.
도 15는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제6 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 16은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제7 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 17은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제8 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 18은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제9 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 19는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제10 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 20은 도 19에 도시한 제10 실시 형태의 변형예(변형예10-1)를 나타내는 단면도.
도 21은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제11 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 22는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제12 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 23은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제14 실시 형태를 나타내는 단면도.
도 24는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제15 실시 형태를 나타내는 단면도.
본 발명은 상술한 종래의 유기 전계 발광 장치의 과제를 해소하기 위해서 이루어진 것으로, 비발광시에 금속 전극으로부터 반사해 오는 광에 의해서, 표시면이 경면에 보이는 것을 방지하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 목적 달성을 위해, 제1 발명은 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체(이하, 유기 EL 발광체로 생략할 경우도 있다)를 포함하는 유기 전계 발광 장치에 있어서, 유기 전계 발광 발광체의 투명 전극을 투명 기판의 이면측에 형성하는 동시에, 이 투명 기판의 표면측에 광확산성을 갖는 확산판을 설치한 구성으로 하고 있다.
또, 본 명세서 및 청구범위에 있어서, 각 부재의 「표면」이란, 외부에서 보이는 표시면에 가까운 측의 면을 말하고, 반대로 각 부재의 「이면」이란, 표면의 반대에 있는 면(금속 전극에 가까운 측의 면)을 말하는 것으로 한다.
확산판으로서는, 세라믹 박판등을 이용할 수 있다. 이와 같이, 투명 기판의 표면에 확산판을 형성한 본 발명에 의하면, 유기 EL 발광체가 발광하지 않을 때(비발광시), 외부에서 조사된 광의 일부가 확산판의 표면 또는 그 내부에서 확산적으로 반사하고, 나머지 광이 확산판을 투과한다. 그리고, 이 확산판을 투과한 광은 금속 전극으로 반사하고, 다시 확산판에 입사하여 확산된다. 그 결과, 금속 전극의 경면을 외부에서 인지되지 않는다는 효과가 있다.
본 제1 발명은, 확산판의 표면, 또는 확산판과 투명 기판의 중간에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치할 수도 있다.
컬러 필터를 설치함으로써, 유기 EL 발광체의 비발광시에, 금속 전극의 경면이 확산판에 의해 차폐되는 동시에, 표시면 전체가 컬러 필터의 색으로 보인다.
이와 같이 보이는 것은 확산판이 유백색으로 파장 선택성이 없으며, 또한 유기 EL 발광체의 비발광시에, 이 확산판이 일종의 반사판으로서 기능하기 때문이다.
그리고, 유기 EL 발광체의 발광시에는, 유기 EL 발광체의 발광에 관한 분광 곡선과, 컬러 필터의 투과율에 관한 분광 곡선을 겹쳐서 얻어지는 분광 곡선의 광의 색을 외부로부터 시인할 수 있으며, 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
또한, 컬러 필터 대신에, 확산판을 임의의 색으로 착색함으로써, 동일하게 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
또한, 제1 발명에 있어서, 투명 전극을 복수로 분할하여 설치하는 동시에, 투명 기판과 확산판과의 사이에, 적어도 투명 전극과 대향하는 부위를 제외하여, 광을 차폐하는 차폐층을 설치하여도 좋다.
복수로 분할한 투명 전극은 예컨대, 문자, 숫자, 도형등을 나타내는 임의의 패턴으로 배치하고, 각각 독립하여 통전함으로써, 그들 임의의 패턴을 발광 표시할 수 있다.
유기 EL 발광체로부터 발생한 광은 투명 기판을 통과하는 동안에 방사형으로 넓어진다. 그러나, 투명 기판의 표면측에는 차폐층이 형성되어 있기 때문에, 이 차폐층의 극간을 통과하는 광만이 확산판을 통하여 표면측에 나온다.
즉, 유기 EL 발광체로부터 발생된 광을 차폐층에 의해 조절해 넣음으로써, 발광 표시 패턴의 윤곽을 명료하게 할 수 있다.
이러한 구성의 제1 발명에 있어서도, 확산판의 표면 또는 이면에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치하며, 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
또한, 투명 전극과 대향하는 차폐층의 극간에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 각각 설치하여도 좋다.
또, 차폐층을, 광을 반사하는 반사층과 광을 흡수하는 흡수층으로 형성하고, 반사층을 표면측에 흡수층을 이면측에 배치하면, 발광시에 유기 EL 발광체의 발광 표시 패턴을 더욱 명료히 하는 동시에, 비발광시에는 표면 전체를 균일한 밝기로 할 수 있다.
즉, 발광시, 유기 EL 발광체로부터 광을 받는 측의 층이 광을 반사하는 특성을 갖고 있는 경우, 투명 기판에서 넓어진 광이 차폐층으로 반사하여 금속 전극에 입사하고, 또 금속 전극으로 반사하여 그 일부가 차폐층의 극간으로부터 새어 나와 버린다.
그 결과, 유기 EL 발광체의 발광 표시 패턴이 불명료하게 되고, 표시 품질을 저하시켜 버린다. 흡수층은 이러한 부적합함을 방지한다.
한편, 비발광시에 확산판은 표면에서 입사하여 차폐층의 극간을 통과하고, 금속 전극으로 반사하여 다시 차폐층의 극간을 통과해 온 광을 확산하여 표면측에 낸다. 이 때의 광확산 작용에 의해서 금속 전극의 경면을 외부로부터 인지할 수 없게 된다.
그러나, 금속 전극으로부터의 반사광이, 차폐층의 극간으로부터 확산판에 들어간 경우, 그 광이 확산판의 전체에 확산될 경우는 없으며, 따라서 외부로부터 봤을 때 확산판의 표면에 불균일한 명암차가 생긴다. 그 결과, 특히 외부가 밝을 때, 유기 EL 발광체의 표시 패턴이, 비발광시에도 식별할 수 있는 상태가 된다.
그래서, 차폐층의 극간을 투과해 오는 금속 전극으로부터의 반사광과 동등한 광량을, 이 반사층으로 반사시킴으로써 확산판의 표면 전체를 균일한 밝기로 할 수 있다.
또, 확산판은 투광성을 갖는 투광판과, 이 투명판의 이면측에 형성한 박막형의 확산층으로 형성할 수도 있다. 이와 같이 광확산성을 갖는 확산층을 박막형으로 구성하면, 유기 EL 발광체로부터의 광이 확산판을 통과할 때의 광확산 작용에 의해, 표시 패턴의 윤곽이 희미해지는 정도를 억제할 수 있으며, 표시 패턴의 윤곽을 더욱 명료하게 할 수 있다.
여기서도 투명판의 표면 또는 이면에, 소정 파장의 광을 투과 또는 발광하는 컬러 필터를 설치하여도 좋다.
다음에, 제2 발명은 유기 EL 발광체의 투명 전극을, 광확산성을 갖는 확산판의 이면측에 형성한 구성으로 하고 있다. 즉, 이전에 나타낸 제1 발명에 있어서의 투명 기판을 생략한 구조로 되어 있다.
확산판은, 기판으로서의 강도도 구비하는 두께의 세라믹판등을 이용할 수 있다. 제2 발명에 의하면, 투명 기판이 생략되기 때문에 그만큼만 박형의 구조로 할 수 있다.
이 제2 발명에 의해서도, 유기 EL 발광체의 비발광시, 확산판에 의해서 금속 전극으로부터의 반사광을 확산하기 때문에, 금속 전극의 경면을 장치의 외부로부터 보이지 않게 할 수 있다.
이 제2 발명에 관해서도, 제1 발명과 같고, 확산판의 표면 또는 이면에, 소정 파장의 광을 투과하며 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치할 수 있다.
또한, 컬러 필터 대신에, 확산판을 임의 색으로 착색함으로써, 동일하게 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
다음에, 제3 발명은 유기 EL 발광체의 투명 전극을 투명 기판의 이면측에 형성하는 동시에, 이 투명 기판과 투명 전극과의 사이에 광확산성을 갖는 박막형의 확산층을 형성한 구성으로 하고 있다.
이 제3 발명에 의해서도, 확산층에 의한 광확산 작용에 의해서 금속 전극의 경면을 외부로부터 인지되지 않는다는 효과가 있다.
여기서, 투명 전극은 복수로 분할하여 형성할 수도 있다.
또, 투명 기판의 표면, 또는 상기 투명 기판과 확산층의 중간에, 소정 파장의 광을 투과하며 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치하여도 좋다. 한편, 컬러 필터 대신에, 확산층을 임의의 색으로 착색하여도 좋다. 이들 컬러 필터의 설치나 확산층의 착색에 의해서, 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
또한, 확산층의 이면측에, 투명 전극의 형성면을 평활화하는 투명 코팅층을 설치하여도 좋다. 즉, 유기 EL 발광체를 구성하는 유기 발광층은 일반적으로 대단히 얇고, 투명 전극을 형성하는 면이 거칠면, 투명 전극과 금속 전극과의 사이가 단락하는등의 결함을 발생시킬 우려가 있다. 이러한 결함을 방지하는 관점에서, 투명 코팅층에 의해서 확산층의 이면측을 평활화하는 것이 바람직하다.
