KR20060044593A - 유기 전계 발광 장치 - Google Patents

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KR20060044593A
KR20060044593A KR1020050023902A KR20050023902A KR20060044593A KR 20060044593 A KR20060044593 A KR 20060044593A KR 1020050023902 A KR1020050023902 A KR 1020050023902A KR 20050023902 A KR20050023902 A KR 20050023902A KR 20060044593 A KR20060044593 A KR 20060044593A
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노부오 사이또
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있는 유기 전계 발광 장치를 제공한다.
본 발명의 유기 전계 발광 장치는 주로 유기 전계 발광 소자 (50), 컬러 필터층 (CF) 및 기판 (1)로 구성된다. 컬러 필터층 (CF)는 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)의 4종으로 이루어진다. 컬러 필터층 (CF)는 유기 EL 소자 (50) 및 기판 (1) 사이에 형성된다. 청록색 컬러 필터층 (CFBW)는 발광층 (5)로부터 발생된 색 온도 3000 K 이상 4500 K 이하의 백색광을 색 온도 6500 K의 순도가 높은 백색광으로 변환한다.
유기 전계 발광 장치, 컬러 필터층, 백색광, 발광층

Description

유기 전계 발광 장치{Organic Electroluminescent Device}
도 1은 본 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 유기 EL 장치의 구조를 상세히 표시한 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 따른 컬러 필터층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 CIE 색도도이다.
도 5는 적색 컬러 필터층의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 녹색 컬러 필터층의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7은 청색 컬러 필터층의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8은 청록색 컬러 필터층의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
CF 컬러 필터층
CFR 적색 컬러 필터층
CFG 녹색 컬러 필터층
CFB 청색 컬러 필터층
CFBW 청록색 컬러 필터층
1 기판
2 홀 주입 전극
3 홀 주입층
4 홀 수송층
5 발광층
5a 오렌지색 발광층
5b 청색 발광층
6 전자 수송층
7 전자 주입 전극
20 TFT
본 발명은 복수개의 유기 전계 발광 소자를 구비한 유기 전계 발광 장치에 관한 것이다.
최근, 정보 기술이 매우 융성해짐에 따라 박형으로 전색(full color) 표시가 가능한 박형 표시 장치에의 요망이 높아지고 있다. 이러한 박형 표시 장치로서, 유기 전계 발광 소자(이하, 유기 EL 소자라 칭함)을 사용한 표시 장치의 연구 개발이 활발히 행해지고 있다. 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치는 중 또는 고효율을 갖고, 박형이며 경량이고, 시야각 의존성이 없는 등의 특징을 갖는다.
유기 EL 소자는, 전자 주입 전극 및 홀 주입 전극으로부터 각각 전자 및 홀을 발광부내에 주입하고, 이들 전자 및 홀을 발광 중심에서 재결합시켜 유기 분자 를 여기 상태로 만들며, 이 유기 분자가 여기 상태로부터 기저 상태로 돌아갈 때에 형광을 발생하는 것이다.
이러한 유기 EL 소자는 5 V 내지 20 V 정도의 낮은 전압으로 구동할 수 있다는 이점을 갖는다. 예를 들면, 이 유기 EL 소자를 사용한 표시 장치의 전색화 기술로는, 백색의 유기 EL 소자를 광원(백라이트)로 하여 3원색(적색, 녹색 및 청색(RGB))의 컬러 필터를 통해 발색하는 필터 방식, 청색의 유기 EL 소자를 광원으로 하여 색 변환층을 통해 발색하는 색 변환층(CMM)을 사용하는 방식, 및 3원색의 유기 EL 소자를 기판상에 병렬로 배치하는 삼색 독립 발광 방식이 제안되어 있다 (사단법인 전자 정보 기술 산업 협회(JEITA 편집·발행), "FPD 가이드북", 2003년 10월 발행, p110-111, 도표 2-3-3-5 참조). 상기한 필터 방식에서는, 한가지 색의 유기 EL 소자에 의해 실현할 수 있기 때문에, 표시 장치의 제조 공정에서의 복잡화를 회피할 수 있다는 이점을 구비하고 있다.