또, 이 투명 코팅층은 내산성을 갖는 유기 재료로 이루어진 유기 투명 코팅층과, 이 유기 투명 코팅층의 이면에 형성한 무기 재료로 이루어진 무기 투명 코팅층으로 형성하여도 좋다. 이러한 2층 구조로 하면, 유기 투명 코팅층이 확산층의 이면측을 평활화하는 동시에, 무기 투명 코팅층이 투명 전극의 에칭 성능을 향상시킨다.
또한, 확산층과 투명 코팅층의 중간에서, 또한 적어도 투명 전극과 대향하는 위치에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 각각 설치하며, 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수도 있다. 여기서, 컬러 필터의 형성에 의해서, 확산층의 이면측에는 요철이 생긴다. 투명 코팅층은 이 요철을 없애고 유기 EL 발광체의 형성면을 평활화한다.
또, 이들 컬러 필터로서, 다른 파장의 광을 투과하고 또는 다른 파장의 형광을 발광하는 복수 종류의 컬러 필터를 이용하면, 복수의 색표시에 의해, 한층 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
한편, 상기 투명 코팅층 대신에, 얇은 두께 유리로 이루어진 투명 시이트를 확산층과 투명 전극의 사이에 설치하여도 좋다.
그리고, 확산층과 투명 시이트의 중간에서, 또한 적어도 투명 전극과 대향하는 위치에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치하는 동시에, 이들 컬러 필터의 주위에 접착제를 충전하여 상기 접착제로 상기 투명 시이트를 접착한 구성으로 함으로써, 상기 투명 코팅층을 구비한 유기 전계 발광 장치에 컬러 필터를 부가했을 때와 동일하고, 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수 있다.
이들 컬러 필터로서, 다른 파장의 광을 투과하고 또는 다른 파장의 형광을 발광하는 복수 종류의 컬러 필터를 이용하면, 복수의 색 표시에 의해, 한층 다양한 표시면의 색채 구성을 실현할 수도 있다.
다음에, 제4 발명은 유기 EL 발광체와, 투명 전극의 표면측에 설치한 투명 기판과, 이 투명 기판의 이면에 형성한 광확산성을 갖는 박막형의 확산층을 포함하는 유기 전계 발광 장치로서, 투명 기판과 상기 확산층과의 계면을 형성하여, 광을 난반사시킨다.
이 제4 발명에 의해서도, 확산층에 의한 광확산 작용에 의해서 금속 전극의 경면을 외부로부터 인지되지 않는다는 효과가 있다.
그리고, 이 제4 발명에 의하면, 투명 기판과 상기 확산층과의 계면에서 발생할 우려가 있는 광의 경면 반사도와 상기 계면을 조면이 되게 함으로써 방지되며, 표시면을 더욱 부드럽게 보이게 할 수 있다.
또한, 제5 발명에서는, 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 EL 발광체와, 투명 전극의 표면측에 설치한 투명 기판과, 동일하게 투명 전극의 표면측에서 또한 투명 기판의 이면측에 형성한 박막형의 확산층과, 투명 기판의 이면 및 확산층의 표면 중 적어도 한면에 접하여 설치되며, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 포함하는 유기 전계 발광 장치로서, 투명 기판 및 확산층 중 적어도 하나와, 컬러 필터와의 계면을 형성하여, 광을 난반사시킨다.
이 제5 발명에 있어서도, 제4 발명과 동일하고, 확산층에 의한 광확산 작용에 의해서 금속 전극의 경면을 외부로부터 인지되지 않는다는 효과가 있다.
그리고, 투명 기판과 컬러 필터와의 계면 또는 확산층과 컬러 필터와의 계면의 어느 하나에서 발생할 우려가 있는 광의 경면 반사도, 상기 계면을 조면으로 함으로써 방지되며, 표시면을 더욱 부드럽게 보이게 할 수 있다.
다음에, 제6 발명은, 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체를 포함하는 유기 EL 장치에 있어서, 투명 전극의 표면측에 편향판을 설치하는 동시에, 이들 투명 전극과 편향판과의 사이에 위상판을 설치한 구성으로 하고 있다.
위상판 및 편향판은 외부로부터 입사하여, 금속 전극으로 반사해 온 광을 편향시키는 작용을 갖기 때문에, 이 편향 작용에 의해서 금속 전극의 경면을 외부로부터 인이되지 않는다는 효과가 있다.
특히, 위상판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 편광판과 위상판과의 편광 방향이 이루는 각을 π/4로 조정하면, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.
즉, 이 유기 전계 발광 장치에 입사하는 외부광은 편광판에 의해 직선 편광 성분만이 투과한다. 이 직선 편광은 위상판에 의해 일반적으로 타원 편광이 되지만, 특히 위상판이 1/4 파장판이고 또한 편광판과 위상판과의 편광 방향이 이루는 각이 π/4일 때에는 원편광이 된다.
이 원편광은, 투명 기판, 투명 전극, 유기 박막을 투과하여, 금속 전극으로 반사하고, 다시 유기 박막, 투명 전극, 투명 기판을 투과하여, 위상판에 다시 직선 편광이 된다.
그리고, 이 직선 편광은 편광판의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에 편광판을 투과할 수 없다. 그 결과, 금속 전극의 경면을 완전히 차폐할 수 있다.
본 발명의 내용을 보다 상세히 설명하기 위해서, 첨부의 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
[제1 실시 형태]
도 1은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제1 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는, 투명 전극(14), 유기 발광층(17) 및 금속 전극(19)으로 유기 전계 발광 발광체(유기 EL 발광체)(10)를 형성하고 있다.
이 유기 EL 발광체(10)는 투명 기판(12)의 이면에 설치하고 있다. 그리고, 투명 기판(12)의 표면에는 광의 확산 작용을 갖는 확산판(11)이 설치되어 있다.
즉, 두께 0.5mm의 무알칼리 유리로 이루어진 투명 기판(12)의 이면에, 투명 전극(14), 유기 발광층(17) 및 금속 전극(19)을 순차적으로 적층하는 동시에, 투명 기판(12)의 표면에, 두께 0.2mm의 확산판(11)을 접착하고 있다.
투명 전극(14)에는 예컨대 산화 인듐 주석(ITO)을 사용하고 있다. 이 투명 전극(14)은 투명 기판(12)의 표면에 스퍼터링법으로 두께 약 100nm로 박막형성한 후, 에칭 처리를 행하여 소정의 패턴 형상으로 형성하고 있다.
유기 발광층(17)은, 예컨대 트리페닐아민 유도체로 이루어진 두께 60nm의 정공 주입층과, 예컨대 알루미늄킬레이트 착체로 이루어진 두께 60nm의 발광층이고, 전체의 두께가 120nm이 되도록 진공 증착법에 의해서, 투명 전극(14)의 이면에 형성하고 있다. 유기 발광층(17)을 상기의 재료로 형성한 경우, 유기 발광층(17)은 전압 인가에 의해서 녹색으로 발광한다.
금속 전극(19)은 예컨대 Mg-Ag(Ag의 함유율 5%)를 사용하고, 유기 발광층(17)의 이면에 약 150nm의 두께로 다원증착하여 형성하고 있다.
이 실시 형태에서는 확산판(11)으로서, 두께가 0.2mm의 알루미나 세라믹 박판을 이용하고 있다. 세라믹 박판은 결정 구조의 조정에 의해서, 희망하는 광의 투과율이나 확산성을 용이하게 얻을 수 있다. 이 실시 형태에서는 광의 투과율이 60%로 유백색의 특성을 갖는 세라믹 박판을 제작하여, 이것을 확산판(11)으로서 이용하였다.
이 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 투명 기판(12)의 표면에 확산판(11)을 형성하였기 때문에, 유기 EL 발광체(l0)가 발광하지 않을 때(비발광시)는, 외부로부터 조사된 광의 일부가 확산판(11)의 표면 또는 그 내부에서 확산적으로 반사하고, 나머지 광이 확산판(11)을 투과한다. 그리고, 이 확산판(11)을 투과한 광은 금속 전극(19)으로 반사하여 다시 확산판(11)에 입사하여 확산된다.
따라서, 외부에서 확산판(11)의 표면을 본 경우 유백색으로 보인다. 즉, 금속 전극(19)의 경면을 외부로부터 보이지 않게 하는 효과가 있었다.
또한, 유기 EL 발광체(10)가 발광하고 있을 때(발광시)는, 그 광이 확산판(11)에 의해서 확산되고, 외부로부터 보면 확산판(11) 전체가 유기 EL 발광체(10)의 발광색인 녹색의 균일한 발광면으로 되어 인지되었다.
도 2는 도 1에 도시한 제1 실시 형태의 변형예(변형예1-1)를 나타내는 단면도이다.
도 2의 유기 전계 발광 장치는 도 1에 도시한 구성에 덧붙여서, 확산판(11)의 표면에 컬러 필터(26)를 설치한 구성으로 되어 있다.
컬러 필터(26)는, 예컨대, 녹색의 아조계 산성 염료로 염색한 젤라틴에 의해 형성할 수 있으며, 여기서는 확산판(11)의 표면에 1μm의 두께로써 형성하고 있다
또, 컬러 필터(26)는 광확산성이 없는 투명한 구조로 하는 것이 바람직하다. 또한, 컬러 필터(26)의 두께에 관해서는 엄격한 제약 조건은 없으며, 통상, 수μm 정도로 형성하면 좋다.
컬러 필터(26)를 형성한 변형예1-1의 구조에서는, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시에, 금속 전극(19)의 경면이 확산판(11)에 의해 차폐되는 동시에, 표시면(확산판(11)의 표면) 전체가 컬러 필터(26)의 색(예컨대, 녹색)으로 보인다.
이와 같이 보이는 것은, 확산판(ll)이 유백색으로 파장 선택성이 없으며, 또한 유기 EL 발광체(10)의 비발광시에, 이 확산판(11)이 일종의 반사판으로서 기능하기 때문이다.
그리고, 유기 EL 발광체(10)의 발광시에는, 유기 EL 발광체(10)의 발광에 관한 분광 곡선과, 컬러 필터(26)의 투과율에 관한 분광 곡선을 겹쳐서 얻을 수 있는 분광 곡선의 광의 색(상기의 구조로서는 녹색)을 외부로부터 시인할 수 있다.
여기서, 유기 EL 발광체(10)의 발광에 관한 분광 곡선과, 컬러 필터(26)의 투과율에 관한 분광 곡선을 거의 일치시키면(동일색으로 하면), 인식할 수 있는 광의 색은 거의 유기 EL 발광체(l0)의 발광색 그대로가 된다. 이와 같이 하면, 발광한 광은 거의 컬러 필터(26)에 의해 흡수될 경우는 없어진다. 그 결과, 유기 EL 발광체(10)의 발광을 효율적으로 이용하여, 휘도가 높은 발광면을 얻을 수 있다.
또, 컬러 필터(26)로서는, 젤라틴을 염료로 염색한 것 외에, 예컨대, 유기 안료를 폴리이미드나 아크릴등의 수지로 분산한 것을 이용할 수 있다.
또한, 무기 안료를 유리질 중에 분산하고, 확산판(11)에 고온으로 시징되면, 내구성이 뛰어난 컬러 필터(26)를 얻을 수 있다.
도 3은 도 1에 도시한 제1 실시 형태에 관한 다른 변형예(변형예1-2)를 나타내는 단면도이다.
도 3의 유기 전계 발광 장치는 도 1에 도시한 구성에 덧붙여서, 확산판(11)과 투명 전극(14)의 중간 위치에, 컬러 필터(26)를 설치한 구성으로 되어 있다. 여기서, 컬러 필터(26)는 투명 기판(12)의 표면에 형성하여도 좋으며, 또한 확산판(11)의 이면에 형성하여도 좋다.
이 변형예1-2에서는, 컬러 필터(26)를, 형광 색소를 아크릴등의 고분자막으로 도프하여 형성하고 있다. 여기서, 유기 전계 발광 장치의 발광시, 표면(표시면)측에서 인지되는 색은 유기 EL 발광체(10)의 발광색과, 컬러 필터(26)의 광학 특성으로 결정된다.
즉, 컬러 필터(26)에 도프하는 형광 색소로서, 유기 EL 발광체(10)의 발광을 흡수하고, 소정의 색으로 발광하는 특성을 갖는 것을 적당히 선택하면, 외부로부터 인지되는 색은 형광 색소의 발광색이 되기 때문에, 1종류의 유기 EL 발광체(10)로, 원하는 발광색을 표현하는 것이 가능해진다.
예컨대, 단파 길이의 청색에 발광하는 유기 EL 발광체(10)를 형성한다. 그리고, 유기 EL 발광체(l0)의 발광색인 청색광을 흡수하고, 녹색이나 빨강의 임의색에 발광하는 형광 색소를 도프한 막으로 컬러 필터(26)를 형성하면, 그 형광 색소의 발광색을 외부로부터 시인할 수 있다.
이 변형예1-2의 구성에서는, 유기 전계 발광 장치의 표면(표시면)에, 확산판(ll)이 노출되어 있다. 따라서, 비발광시에는 표시면이 확산판(11)의 작용에 의해서 거의 백색으로 보인다.
또, 변형예1-1에서 형성한 컬러 필터(26)를 변형예1-2에 적용하여도 좋으며, 반대로 변형예1-2에서 형성한 컬러 필터(26)를 변형예1-1에 적용할 수도 있다.
[제2 실시 형태]
도 4는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제2 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는 투명 전극(14), 유기 발광층(17) 및 금속 전극(19)을 구비한 유기 전계 발광 발광체(유기 EL 발광체)(10)를 확산판(11)의 이면에 형성한 구성으로 되어 있다. 즉, 이전에 나타낸 제1 실시 형태에 있어서의 투명 기판(12)(도 1 참조)을 생략한 구조로 되어 있다.
확산판(11)은 예컨대, 광의 투과율 약 60%, 두께 0.2mm의 알루미나 세라믹 박판을 이용할 수 있다. 여기서, 확산판(l1)의 이면은 광학적 연마등을 실시하여, 유기 EL 발광체(10)를 지장없이 형성할 수 있는 평활면으로 할 필요가 있다.
또, 유기 EL 발광체(10)의 구성은 이전에 나타낸 제1 실시 형태와 동일하기 때문에 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 의하면, 투명 기판(12)이 생략되기 때문에, 그만큼만 박형의 구조로 할 수 있다. 이 박형 구조의 실시 형태는 손목 시계에 내장하여 문자판의 조명용으로 이용할 경우등, 두께 치수가 한정된 좁은 공간에 내장할 때에 유효하다.
이 제2 실시 형태에 의해서도, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시, 확산판(11)에 의해서 금속 전극(19)으로부터의 반사광을 확산하기 때문에, 금속 전극(19)의 경면을 장치의 외부로부터 보이지 않게 할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시한 제2 실시 형태의 변형예(변형예2-1)를 나타내는 단면도이다.
도 5도 유기 전계 발광 장치는 도 4에 도시한 구성에 덧붙여서, 확산판(11)의 표면에 컬러 필터(26)를 설치한 구성으로 되어 있다.
또한, 도 6은 도 4에 도시한 제2 실시 형태에 관한 다른 변형예(변형예2-2)를 나타내는 단면도이다.
도 6의 유기 전계 발광 장치는 도 4에 도시한 구성에 덧붙여서, 확산판(11)과 투명 전극(14)의 중간 위치에, 컬러 필터(26)를 설치한 구성으로 되어 있다.
이들 각 변형예에 있어서의 컬러 필터(26)의 구성 및 작용은 이전에 도시한 제1 실시 형태에 관한 변형예1-1 또는 변형예1-2와 동일하고, 이 컬러 필터(26)에 의해서, 유기 전계 발광 장치의 발광시 또는 비발광시의 색을 임의로 설정하는 것이 가능해진다.
또한, 변형예1-2, 2-2와 같이 확산판(11)의 이면측에 컬러 필터(26)를 설치할 경우에는, 컬러 필터(26)로서 다이크로익미러를 이용할 수 있다.
[제3 실시 형태]
도 7은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제3 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 실시 형태의 유기 전계 발광 장치는, 제1 실시 형태(도 1 참조)에서 나타낸 투명 전극(14)을 복수의 세그먼트(14a,14b,14c, …)로 분할하고, 예컨대 도 8에 나타낸 바와 같은 특정 패턴에 배치한 구성으로 되어 있다. 또, 유기 발광층(17) 및 금속 전극(19)의 구성은 제1 실시 형태와 동일하고, 또한 투명 기판(12) 및 확산판(11)도, 제1 실시 형태와 동일하게 구비하고 있다.
복수의 세그먼트로 분할된 각 투명 전극(14a,14b,14c, …)은 각각 독립으로 통전가능하도록 전원에 접속된다. 그리고, 각 투명 전극(14a,14b,14c, …)을 선택적으로 통전함으로써, 통전된 투명 전극(14a)등과 금속 전극(19)의 사이에 끼워진 유기 발광층(17)의 부분이 발광하며, 예컨대, 문자, 숫자등의 표시 패턴을 적당히 변경시켜서 발광표시한다.
이와 같이 표시 패턴을 발광표시하는 용도로 적용되는 구조로 한 경우, 장치의 표면측에서 봤을 때, 발광한 표시 패턴의 윤곽이 명료하게 되어 있는 것이 바람직하다.
그러나, 제1 실시 형태를 기본으로 하는 이 실시 형태의 구조에서는, 투명 기판(12)이 구성 요소로서 개재하고 있기 때문에, 유기 EL 발광체(10)로부터의 광이, 이 투명 기판(12)을 통과하는 동안에 방사형으로 넓어지고, 발광한 표시 패턴의 윤곽이 희미해져 버린다는 문제가 생긴다.
그래서, 이 실시 형태에서는, 투명 기판(12)과 확산판(11)과의 사이에, 유기 EL 발광체측에서의 광을 차폐하는 차폐층(41)을 개재시키고 있다.
이 차폐층(41)은 유기 EL 발광체측에서의 광을 흡수하는 특성을 가진 각종 재료로 박막형으로 형성한다. 차폐층(41)의 두께는 제1 실시 형태에서 사용한 투명 기판(12)보다도 충분히 얇게 형성하는 것이 바람직하다.