그러나 상기 필터 방식에서 유기 EL 소자로부터 발생된 광은, 3원색의 컬러 필터를 투과했을 때에 감쇠해 버린다. 또한, 3원색의 컬러 필터를 사용하여 백색을 표시하는 경우에는, 각 3원색의 광의 강도를 조정할 필요가 있다. 이 경우, 일부 색의 광의 강도를 낮춤으로써 색의 조정이 행해지기 때문에, 얻어지는 백색광의 강도가 저하한다. 그 때문에, 유기 EL 소자에 제공되는 전압을 높이지 않으면 안된다. 그 결과, 표시 장치에서의 소비 전력이 증가한다.
본 발명의 목적은 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있는 유기 전계 발 광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 장치는, 제1 색 온도 영역을 갖는 백색광을 발생하는 유기 전계 발광 소자와, 유기 전계 발광 소자에 의해 발생된 광 중 적색 파장 영역의 광을 투과하는 제1 필터와, 유기 전계 발광 소자에 의해 발생된 광 중 녹색 파장 영역의 광을 투과하는 제2 필터와, 유기 전계 발광 소자에 의해 발생된 광 중 청색 파장 영역의 광을 투과하는 제3 필터와, 제1 색 온도 영역과는 상이한 제2 색 온도 영역의 광을 투과하는 제4 필터를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 유기 전계 발광 장치에서는, 유기 전계 발광 소자가 제1 색 온도 영역을 갖는 백색광을 발생한다. 발생된 광 중 적색 파장 영역의 광이 제1 필터를 투과하고, 녹색 파장 영역의 광이 제2 필터를 투과하며, 청색 파장 영역의 광이 제3 필터를 투과하고, 제1 색 온도 영역과는 상이한 제2 색 온도 영역의 광이 제4 필터를 투과한다. 그에 따라, 적색 파장 영역의 광, 녹색 파장 영역의 광, 청색 파장 영역의 광 및 제2 색 온도 영역의 광이 얻어진다.
또한, 적색 파장 영역의 광, 녹색 파장 영역의 광, 청색 파장 영역의 광을 혼합 및 조정함으로써 제2 색 온도 영역의 광을 얻는 경우와 비교하여, 제2 색 온도 영역의 광의 감쇠가 작다. 그 결과, 유기 전계 발광 소자에 높은 전압을 인가할 필요가 없고, 유기 전계 발광 장치에서 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있다.
제1 필터는 600 nm 이상의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하 고, 제2 필터는 495 nm 이상 555 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하며, 제3 필터는 495 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 제1 필터는 575 nm 이하의 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하고, 제2 필터는 470 nm 이하의 파장에서 투과율 10 % 이하를 가지며, 605 nm 이상의 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하고, 제3 필터는 550 nm 이상의 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제1 필터를 순도가 높은 적색광이 투과하고, 제2 필터를 순도가 높은 녹색광이 투과하며, 제3 필터를 순도가 높은 청색광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 435 nm 이상 520 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 520 nm 초과 560 nm 이하의 파장에서 투과율 45 % 이상 75 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 560 nm 초과 610 nm 이하의 파장에서 투과율 25 % 이상 60 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 610 nm 초과 640 nm 이하의 파장에서 투과율 5 % 이상 35 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 640 nm보다 긴 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 410 nm 이상 435 nm 미만의 파장에서 투과율 45 % 이상 75 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제4 필터는 400 nm 이상 410 nm 미만의 파장에서 투과율 30 % 이상 60 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터를 순도가 높은 제2 색 온도 영역의 광이 투과할 수 있다.
제1 색 온도 영역은, 색 온도가 3000 K 이상 4500 K 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 유기 전계 발광 소자는 백색광을 발생할 수 있다. 그에 따라, 유기 전계 발광 소자로부터 발생되는 백색광을 유기 전계 발광 장치의 광원(백라이트)로서 사용할 수 있다.
제2 색 온도 영역은, 색 온도가 4500 K 이상 8500 K 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 제4 필터는 유기 전계 발광 소자로부터 발생되는 백색광을 순도가 높은 백색광으로 변환할 수 있다.