여기서, 차폐층(41)은 투명 기판(12)의 배치 패턴에 대향하는 부위를 제외하여 형성하고 있다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, 투명 기판(12) 및 차폐층(41)의 면을 수직 방향에서 봤을 때, 차폐층(41)은, 투명 전극(14)의 대향 위치에, 투명 전극(14)의 배치 패턴과 거의 동일한 치수 형상의 극간(41a)을 가지고 있다.
유기 EL 발광체(10)로부터 발생한 광은 투명 기판(12)을 통과하는 동안에 방사형으로 넓어진다. 그러나, 투명 기판(12)의 표면측에는 차폐층(41)이 형성되어 있기 때문에, 이 차폐층(41)의 극간(41a)을 통과하는 광만이 확산판(11)을 통과하여 표면측으로 나온다.
즉, 유기 EL 발광체(10)로부터 발생된 광r을, 차폐층(41)에 의해 조절해 넣음으로써, 발광 표시 패턴의 윤곽을 명료하게 할 수 있다. 또, 확산판(11)을 통과하는 동안에, 다시 광의 퍼짐이 있지만, 중간부에서 광r을 한번 조절해 넣기 때문에 실용적으로 충분히 허용할 수 있는 발광 표시 패턴을 얻을 수 있다.
도 9는 도 7에 도시한 제3 실시 형태의 변형예(변형예3-1)를 나타내는 단면도이다.
도 9의 유기 전계 발광 장치는, 도 7에 도시한 구성에 덧붙여서, 확산판(11)의 표면에 컬러 필터(26)를 설치한 구성으로 되어 있다.
또한, 도 10은 도 7에 도시한 제3 실시 형태에 관한 다른 변형예(변형예3-2)를 나타내는 단면도이다.
도 10의 유기 전계 발광 장치는, 도 7에 도시한 구성에 덧붙여서, 확산판(11)과 차폐층(41)의 중간 위치에, 컬러 필터(26)를 설치한 구성으로 되어 있다.
이들 각 변형예에 있어서의 컬러 필터(26)의 구성 및 작용은, 이전에 도시한 제1 실시 형태에 관한 변형예1-1 또는 변형예1-2와 동일하고, 이 컬러 필터(26)에 의해서, 유기 전계 발광 장치의 발광시 또는 비발광시의 색을 임의로 설정하는 것이 가능해진다.
또, 도 10에 도시한 변형예3-2에 있어서, 컬러 필터(26)를 투명 기판(12)의 이면(즉, 투명 기판(12)과 차폐층(41)과의 중간 위치)에 형성하여도, 동일 변형예와 동일 작용 효과를 얻을 수 있다.
[제4 실시 형태]
도 11은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제4 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 실시 형태는 이전에 설명한 제3 실시 형태(도 7 참조)에 있어서의 차폐층(41)을 개량한 것을 특징으로 한다. 그 외의 구성, 즉 유기 EL 발광체(10), 투명 기판(12), 확산판(11)에 관해서는 제3 실시 형태와 동일하기 때문에, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.
이 제4 실시 형태에서는, 차폐층(41)을, 광을 흡수하는 흡수층(51) 및 광을 반사하는 반사층(52)의 2층에 의해서 구성되어 있다.
여기서, 차폐층(41)은 유기 EL 발광체(10)로부터의 광을 받는 측(유기 EL 발광체(l0)에 가까운 측)의 층을, 광을 반사시키는 일없이 수광한 광의 거의 전부를 흡수하는 특성을 갖는 재료로 이루어진 흡수층(51)으로 하고 있다.
비록, 유기 EL 발광체(10)로부터 광을 받는 측의 층이, 광을 반사하는 특성을 갖고 있는 경우, 투명 기판(12)에서 넓어진 광이 차폐층(41)에서 반사하여 금속 전극(19)에 입사하고, 또 금속 전극(19)으로 반사하여 그 일부가 차폐층(41)의 극간(41a)으로부터 새어 나와 버린다. 그 결과, 유기 EL 발광체(10)의 발광 표시 패턴이 불명료해지고, 표시 품질을 저하시켜 버린다. 흡수층(51)은 이러한 부적합함을 방지하는 기능을 갖고 있다.
그리고 차폐층(41)은 외부로부터의 광을 받는 측(확산판(11)에 가까운 측)의 층과 같은 반사층(52)을 가지며, 광을 효율좋게 반사하는 특성을 갖는 재료로 이루어진 반사층(52)으로 하고 있다.
유기 EL 발광체(10)의 비발광시, 확산판(11)은 표면에서 입사하여 차폐층(41)의 극간(41a)을 통과하고, 금속 전극(19)에서 반사하여 다시 차폐층(41)의 극간(41a)을 통과해 온 광을 확산하여 표면측에 나온다. 이 때의 광확산 작용에 의해서, 금속 전극(19)의 경면을 외부로부터 시인할 수 없게 하고 있다. 그러나, 금속 전극(19)으로부터의 반사광이 차폐층(41)의 극간(41a)만으로부터 확산판(11)에 들어간 경우, 그 광이 확산판(11)의 전체에 확산되는 일은 없으며, 따라서 외부로부터 봤을 때 확산판(11)의 표면에 불균일한 명암차가 생긴다. 그 결과, 특히 외부가 밝을 때, 유기 EL 발광체(10)의 표시 패턴이 비발광시에도 식별할 수 있는 상태가 된다.
그래서, 극간(41a)을 투과하는 금속 전극(19)으로부터의 반사광과 동등한 광량을 이 반사층(52)에서 반사시킴으로써, 확산판(11)의 표면 전체를 균일한 밝기로 하고 있다.
이 실시 형태의 차폐층(41)은 예컨대 다음 방법으로 형성할 수 있다. 우선, 광의 투과율 70%이고, 두께 0.2mm의 알루미나 세라믹 박판(확산판(11))에, 알루미늄(A1)을 0.5μm의 막두께로 증착한다. 그 후, 이 A1막(반사층(52))을 에칭하여 투명 전극(14)의 배치 패턴과 대향하는 부위에 극간(4la)을 형성한다. 이어서, A1막상에 흑색 안료를 수지 바인더로 분산하여 얻은 흑색 안료 잉크를 사용하여 흡수층(51)을 인쇄한다.
이 실시 형태의 구성으로 한 결과, 유기 EL 발광체(10)의 표시 패턴이 비발광시에는 거의 식별할 수 없었다.
도 12는 도 11에 도시한 제4 실시 형태의 변형예(변형예4-1)를 나타내는 단면도이다.
도 12의 유기 전계 발광 장치는 도 11에 도시한 구성에 덧붙여서, 차폐층(41)의 극간(41a)에 각각 컬러 필터(26a,26b,26c)를 설치한 구성으로 되어 있다.
컬러 필터(26a,26b,26c)의 재료, 특성등은 이전에 설명한 변형예1-1나 변형예1-2와 동일하여도 좋다. 또한, 필요에 따라서 각 컬러 필터(26a,26b,26c)를 다른 색으로 구성하여도 좋다.
이와 같이 컬러 필터(26a,26b,26c)를 설치함으로써, 원하는 색으로 표시 패턴을 발광표시할 수 있다.
또한, 확산판(11)의 표면 또는 이면에, 앞에서 말한 변형예1-1 또는 변형예1-2로 설명한 컬러 필터를 설치함으로써, 착색 발광 표시를 간단하게 실현할 수 있다.
[제5 실시 형태]
도 13은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제5 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
도 2의 유기 전계 발광 장치는, 이전에 설명한 제4 실시 형태의 확산판(11)을 개량하고, 유기 EL 발광체(10)의 발광시, 표시 패턴의 윤곽을 한층 명료하게 하는 구성으로 되어 있다.
즉, 유기 EL 발광체(10)로부터의 광이 확산판(11)을 통과할 때, 확산판(11)의 광확산 작용에 의해서 표시 패턴의 윤곽이 희미해지는 것은 피할수 없다. 그러나, 윤곽이 희미해질 정도는 확산판(11)의 두께에 대응하기 때문에, 확산판(11)의 두께를 가능한한 얇게함으로써, 표시 패턴의 윤곽을 명료하게 할 수 있다.
다만, 단순히 확산판(11)을 얇게 할뿐으로는 강도가 부족한다.
그래서, 이 실시 형태에서는 확산판(11)을 투명판(62)과 그 이면에 박막형으로 형성한 확산층(61)으로 구성하였다. 확산층(61)은 광을 확산하는 능력이 큰 재료, 예컨대 백색 안료를 수지 바인더로 분산하여 수득한 백색 안료 잉크로 형성한다. 백색 안료로 확산층(61)을 형성한 경우는, 백색 또는 유백색의 외관을 나타낸다. 투명판(62)은 확산층(61)의 보강 수단이다.
구체적으로는, 두께 0.2mm의 유리로 투명판(62)을 형성하고, 이 투명판(62)의 이면에, 백색 안료 잉크로 이루어진 확산층(61)을 약 50μm의 두께로 형성하였다. 또한, 차폐층(41)을 구성하는 흡수층(51)과 반사층(52)도 각각 흑색 안료 잉크와 은색 안료 잉크의 인쇄에 의해서 형성할 수 있다.
또한, 확산판(11)의 다른 구성으로서, 투명판(62)의 표면을 조면화하여, 이 조면을 확산층(61)으로 할 수 있다.
또, 상술한 투명판(62)의 표면 또는 이면에, 앞서 말한 변형예1-1 또는 변형예1-2에서 설명한 컬러 필터를 설치하면, 착색 발광 표시를 간단하게 실현할 수 있다. 도 14는 투명판(62)의 이면에 컬러 필터(26)를 형성한 구성을 나타내고 있다.
[제6 실시 형태]
도 15는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제6 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는 예컨대 두께가 0.3mm의 무알칼리 유리의 투명 기판(12)의 이면에, 확산층(21), 투명 전극(14a,14b,14c), 유기 발광층(17), 금속 전극(19)을 적층한 구조로 하고 있다.
투명 기판(12)으로서는, 플라스틱 기판이나 필름등을 이용할 수도 있다. 다만, 투명 기판(12)의 이면측에 형성하는 유기 EL 발광체(10)는 유기 발광층(17)이 l00nm 정도로 매우 얇기 때문에, 그것을 형성하는 면이 거칠면, 투명 전극(14)과 금속 전극(19) 사이가 단락하는등의 결함을 발생시킬 우려가 있다. 이러한 결함을 방지하는 관점에서는 표면의 평활성이 뛰어난 유리판으로 투명 기판(12)을 형성한 쪽이 좋다.
확산층(21)은 산화티타늄의 미립자를 에폭시 수지로 분산시킨 백색 안료 잉크를, 투명 기판(21)의 이면에 인쇄하고, 이것을 가열 경화시켜서 형성하고 있다.
이렇게 하여 얻어진 확산층(21)은, 두께 l0μm 정도의 박막이고, 반투명의 유백색의 외관을 나타내며, 또한 양호한 광확산성을 갖는다.
투명 전극(14a,14b,14c)에는 ITO(산화 인듐 주석)를 사용하여, 확산층(21)의 이면에, 스퍼터법으로 두께 약 100nm정도로 성막한 후, 에칭에 의해 소정 패턴으로 형성하였다.
유기 발광층(17)은, 두께 약 60nm정도의 정공 주입층(여기서는 트리페닐아민 유도체)과, 두께 약 60nm의 발광층(여기서는 알루미늄킬레이트 착체)을 연속하여 증착하고, 120nm정도의 두께로 형성하였다.
또한 유기 발광층(17)의 이면에, 두께 약 150nm의 Mg-Ag(Ag의 함유율 5%)의 금속 전극(19)을 다원증착하여 유기 EL 발광체를 형성하였다.
또, 본 발명자들은 다음의 것을 실험적으로 확인하였다. 즉, 투명 전극(14a,14b,14c,…)에 의해서 형성되는 표시 패턴의 윤곽을, 외부로부터 명료하게 시인할 수 있도록 하기 위해서는, 다만 폭좁은 표시 패턴에 관한 폭L(도 8 참조)에 비하여, 유기 발광층(17)의 표면에서 확산층(21)의 표면까지의 거리를 충분히 작게 하면 좋다.
이 실시 형태에 있어서, 투명 전극(14a,14b,14c,…)에 의해서 형성되는 표시 패턴의 폭은 약 250μm로 하였다. 그리고, 유기 발광층(17)의 표면에서 확산층의 표면까지의 거리는, 투명 전극의 두께(약 100nm)로 확산층의 두께(약 10μm)의 합으로 결정하며, 이것은 상기 표시 패턴의 폭보다도 충분히 작다.
그 결과, 유기 EL 발광체(10)의 발광시, 표시 패턴의 윤곽을 외부로부터 명료하게 확인할 수 있었다. 이 때문에, 이 실시 형태에 관한 유기 전계 발광 장치는, 비발광시에는 백색으로 보여서 금속 전극(19)을 전혀 의식하지 않고, 발광시에는 명료한 윤곽의 녹색을 한 발광 패턴을 인식할 수 있었다.
또, 이 실시 형태의 구성으로, 확산층의 두께를 최대 50μm까지 두텁게 해 보았지만, 발광시에 있어서의 표시 패턴의 윤곽의 명료함은 거의 저하하지 않았다.
[제7 실시 형태]
도 16은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제7 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는, 제6 실시 형태와 동일한 구성 요소에, 또 투명 코팅층(22)을 부가한 구성으로 되어 있다. 또, 이 실시 형태에서는 투명 기판(12), 확산층(21), 투명 전극(14a,14b,14c,…), 유기 발광층(17), 금속 전극(19)의 각 재질 및 막두께는 이전에 설명한 제6 실시 형태와 동일하게 하였다.
투명 코팅층(22)은 확산층(21)의 이면에, 폴리이미드 수지 용액을 도포하고, 이것을 가열경화함으로써, 두께 3μm 정도로 형성하였다. 이 투명 코팅층(22)은 폴리이미드 수지 용액이 갖는 틱소트로픽(thixotropic)성에 의해, 확산층(21)의 이면측을 평활화하는 것을 제1 목적으로 하고 있다. 즉, 상술한 바와 같이 유기 EL 발광체(10)는 유기 발광층(17)이 100nm정도로 매우 얇기 때문에, 그것을 형성하는 면(확산층(21)의 이면측)이 거칠면, 투명 전극(14)과 금속 전극(19) 사이가 단락하는등의 결함을 발생시킬 우려가 있다. 이러한 결함을 방지하는 관점에서, 투명 코팅층(22)에 의해서 확산층(21)의 이면측을 평활화하고 있다.
또한, 투명 코팅층(22)은 투명 전극(14a,14b,14c,…)의 형성 공정에서 행해지는 산에 의한 에칭 처리로부터, 확산층(21)을 보호하는 것을 제2 목적으로 하고 있다.
투명 코팅층(22)으로서는, 상술한 폴리이미드계 수지 이외에도, 예컨대, 아크릴계, 에폭시계등의 고분자 재료의 용액을 이용하여 형성할 수 있다.
또한, 확산층(21)이 평탄한 경우는, 산화실리콘, 산화 탄탈, 질화실리콘등의 산화물이나 질화물의 재료를 사용하여, 증착법이나 스퍼터법등으로 확산층(21)의 이면에 무기 박막을 형성하고, 이것을 투명 코팅층(22)으로 하여도 좋다. 이 경우의 막두께는 1μm 정도가 적당하다.
또, 확산층(21)을 에칭 처리로부터 보호할 필요도 없는 경우에는, 후술하는 제8 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 수nm∼수십nm라는 극히 얇은 막두께의 무기 박막을 가지며, 투명 코팅층(22)으로 하여도 좋다.
이 실시 형태의 유기 전계 발광 장치의 경우도, 투명 전극(14a,14b,14c,…)의 두께(약 l00nm), 투명 코팅층(22)의 두께(약 3μm) 및 확산층(21)의 두께(10μm)로 결정되는 유기 발광층(17)의 표면에서 확산층(21)의 표면까지의 거리가, 투명 전극(14a,14b,14c,…)에 의해서 형성되는 표시 패턴의 폭(250μm)에 비하여 충분히 작다. 그 결과, 유기 EL 발광체(10)의 발광시, 표시 패턴의 윤곽을 외부로부터 명료하게 확인할 수 있었다.
[제8 실시 형태]
도 17은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제8 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는 이전에 설명한 제7 실시 형태에 있어서의 투명 코팅층(22)을, 유기 투명 코팅층(23) 및 무기 투명 코팅층(24)의 2층으로 형성한 것을 특징으로 한다. 또 이 실시 형태에서는 투명 기판(12), 확산층(21), 투명 전극(14a,14b,14c,…), 유기 발광층(17), 금속 전극(19)의 각 재질 및 막두께는 이전에 설명한 제7 실시 형태와 동일하도록 하였다.
유기 투명 코팅층(23)은 아크릴 수지 용액을 확산층(21)의 이면에 스피너로 도포하고, 경화시킴으로써 약 2μm의 두께로 형성하고 있다.
이 유기 투명 코팅층(23)은 제7 실시 형태에 있어서의 투명 코팅층(22)과 동일하고, 확산층(21)의 표면의 평활화 및 투명 전극(14a,14b,14c,…)의 형성 공정에서 에칭 처리로부터 확산층(21)을 보호한다는 2개의 목적을 갖고 설치되어 있다.
무기 투명 코팅층(24)은, 10nm정도의 두께로 형성한 산화실리콘의 극히 얇은 막이다. 이 무기 투명 코팅층(24)은 투명 전극(14a,14b,14c,…)을 에칭하여 패터닝할 때, 에칭성을 향상시키는 것을 목적으로 하여 설치되어 있다.
이 무기 투명 코팅층(24)을 형성함으로써, 오버 에치등이 적은 정확한 형상의 투명 전극(14a,14b,14c,…)을 패터닝할 수 있다.
무기 투명 코팅층(24)은 증착법이나 스퍼터법등으로 형성한 산화실리콘, 산화탄탈, 질화실리콘등의 산화물이나 질화물의 무기 박막이 바람직하다. 또, 본 발명자들의 실험에 의하면, 그 막두께를 수nm∼수십nm으로 했을 때에, 에칭성이 현저히 향상하였다.
이 실시 형태의 구성에 의하면, 투명 전극(14a,14b,14c,…)의 에칭성이 향상하기 때문에, 투명 전극(14a,14b,14c,…)에 의해서 형성되는 표시 패턴의 폭L(도 8 참조)을 작게할 수 있다. 이 발명자들의 실험에 의하면, 표시 패턴의 폭L을 80μm로까지 미세화할 수 있었다.