제2 색 온도 영역은, 색 온도가 5500 K 이상 7500 K 이하인 것이 보다 바람직하다. 이 경우, 제4 필터는 유기 전계 발광 소자로부터 발생되는 백색광을 보다 순도가 높은 백색광으로 변환할 수 있다.
제2 색 온도 영역은, 색 온도가 6000 K 이상 7000 K 이하인 것이 더욱 바람 직하다. 이 경우, 제4 필터는 유기 전계 발광 소자로부터 발생되는 백색광이 순도가 더 높은 백색광으로 변환할 수 있다.
제3 및 제4 필터는 400 nm보다 짧은 파장에서 투과율 30 % 이하인 것이 바람직하다. 그에 따라, 자외선에 의한 유기층의 기능 열화를 방지할 수 있다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명에 따른 유기 전계 발광(이하, 유기 EL이라 칭함) 장치에 대해서 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 단면을 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 유기 EL 장치의 구조를 상세히 나타낸 단면도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 유기 EL 장치는 주로 유기 EL 소자 (50), 컬러 필터층 (CF) 및 기판 (1)로 구성된다. 컬러 필터층 (CF)는 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)의 4종으로 이루어진다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터층 (CF)는 유기 EL 소자 (50) 및 기판 (1) 사이에 형성된다. 또한, 컬러 필터층 (CF)에서는, 인접하는 4종의 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)에 의해 유기 EL 장치의 1 화소가 형성되도록 배치된다. 상세한 컬러 필터층 (CF)에 대해서는 후술한다.
이어서, 도 2를 이용하여 도 1의 유기 EL 장치의 구조를 상세히 설명한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 유리 또는 플라스틱 등을 포함하는 투명한 기판 (1)상 에, 예를 들면 산화 실리콘(SiO2)을 포함하는 층과 질화 실리콘(SiNx)을 포함하는 층의 적층막 (11)이 형성된다.
적층막 (11)상의 일부에 TFT(박막 트랜지스터) (20)이 형성된다. TFT (20)은 다결정 실리콘 (12), 소스 전극 (13s), 드레인 전극 (13d), 게이트 산화막 (14) 및 게이트 전극 (15)를 포함한다.
다결정 실리콘 (12)상에 드레인 전극 (13d) 및 소스 전극 (13s)가 형성된다. TFT (20)의 드레인 전극 (13d)는 후술하는 홀 주입 전극 (2)에 접속되고, TFT (20)의 소스 전극 (13s)는 전원선(도시하지 않음)에 접속된다.
게이트 전극 (15)를 덮도록 게이트 산화막 (14)상에 제1 층간 절연막 (16)이 형성된다. 드레인 전극 (13d) 및 소스 전극 (13s)를 덮도록 제1 층간 절연막 (16)상에 제2 층간 절연막 (17)이 형성된다.
제2 층간 절연막 (17)상에 컬러 필터층 (CF)가 형성된다. 상술한 바와 같이, 컬러 필터층 (CF)는 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 포함한다. 도 2에서는, 컬러 필터층 (CF) 중 하나인 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 예시한다.
적색 컬러 필터층 (CFR)은 적색 파장 영역의 광을 투과시키고, 녹색 컬러 필터층 (CFG)는 녹색 파장 영역의 광을 투과시키며, 청색 컬러 필터층 (CFB)는 청색 파장 영역의 광을 투과시키고, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)는 백색 파장 영역의 광을 투과시킨다.
적색 컬러 필터층 (CFR)은 600 nm 이상의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하고, 녹색 컬러 필터층 (CFG)는 495 nm 이상 555 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하며, 청색 컬러 필터층 (CFB)는 495 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 청색 컬러 필터층 (CFB)는 자외선의 투과를 억제하기 위해 400 nm보다 짧은 파장에서 투과율 30 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
또한, 적색 컬러 필터층 (CFR)은 575 nm 이하의 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하고, 녹색 컬러 필터층 (CFG)는 470 nm 이하의 파장에서 투과율 10 % 이하를 가지며, 605 nm 이상의 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하고, 청색 컬러 필터층 (CFB)는 550 nm 이상의 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 그에 따라, 적색 컬러 필터층 (CFR)을 순도가 높은 적색광이 투과하고, 녹색 컬러 필터층 (CFG)를 순도가 높은 녹색광이 투과하며, 청색 컬러 필터층 (CFB)를 순도가 높은 청색광이 투과할 수 있다.