이 경우에서도, 유기 발광층(17)의 이면에서 확산층(21)의 표면까지의 거리, 즉 투명 전극(14a,14b,14c,…), 유기 투명 코팅층(23), 무기 투명 코팅층(24) 및 확산층의 두께의 합(약 12.1μm)은 표시 패턴의 폭L(80μm)에 비하여 충분히 작다. 이 때문에, 유기 EL 발광체(10)의 발광시, 표시 패턴의 윤곽을 외부로부터 명료하게 확인할 수 있었다.
[제9 실시 형태]
도 18은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제9 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는, 이전에 설명한 제7 실시 형태에 있어서의 투명 코팅층(22)을 투명 시이트(25)로 치환한 구조로 되어 있다.
투명 시이트(25)는 두께 20∼100μm 정도의 얇은 두께 유리나 같은 정도의 두께를 갖는 폴리에스테르등의 중합체 시이트로 형성되어 있다.
특히, 얇은 두께 유리는 평활성이 뛰어나기 때문에, 이것에 의해 투명 시이트(25)를 형성하면, 그 이면에 형성하는 유기 EL 발광체(10)의 품질이 안정되며 수율이 향상한다.
구체적으로 본 발명자들은 두께 50μm의 무알칼리 유리로 이루어진 얇은 두께 유리를 투명 시이트(25)로서 사용하고, 이 얇은 두께 유리를 확산층(21)의 에폭시 수지가 미경화의 단계에서 겹쳐서 가열하여 접합하였다.
투명 전극(14a,14b,14c,…)을 평활성이 뛰어난 얇은 두께 유리상에 형성한 경우, 이전에 설명한 제8 실시 형태와 같은 정도로 투명 전극(14a,14b,14c,…)의 에칭성이 양호해지며, 표시 패턴폭L을 80μm로까지 미세화할 수 있었다.
이 경우에서도, 유기 발광층(17)의 이면에서 확산층(21)의 표면까지의 거리, 즉 투명 전극(14a,14b,14c,…), 투명 시이트(25) 및 확산층(21)의 두께의 합(약 60μm)은 표시 패턴의 폭L(80μm)에 비하여 작다. 이 때문에, 유기 EL 발광체(10)의 발광시, 표시 패턴의 윤곽을 외부로부터 명료하게 확인할 수 있었다.
다만, 제8 실시 형태에 비하여, 투명 시이트(25)가 약간 두껍고, 유기 발광층(17)의 이면에서 확산층(21)의 표면까지의 거리와 표시 패턴의 폭L과의 차가 작기 때문에, 제8 실시 형태에 비하면 이 윤곽의 명료성은 낮았다.
또, 확산층(21)을 경화시킨 후, 접착제를 이용하여 투명 시이트(25)를 접합하여도 문제없었다.
[제10 실시 형태]
도 19는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제10 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는, 이전에 설명한 제6 실시 형태(도 15 참조)의 유기 전계 발광 장치에, 녹색의 아조계 산성 염료로 염색한 두께1μm 정도의 젤라틴으로 이루어진 컬러 필터(26)를 부가한 구조로 되어 있다.
이 컬러 필터(26)는 투명 기판(12)의 표면에 형성한다. 이와 같이 하면, 유기 EL 발광체(l0)의 비발광시에는, 금속 전극(19)으로부터의 반사광은 확산층(21)에 의해 확산되므로 금속 전극(19)의 경면이 숨겨지고, 그 결과, 표시면 전체가 컬러 필터(26)의 색(예컨대, 녹색)으로 보인다. 그리고, 유기 EL 발광체(10)의 발광시에는, 컬러 필터(26) 색의 배경에, 밝고 선명한 녹색의 표시 패턴을 시인할 수 있다.
이 컬러 필터(26)는, 이전에 설명한 제1 실시 형태에 관한 변형에1-1, 변형예1-2의 컬러 필터(26)와 동일하게 형성할 수 있으며, 그 기능도 동일하기 때문에, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
또한, 이전에 설명한 제7 실시 형태(도 16 참조), 제8 실시 형태(도 17 참조), 제9 실시 형태(도 18 참조)에 있어서의 투명 기판(12)의 표면에, 동일한 컬러 필터(26)를 형성하여도, 상술한 것과 동일 효과를 얻을 수 있다.
도 20은 도 19에 도시한 제10 실시 형태의 변형예(변형예l0-1)를 나타내는 단면도이다.
도 20의 유기 전계 발광 장치는, 도 19에 도시한 컬러 필터(2,6)를, 투명 기판(12)과 확산층(21)의 중간 위치(구체적으로는, 투명 기판(12)의 이면)에 형성한 구성으로 되어 있다.
이러한 구성에 의해서도, 상술한 제10 실시 형태와 동일한 작용 효과를 수득할 수 있다. 또한, 투명 기판(12)의 한쪽 면(이면)에 다른 구성 요소(컬러 필터(26), 확산층(21), 유기 EL 발광체(10))를 형성하는 이 변형예의 구성에 의하면, 제조 공정이 간소화되는 동시에, 완성한 유기 전계 발광 장치의 취급도 편리해지는 이점이 있다.
또, 이전에 설명한 제7 실시 형태(도 16 참조), 제8 실시 형태(도 17 참조), 제9 실시 형태(도 18 참조)에 있어서의 투명 기판(12)과 확산층(21)의 중간 위치(구체적으로는, 투명 기판(12)의 이면)에, 동일한 컬러 필터(26)를 형성하여도, 상술한 것과 동일 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 제6∼제10 실시 형태 및 그들 실시 형태의 어느 하나를 응용한 변형예는, 투명 전극을 복수로 분할한 구성으로써 설명해 왔지만, 필요에 따라서 그것을 분할하는 일없이, 1의 투명 전극으로 할 수도 있다.
[제11 실시 형태]
도 21은 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제11 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치에서는 투명 기판(12)의 이면측에 확산층(21), 복수의 컬러 필터(26a,26b,26c,…), 투명 코팅층(22), 유기 EL 발광체(10)를 순서대로 적층하여 형성하고 있다.
여기서, 각 컬러 필터(26a,26b,26c,…)는 대체로 투명 전극(14a,14b,14c,…)과 대향하는 위치에 각각 배치되어 있다.
이들 각 컬러 필터(26a,26b,26c,…)는 동일색으로 할 수도 있지만, 복수 종류의 색으로 나누어도 좋다.
이 실시 형태에서는, 투명 전극(14a,14b,14c,…)을, 예컨대 매트릭스형으로 배치하는 동시에, 이들 투명 전극(14a,14b,14c,…)과 거의 대응하는 위치에 컬러 필터(26a,26b,26c,…)를 배치하였다. 여기서, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)는 일정 규칙하에 복수 종류의 색의 것을 선택배치하고 있다. 예컨대, 적색의 컬러 필터, 황색의 컬러 필터를 교대로 배치한다.
컬러 필터(26)의 두께는, 착색가능한 범위에 있어서 되도록이면 얇은 쪽이 바람직하고, 대체로 0.1∼1μm 정도의 두께로 하는 것이 바람직하다. 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 형성에 의해서, 확산층(21)의 이면측에는 요철이 생긴다. 투명 코팅층(22)은 이 요철을 없애고 유기 EL 발광체(l0)의 형성면을 평활화한다.
이 실시 형태의 구성에 의하면, 유기 발광층(17)의 발광색이 1종류이어도, 발광 부분에 대응하는 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 색에 따라서, 복수의 색표시를 실현할 수 있다.
즉, 인식되는 표시 패턴의 색은, 유기 EL 발광체(10)의 발광의 분광 곡선과, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 투과율의 분광 곡선을 겹치게 하여 수득되는 분광 곡선의 광의 색이 된다. 이러한 분광 곡선의 조합은, 목적에 따라서 임의로 설계할 수 있으며, 그것에 의하여 다양한 색표시가 실현된다.
여기서, 유기 EL 발광체(10)의 발광색을, 백색에 가깝게 하면, 인식되는 발광 표시의 색은, 거의 대응하는 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 색이 된다.
유기 EL 발광체(10)를 백색에 가까운 발광색으로 하기 위해서는, 유기 발광층(17)을, 예컨대 PVK(폴리비닐칼바졸) 중에 삼원색인 DCM1(빨강), 크마린6(녹색), 테트라페닐부타디엔(파랑)의 3색의 형광 색소를 도프한 막으로 형성하면 좋다.
또한, 예컨대, 유기 EL 발광체(10)의 발광색을 단파장의 청색으로 하고, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)로서, 녹색이나 빨강으로 파장변환하는 형광 색소를 도프한 막을 이용하여도 좋다.
이 실시 형태의 유기 전계 발광 장치는, 외부로부터 확산층(21)을 보는 것이 되며, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시에는 대체로 표시면 전체가 확산층(21)의 색인 백색으로 보인다.
다만, 확산층(21)의 이면측에 있는 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 색도 어느정도 인식할 수 있기 때문에, 표시면을 균일한 색으로 하고 싶은 경우에는, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)를 미세하게 분할하여, 각 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 색이 혼합하여 인식되도록 하면 좋다.