또한, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)는 자외선의 투과를 억제하기 위해 400 nm보다 짧은 파장에서 투과율 30 % 이하로 하는 것이 바람직하다.
청록색 컬러 필터층 (CFBW)는 435 nm 이상 520 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것이 바람직하고, 520 nm 초과 560 nm 이하의 파장에서 투과율 45 % 이상 75 % 이하를 갖는 것이 바람직하며, 560 nm 초과 610 nm 이하의 파장에서 투과율 25 % 이상 60 % 이하를 갖는 것이 바람직하고, 610 nm 초과 640 nm 이하의 파장에서 투과율 5 % 이상 35 % 이하를 갖는 것이 바람직하며, 640 nm보다 긴 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것이 바람직하고, 410 nm 이상 435 nm 미만의 파장에서 투과율 45 % 이상 75 % 이하를 갖는 것이 바람직하며, 400 nm 이상 410 nm 미만의 파장에서 투과율 30 % 이상 60 % 이하를 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 순도가 높은 백색광이 투과할 수 있다.
이상의 각 컬러 필터층의 투과 특성은, 염료를 사용하는 유형의 컬러 필터에서는 기존 염료의 함유료의 조정에 의해 실현할 수 있고, 안료를 사용하는 유형의 컬러 필터에서는 기존 안료의 분산료의 조정에 의해 실현할 수 있다.
또한, 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)에서 400 nm보다 짧은 파장에서 투과율 30 % 이하로 하여 자외선을 흡수시키기 때문에, 이들 안료 또는 염료 이외에, 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 가능하다. 또한, 적색 컬러 필터층 (CFR)과 녹색 컬러 필터층 (CFG)에서도, 400 m보다 짧은 파장에서 투과율 30 % 이하를 확실하게 설정하기 위해서는, 필요에 따라 자외선 흡수제를 첨가하는 것이 가능하다. 이와 같이, 모든 컬러 필터에서 자외선을 흡수시킴으로써, 자외선에 의한 유기층의 기능 열화(발광 효율, 발광 수명의 열화 등)을 억제할 수 있다.
이 컬러 필터층 (CF)를 덮도록 제2 층간 절연막 (17)상에, 예를 들면 아크릴수지 등을 포함하는 제1 평탄화층 (18)이 형성된다. 제1 평탄화층 (18)상에 투명한 홀 주입 전극 (2)가 각 화소마다 형성되고, 화소간의 영역에서 홀 주입 전극 (2)를 덮도록 절연성의 제2 평탄화층 (19)가 형성된다. 또한, 홀 주입 전극 (2)는, 예를 들면 인듐-주석 산화물(ITO) 등의 투명 도전막을 포함한다.
홀 주입 전극 (2) 및 제2 평탄화층 (19)를 덮도록 홀 주입층 (3)이 형성된 다. 이 홀 주입층 (3)은 제1 주입층 (3a)와 제2 주입층 (3b)의 적층 구조를 갖는다. 홀 주입층 (3)의 제1 주입층 (3a)는, 예를 들면 구리 프탈로시아닌(CuPc)을 포함한다. 예를 들면, 제1 주입층 (3a)의 두께는 100 Å이다. 홀 주입층 (3)의 제2 주입층 (3b)는, 예를 들면 불화탄소(CFx)를 포함한다.
이 홀 주입층 (3)상에 홀 수송층 (4), 오렌지색으로 발광하는 오렌지색 발광층 (5a), 청색으로 발광하는 청색 발광층 (5b) 및 전자 수송층 (6)이 순서대로 형성된다. 또한, 이 전자 수송층 (6)상에, 예를 들면 불화리튬(LiF) 및 알루미늄(Al)을 포함하는 전자 주입 전극 (7)이 형성된다.