또한, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)를 유기 EL 발광체(10)와 대향하는 부분에만 배치한 경우, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시에, 유기 EL 발광체(10)의 대향 부분과 거기에서 벗어난 주변 부분에서, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 유무에 의한 색의 불균일하게 발생할 우려가 있다.
그래서, 유기 EL 발광체(l0)의 비발광시에, 표시면 전체를 균일한 색으로 해 두기 위해서는, 또 상기 주변 부분(유기 EL 발광체(l0)와 대향하지 않는 부분)에도, 더미의 컬러 필터(26x,26y)를 형성해 두는 것이 바람직하다.
또한, 유기 EL 발광체(10)의 형성 개소 이외의 주변 부분에는, 금속 전극(19)이 존재하지 않기 때문에, 외부로부터의 입사광을 반사하지 않는다. 따라서, 금속 전극(19)의 존재하는 부분과 이 주변 부분에서, 광의 내부 반사 상황이 다르게 된다. 그 결과, 표시면의 색이나 밝기가 불균일해져 버린다.
그래서, 유기 EL 발광체(l0)의 형성이 필요하지 않은 부분에도, 금속 전극(19)과 동등한 금속색을 동등한 반사 특성을 가지고 반사하는 반사체(20)를 설치해 두면, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시에, 표시면 전체를 균일한 색으로 또한 균일한 밝기로 할 수 있다.
반사체(20)는 금속 전극(19)과 동일한 부재로 형성하여도 좋으며, 또한 금속 전극(19)과는 다른 부재로 형성하여도 좋다. 반사체(20)는 투명 기판(12), 확산층(21), 컬러 필터(26a,26b,26c,…), 투명 코팅층(22), 유기 EL 발광체(10)로 이루어진 유닛의 배면 전체에 설치하여도 좋다.
또, 반사체(20)는 본 발명의 각 실시 형태에 있어서, 유기 전계 발광 장치의 구성 요소로 할 수 있다.
또한, 구체적으로 본 발명자들은, 이 제11 실시 형태의 구성을 한 유기 전계 발광 장치를 다음과 같이 제작하였다.
우선, 투명 기판(12)의 중앙부에 40mm×40mm의 크기로 확산층(21)을 형성하였다. 이어서, 감광성의 폴리이미드 수지에 프탈로시아닌계의 청록색 안료를 분산하여 이루어진 청록색의 컬러 필터(26a,26c,26e,26x)(폭 200μm, 길이 40mm, 두께 0.5μm)를, 피치 400μm로 선형으로 100개 형성하였다.
또, 이들 녹청색의 컬러 필터(26a,26c,26e,26x)의 사이를 매립하도록 하여, 황색 안료를 분산하여 이루어진 황색의 컬러 필터(26y,26b,26d,26f)(형상 규정은 청녹색과 같음)을 확산층(21)의 전면에 100개 형성하였다.
컬러 필터의 패터닝은 폴리이미드 수지의 감광성을 이용하여, 포토마스크를 이용한 자외선 노광에 의해 행하였다.
이어서, 컬러 필터(26a,26b,26c,…)의 형성 영역 전체에, 폴리이미드 수지 용액을 도포하고, 가열경화시켜서 두께 3μm의 투명 코팅층(22)으로 하였다.
또 본 영역 중앙부에, 폭 180μm, 길이 4mm의 장방형의 투명 전극(14a,14b,14c,…)을, 피치 200μm로 각각 컬러 필터(26a,26b,26c,…)에 대향하여 전부 20개 설치하였다.
최후에, 유기 발광층(17)과 금속 전극(19)을 설치하였지만, 이 때 더미 금속 전극에 의해 반사체(20)도 형성하였다. 특히, 투명 전극(14a,14b,14c,…)의 외부로의 인출선과 대향하는 영역의 금속 전극(19)은, 더미의 금속 전극으로 하고, 여기에는 전압을 인가하지 않도록 하여 불필요한 발광을 제한하였다.
이렇게 해서 제작한 유기 전계 발광 장치는, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시, 40mm×40mm의 크기의 표시면 전체가 엷은 녹색으로 보여서, 얼룩은 전혀 인지되지 않았다.
다음에, 청녹색의 컬러 필터(26a,26c,26e)에 대응한 10개의 투명 전극(14a,14c,14e)에만 전압을 인가하여 선택발광시킨바, 표시면 중앙의 거의 4mm×4mm의 정방형의 영역이 청녹색으로 밝아졌다.
또한, 황색의 컬러 필터(26b,26d,26f)에 대응한 10개의 투명 전극(14b,14d,14f)에만 전압을 인가하여 선택발광시킨바, 표시면 중앙의 거의 4mm×4mm의 정방형의 영역이 황녹색으로 밝아졌다.
또, 20개 모든 투명 전극(14a,14b,14c…)을 발광시키면, 표시면 중앙의 거의 4mm×4mm의 정방형의 영역이 녹색으로 밝아졌다.
이 제ll 실시 형태에서 얻어진 효과는 투명 코팅층(22) 대신에, 제8 실시 형태(도 17 참조)와 같은 유기 투명 코팅층(23)과 무기 투명 코팅층(24)의 적층막을 이용하여도 완전히 동일하게 달성할 수 있다.
[제12 실시 형태]
도 22는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제12 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는 이전에 설명한 제11 실시 형태와 동일한 목적과 효과를 목표로하는 것으로, 이것을 전번의 제9 실시 형태에 상당하는 구성으로 실현하는 것이다.
확산층(21)의 이면에 컬러 필터(26a,26b,26c…)를 형성하는 곳까지는, 제11 실시 형태와 동일하다. 계속해서, 제9 실시 형태에서도 설명한 바와 같이, 투명 시이트(25)를 접착층(27)에 의해서 접합한다. 접착층(27)으로서는, 열경화형 또는 자외선 경화형의 에폭시계나 아크릴계의 접착제를 사용하고, 두께는 컬러 필터(26)의 단차를 충분히 흡수할 수 있을 정도로 한다.
또, 투명 전극(14a,14b,14c), 유기 발광층(17), 금속 전극(19)을 형성하고, 유기 전계 발광 장치를 제작하였다.
이렇게 하여 제작한 유기 전계 발광 장치는 제11 실시 형태의 것과 동일한 특성을 갖고 있었다.
이 실시 형태 및 제11 실시 형태는, 투명 전극(14a,14b,14c…)을 소위 매트릭스형으로 배치하고, 시분할로 구동하는 구성이 바람직하다. 즉, 이들 실시 형태에서는 표시면의 색이나 밝기를 시각적으로 균일화하기 위해서, 컬러 필터(26a,26b,26c)를 세분화하고 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 배치를 실현하기 위해서 매트릭스형의 배치 구성이 적합한다.
[제13 실시 형태]
확산판(11)이나 확산층(21)을 이용한 각종 실시 형태의 유기 전계 발광에 있어서, 확산판(11)이나 확산층(21)을 적당한 색으로의 착색은, 금속 전극(19)으로부터의 반사광을 확산하는 동시에, 유기 EL 발광은 금속 전극(19)으로부터의 반사광을 확산하는 동시에, 유기 EL 발광체(10)의 비발광시에는 착색된 색으로 보인다. 또한, 유기 EL 발광체(10)의 발광시에는 유기 EL 발광체(l0)의 발광색과 확산판(11)이나 확산층(21)의 광학 특성으로 결정되는 색으로 보인다.
즉, 확산판(11)이나 확산층(21)을 착색함으로써, 컬러 필터(26)의 기능을 그들 확산판(11)이나 확산층(21)에 부여할 수 있다. 그 결과, 구조가 간단해지고, 제조의 용이화, 제조 비용의 저가격화를 실현할 수 있다.
확산판(11)이나 확산층(21)의 착색에는, 예컨대, 광의 확산 작용을 담당하는 백색 안료 잉크에, 유색의 염료나 안료를 첨가하거나, 유색의 안료만을 에폭시등의 수지에 분산시켜서 작성한 유색 안료 잉크를 사용하여도 좋다.
또한, 세라믹판을 확산판(11)으로서 사용할 경우는, 소성전의 세라믹분 단계에서 무기 안료를 첨가하고, 그 후에 성형 및 소성을 행하면 좋다.
[제14 실시 형태]
도 23은 본 발명의 제14 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
본 실시 형태는 투명 기판(12)과 확산층(21)과의 계면(90)을 미세한 조면으로 하는 것을 특징으로 한다. 이 실시 형태는 이전에 설명한 각종 실시 형태 중, 투명 기판(12)의 이면측에 확산층(21)이 접하여 계면을 형성하고 있는 각종 구성의 것에 적용할 수 있다. 또, 제5 실시 형태에 관해서도, 투명판(62)은 투명 기판(12)과 동일한 작용을 이루기 때문에, 동일하게 적용할 수 있다(도 13, 도 14 참조).
계면(90)은 1μm 정도의 높이의 요철을 갖는 조면으로 하는 것이 적당하지만, 필요에 따라서 요철의 높이를 0.1∼10μm의 범위에서 임의로 조정할 수 있다.
계면(90)을 조면으로 하기 위해서는, 예컨대, 투명 기판(12)을 에칭이나 블라스팅 처리하면 좋다.
이러한 구성으로 함으로써, 투명 기판(12)의 이면과 확산층(21)과의 계면(90)에 있어서의 광의 경면 반사가 억제되어, 광택이 없는 소프트한 느낌의 표시면을 형성할 수 있다.