홀 수송층 (4)는, 예를 한면 하기 화학식 1로 나타내지는 N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐-벤지딘(이하, NPB라 약기함) 등의 유기 재료를 포함한다. 홀 수송층 (4)의 두께는 예를 들면 2400 Å이다.
Figure 112005015108532-PAT00001
오렌지색 발광층 (5a)는, 예를 들면 화학식 1의 NPB를 호스트 재료로 하고, 하기 화학식 2로 나타내지는 5,12-비스(4-터셔리-부틸페닐)-나프타센(이하, tBuDPN이라 약기함)을 제1 발광 도핑제로 하며, 하기 화학식 3으로 나타내지는 5,12-비스(4-(6-메틸벤조티아졸-2-일)페닐)-6,11-디페닐나프타센(이하, DBzR이라 약기함)을 제2 발광 도핑제로 하여 형성된다. 오렌지색 발광층 (5a)의 두께는 예를 들면 300 Å이다. 발광층 (5)로부터 발광되는 백색광의 색 온도는, 3000 K 이상 4500 K 이하이다.
Figure 112005015108532-PAT00002
Figure 112005015108532-PAT00003
또한, 오렌지색 발광층 (5a)에 대하여 예를 들면 20.0 중량%가 되도록 제1 도핑제인 상기 화학식 2의 tBuDPN을 도핑하고, 오렌지색 발광층 (5a)에 대하여 예를 들면 3.0 중량%가 되도록 제2 도핑제인 상기 화학식 3의 DBzR을 도핑한다.
청색 발광층 (5b)는, 예를 들면 하기 화학식 4로 나타내지는 터셔리-부틸 치환 디나프틸안트라센(이하, TBADN이라 약기함)을 호스트 재료로 하고, 상기 화학식 1로 나타내지는 NPB를 제1 도핑제로 하며, 하기 화학식 5로 나타내지는 1,4,7,10-테트라-터셔리-부틸페릴렌(이하, TBP라 약기함)을 제2 도핑제로 하여 형성된다. 청색 발광층 (5b)의 두께는 예를 들면 400 Å이다.
Figure 112005015108532-PAT00004
Figure 112005015108532-PAT00005
또한, 청색 발광층 (5b)에 대하여 예를 들면 7.5 중량%가 되도록 제1 도핑제인 상기 화학식 1의 NPB를 도핑하고, 청색 발광층 (5b)에 대하여 예를 들면 2.5 중량%가 되도록 제2 도핑제인 상기 화학식 5의 TBP를 도핑한다.
오렌지색 발광층 (5a) 및 청색 발광층 (5b)(이하, 간단히 발광층 (5)라 부름)에 의해, 460 nm 이상 510 nm 이하의 파장 영역 및 550 nm 이상 640 nm 이하의 파장 영역에 각각 피크 강도를 갖는 백색광이 발생된다.
전자 수송층 (6)은, 예를 들면 하기 화학식 6으로 나타내지는 트리스(8-히드 록시퀴놀리네이토)알루미늄(이하, Alq라 약기함)을 포함한다. 전자 수송층 (6)의 두께는 예를 들면 100 Å이다.
Figure 112005015108532-PAT00006
이어서, 도 3은 본 실시 형태에 따른 컬러 필터층 (CF)를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 CIE 색도도이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 발광층 (5)에 대향하여 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)가 배치된다.
우선, 발광층 (5)는 색 온도가 3000 K 이상 4500 K 이하인 백색광을 발생한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 색 온도가 3000 K인 광은 순도가 높은 백색광이 아니고, 적색광에 가까운 백색광이다. 순도가 높은 백색광은, 색 온도가 4500 K 이상 8500 K 이하인 것이 바람직하고, 색 온도가 5500 K 이상 7500 K 이하인 것이 보다 바람직하며, 색 온도가 6000 K 이상 7000 K 이하인 것이 더욱 바람직하고, 색 온도가 6500 K인 것이 가장 바람직하다.