또, 제14 실시 형태에 관한 변형예로서, 투명 기판(12)의 이면과 컬러 필터(26)와의 계면이나, 확산층(21)의 표면과 컬러 필터(26)와의 계면을 조면으로 할 수도 있다. 이것에 의해, 그들 계면에 있어서의 광의 경면 반사를 억제하여, 광택이 없는 부드러운 느낌의 표시면을 형성할 수 있다.
이 변형예는, 투명 기판(12)의 이면과 컬러 필터(26)와의 계면이나, 확산층(21)의 표면과 컬러 필터(26)와의 계면을 갖는 각종 실시 형태의 유기 전계 발광 장치를 적용 대상으로 하는 것은 물론이다.
이 경우, 투명 기판(12)과 컬러 필터(26)와의 계면에 관해서는, 투명 기판(12)의 표면을 거칠게 함으로써 실현된다. 또한, 컬러 필터(26)와 확산층(21)과의 계면에 관해서는 컬러 필터(26)의 표면에, 플라스마 처리에 의한 기상 에칭을 행하기거나, 형성 도중에 있는 반경화 상태의 컬러 필터(26)를, 금형에 의한 압착함으로써 그 조면으로 할 수 있다.
[제15 실시 형태]
도 24는 본 발명에 의한 유기 전계 발광 장치의 제15 실시 형태를 나타내는 단면도이다.
이 유기 전계 발광 장치는 투명 기판(12)의 이면측에, 투명 전극(14), 유기 발광층(17) 및 금속 전극(19)으로 이루어진 유기 EL 발광체(10)를 형성하고 있다. 이 기본 구성은 예컨대 이전에 설명한 제1 실시 형태와 같다.
제15 실시 형태는, 이 기본 구성에 위상판(31)과 편광판(32)을 부가한 것을 특징으로 한다. 위상판(31)은 투명 기판의 표면측에 설치되어 있고, 또 위상판의 표면에 편광판(32)을 설치한 구성으로 되어 있다.
이들 위상판(31) 및 편광판(32)은 외부로부터 입사하여, 금속 전극(19)으로 반사해 온 광을 차폐하는 기능을 갖는다.
위상판(31)으로서는, λ/4판이 가장 광의 차폐성이 뛰어나서 바람직하다. 위상판(31)으로서, 예컨대, 두께 0.lmm의 폴리카보네이트를 연신하여 형성한 시이트를 사용할 수 있다. 또한, 편광판(32)으로서는 예컨대, 두께 0.2mm의 폴리아세트산비닐을 연신하고, 또한 옥소를 도프한 시이트를 이용할 수 있다. 그리고, 이들 시이트의 연신축이 이루는 각도를 λ/4로 조정하여 접합하면 좋다.
이와 같이 구성한 유기 전계 발광 장치에 의하면, 편광판(32)에 입사한 외부광은 직선 편광 성분만이 투과하며, 또 그 직선 편광 성분은 위상판(31)에 의해 원편광이 된다.
이 원편광은, 투명 기판(12), 투명 전극(14), 유기 발광층(17)을 순차적으로 투과하여, 금속 전극(19)으로 반사하고, 다시 유기 발광층(17), 투명 전극(14), 투명 기판(12)을 순차적으로 투과하여 위상판(31)에서 직선편광으로 변환된다.
다만, 이 직선 편광은 편광판(32)의 편광 방향과 직교하고 있기 때문에, 편광판(32)을 투과할 수 없다. 이 때문에, 유기 EL 발광체(10)가 비발광시에는 표시면이 어둡게 거의 흑색으로 보이고, 금속 전극(19)은 전혀 보이지 않게 된다. 또한 유기 EL 발광체(10)가 발광시에는 유기 EL 발광체(l0)로부터의 발광은 편광하고 있지 않기 때문에, 이 중의 약 반이 위상판(31) 및 편광판(32)을 투과하고, 선명한 녹색의 투명감이 있는 발광면을 형성한다. 그 결과, 비발광시와 발광시에서 콘트라스트가 극히 명료해지고 고품질의 발광 표시가 가능해진다.
본 발명은 비발광시에 표시면이 경면에 보이는 일없이, 고급감이 있는 고품질의 외관을 형성할 수 있기 때문에 각종 전기 제품의 발광 표시부나 시계의 문자판등에 적용하여 그들 제품의 부가가치를 높일 수 있다.
Claims (27)
- 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 상기 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체를 포함하는 유기 전계 발광 장치에 있어서,상기 유기 전계 발광 발광체의 투명 전극을 투명 기판의 이면측에 형성하는 동시에, 이 투명 기판의 표면측에 광확산성을 갖는 확산판을 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 확산판의 표면, 또는 상기 확산판과 투명 기판의 중간에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 확산판을 임의의 색으로 착색한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 상기 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체를 포함하는 유기 전계 발광 장치에 있어서,상기 유기 전계 발광 발광체의 투명 전극을 광확산성을 갖는 확산판의 이면측에 형성한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 확산판의 표면 또는 이면에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 확산판을 임의의 색으로 착색한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 투명 전극을 복수로 분할하여 설치하는 동시에, 상기 투명 기판과 확산판과의 사이에, 적어도 상기 투명 전극과 대향하는 부위를 제외하고, 광을 차폐하는 차폐층을 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 확산판의 표면 또는 이면에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 차폐층을 광을 반사하는 반사층과 광을 흡수하는 흡수층으로 형성하며, 상기 반사층을 표면측에 상기 흡수층을 이면측에 배치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 투명 전극과 대향하는 상기 차폐층의 극간에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 각각 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 확산판을 투광성을 갖는 투명판과, 이 투명판의 이면측에 형성한 박막형의 확산층으로 형성한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 투명판의 표면 또는 이면에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 상기 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체를 포함하는 유기 전계 발광 장치에 있어서,상기 유기 전계 발광 발광체의 투명 전극을 투명 기판의 이면측에 형성하는 동시에, 이 투명 기판과 상기 투명 전극과의 사이에 광확산성을 갖는 박막형의 확산층을 형성한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제13항에 있어서, 확산층을 임의의 색으로 착색한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제13항에 있어서, 상기 투명 전극을 복수로 분할하여 형성한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 투명 기판의 표면, 또는 상기 투명 기판과 확산층의 중간에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 확산층의 이면측에, 상기 투명 전극의 형성면을 평활화하는 투명 코팅층을 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제17항에 있어서, 상기 투명 코팅층을 내산성을 갖는 유기 재료로 이루어진 유기 투명 코팅층과, 이 유기 투명 코팅층의 이면에 형성한 무기 재료로 이루어진 무기 투명 코팅층으로 형성한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제15항에 있어서, 상기 확산층과 투명 전극의 사이에, 얇은 두께 유리로 이루어진 투명 시이트를 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제17항에 있어서, 상기 확산층과 투명 코팅층의 중간에서, 또한 적어도 상기 투명 전극과 대향하는 위치에, 소정 파장의 광을 투과하며 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 각각 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제20항에 있어서, 상기 컬러 필터를 다른 파장의 광을 투과하고 또는 다른 파장의 형광을 발광하는 복수 종류의 컬러 필터로 한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제19항에 있어서, 상기 확산층과 투명 시이트의 중간에서, 또한 적어도 상기 투명 전극과 대향하는 위치에, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 설치하는 동시에, 이들 컬러 필터의 주위에 접착제를 충전하여 상기 접착제로 상기 투명 시이트를 접착한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 컬러 필터를 다른 파장의 광을 투과하고 또는 다른 파장의 형광을 발광하는 복수 종류의 컬러 필터로 한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에 상기 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체와, 상기 투명 전극의 표면측에 설치한 투명 기판과, 이 투명 기판의 이면에 형성한 광확산성을 갖는 박막형의 확산층을 포함하는 유기 전계 발광 장치로서, 상기 투명 기판과 상기 확산층과의 계면을, 광을 난반사시키는 조면으로 한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에 상기 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체와, 상기 투명 전극의 표면측에 설치한 투명 기판과, 동일하게 상기 투명 전극의 표면측에서 또한 상기 투명 기판의 이면측에 형성한 박막형의 확산층과, 상기 투명 기판의 이면 및 상기 확산층의 표면 중 적어도 한 면에 접하여 설치되며, 소정 파장의 광을 투과하고 또는 소정 파장의 형광을 발광하는 컬러 필터를 포함하는 유기 전계 발광 장치로서,상기 투명 기판 및 확산층 중 적어도 하나와, 상기 컬러 필터와의 계면을, 광을 난반사시키는 조면으로 한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 전압의 인가에 의해서 발광하는 유기 발광층의 표면측에 투명 전극을 구비하는 동시에, 상기 유기 발광층의 이면측에 금속 전극을 구비하여 이루어진 유기 전계 발광 발광체를 포함하는 유기 전계 발광 장치에 있어서,상기 투명 전극의 표면측에 편광판을 설치하는 동시에, 이들 투명 전극과 편광판과의 사이에 위상판을 설치한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
- 제26항에 있어서, 상기 위상판을 1/4 파장판으로 구성하고, 또한 해당 위상판과 상기 편광판과의 편광 방향이 이루는 각도를 π/4로 설정한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
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