우선, 발광층 (5)로부터 발생된 광은 적색 컬러 필터층 (CFR)을 투과함으로써 적색광으로 변환된다. 마찬가지로, 발광층 (5)로부터 발생된 광은 녹색 컬러 필터층 (CFG)를 투과함으로써 녹색광으로 변환되고, 발광층 (5)로부터 발생된 광은 청색 컬러 필터층 (CFB)를 투과함으로써 청색광으로 변환되며, 발광층 (5)로부터 발생된 광은 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 투과함으로써 백색광으로 변환된다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 적색광은 CIE 색도의 좌표 (0.64, 0.36)으로 나타내지고, 녹색광은 CIE 색도의 좌표 (0.35, 0.53)으로 나타내지며, 청색광은 CIE 색도의 좌표 (0.14, 0.15)로 나타내지고, 백색광은 CIE 색도의 좌표 (0.31, 0.33)으로 나타내진다. CIE 색도의 좌표 (0.31, 0.33)으로 나타내지는 백색광의 색 온도는 6500 K이다.
여기서, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)에 대해서 설명한다. 청록색 컬러 필터층 (CFBW)는, 발광층 (5)의 색 온도 3000 K 이상 4500 K 이하의 백색광이 색 온도 6500 K의 순도가 높은 백색광으로 변환한다. 일반적으로 청색광은 색 온도가 높다는 것이 알려져 있다. 그에 따라, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)는 청색광을 투과시키는 특성을 가장 많이 갖는다. 따라서, 발광층 (5)의 색 온도 3000 K 이상 4500 K 이하의 백색광이 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 투과함으로써, 색 온도 6500 K의 순도가 높은 백색광으로 변환된다.
이상의 점으로부터, 본 실시 형태에 따른 유기 전계 발광 장치에서는, 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 사용함으로써 전색 표시를 실현함과 동시에, 순도가 높은 백색광을 청록색 컬러 필터층 (CFBW)로부터 얻을 수 있다. 따라서, 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼합 및 조정함으로써 순도가 높은 백색광을 얻는 경우와 비교하여, 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있다. 그 결과, 유기 전계 발광 장치에서 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있다.
본 실시 형태에서는, 적색 컬러 필터층 (CFR)이 제1 필터에 상당하고, 녹색 컬러 필터층 (CFG)가 제2 필터에 상당하며, 청색 컬러 필터층 (CFB)가 제3 필터에 상당하고, 발광층 (5)(오렌지색 발광층 (5a) 및 청색 발광층 (5b))가 발광층에 상당한다.
<실시예>
이하의 실시예에서는, 상기 실시 형태에 따른 유기 EL 장치의 평가를 행하였다.
(실시예)
실시예에서는, 이하에 나타내지는 특성을 갖는 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG), 청색 컬러 필터층 (CFB) 및 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 사용하였다.
도 5는 적색 컬러 필터층 (CFR)의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이고, 도 6은 녹색 컬러 필터층 (CFG)의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이며, 도 7은 청색 컬러 필터층 (CFB)의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이고, 도 8은 청록색 컬러 필터층 (CFBW)의 파장-투과율의 관계를 나타낸 도면이다. 도 5 내지 도 8의 종축은 투과율을 나타내고, 횡축은 파장을 나타낸다.
도 5에 나타낸 바와 같이 적색 컬러 필터층 (CFR)은 파장 600 nm 이상에서 투과율 70 % 이상을 갖는다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 녹색 컬러 필터층 (CFG)는 파장 495 nm 이상 555 nm 이하에서 투과율 70 % 이상을 갖는다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 청색 컬러 필터층 (CFB)는 파장 495 nm 이하에서 투과율 70 % 이상을 갖는다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)는 파장 435 nm 이상 520 nm 이하에서 투과율 70 %를 갖는다.
(비교예)
비교예에서는, 상기 실시 형태에서의 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 사용하지 않고 적색 컬러 필터층 (CFR), 녹색 컬러 필터층 (CFG) 및 청색 컬러 필터층 (CFB)를 사용하였다.
(평가)
실시예의 유기 EL 장치에서, 적색광의 색도 및 발광 효율, 녹색광의 색도 및 발광 효율, 청색광의 색도 및 발광 효율, 순도가 높은 백색광의 색도, 발광 효율 및 소비 전력을 측정하였다. 또한, 비교예의 유기 EL 장치에서 적색광, 녹색광 및 청색광을 혼합 및 조정함으로써 색 온도 6500 K의 순도가 높은 백색광을 얻음과 동시에 소비 전력을 측정하였다.
실시예의 유기 EL 장치를 이용하여 적색광을 얻은 경우, 적색 컬러 필터층 (CFR)을 투과한 적색광의 색도는 CIE 색도의 좌표 (0.64, 0.36)이 되고, 발광 효율은 3.0 cd/A가 되었다.
실시예의 유기 EL 장치를 이용하여 녹색광을 얻은 경우, 녹색 컬러 필터층 (CFG)를 투과한 녹색광의 색도는 CIE 색도의 좌표 (0.35, 0.53)이 되고, 발광 효율은 6.5 cd/A가 되었다.
또한, 실시예의 유기 EL 장치를 이용하여 청색광을 얻은 경우, 청색 컬러 필터층 (CFB)를 투과한 청색광의 색도는 CIE 색도의 좌표 (0.14, 0.15)가 되고, 발광 효율은 1.5 cd/A가 되었다.
또한, 실시예의 유기 EL 장치를 이용하여 순도가 높은 백색광을 얻은 경우, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 투과한 백색광의 색도는 CIE 색도의 좌표 (0.31, 0.33)이 되고, 발광 효율은 10 cd/A가 되었다.
또한, 실시예의 유기 EL 장치를 이용하여 색 온도 6500 K의 순도가 높은 백색광을 얻은 경우의 소비 전력은, 비교예의 유기 EL 장치를 이용하여 색 온도 6500 K의 순도가 높은 백색광을 얻은 경우의 소비 전력의 0.6배가 되었다. 이 결과, 청록색 컬러 필터층 (CFBW)를 사용함으로써, 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.
또한, 각 컬러 필터층의 자외선 흡수 기능을 다른 층에 기능 분담시키는 것도 가능하고, 예를 들면 모든 컬러 필터층상에 존재하는 별도의 투명막인 제1 평탄화층 (18)(아크릴 재료)에 자외선 흡수제를 첨가시킬 수도 있다. 이 경우, 각 컬러 필터층과 제1 평탄화층의 적층 구성에 의해 컬러 필터 기능을 실현하게 된다.
본 발명에 의하면, 제1 필터, 제2 필터, 제3 필터 및 제4 필터를 사용함으로써 백색광을 낮은 소비 전력으로 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명은 다양한 표시 장치, 광원 등에 이용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 제1 색 온도 영역을 갖는 백색광을 발생하는 유기 전계 발광 소자, 상기 유기 전계 발광 소자에 의해 발생된 광 중 적색 파장 영역의 광을 투과하는 제1 필터, 상기 유기 전계 발광 소자에 의해 발생된 광 중 녹색 파장 영역의 광을 투과하는 제2 필터, 상기 유기 전계 발광 소자에 의해 발생된 광 중 청색 파장 영역의 광을 투과하는 제3 필터, 상기 제1 색 온도 영역과는 상이한 제2 색 온도 영역의 광을 투과하는 제4 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제4 필터가 435 nm 이상 520 nm 이하의 파장에서 투과율 70 % 이상을 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제4 필터가 520 nm 초과 560 nm 이하의 파장에서 투과율 45 % 이상 75 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 필터가 560 nm 초과 610 nm 이하의 파장에서 투과율 25 % 이상 60 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 필터가 610 nm 초과 640 nm 이하의 파장에서 투과율 5 % 이상 35 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 필터가 640 nm보다 긴 파장에서 투과율 10 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 필터가 410 nm 이상 435 nm 미만의 파장에서 투과율 45 % 이상 75 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제4 필터가 400 nm 이상 410 nm 미만의 파장에서 투과율 30 % 이상 60 % 이하를 갖는 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 색 온도 영역은 색 온도가 3000 K 이상 4500 K 이하인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 색 온도 영역은 색 온도가 4500 K 이상 8500 K 이하인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제3 및 제4 필터가 400 nm보다 짧은 파장에서 투과율 30 % 이하인 것을 특징으로 하는 유기 전계 발광 장치.
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