KR20070042153A - 컬러 발광 장치 - Google Patents

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KR20070042153A
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히또시 구마
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

발광 소자(10), 및 이 발광 소자(10)의 발하는 빛을 흡수하여 빛을 발하는 색 변환 부재(21)를 포함하고, 발광 소자(10)가 적어도 제1 광 반사부(12)와 제2 광 반사부(15)를 광 취출 방향으로 이 순서로 보유하면서, 제1 및 제2 광 반사부 사이에 위치하는 유기 발광층(14)을 갖고, 색 변환 부재(21)가 제2 광 반사부(15)보다도 광 취출측에 위치하고, 색 변환 부재(21)가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 발광 소자(10)의 반사율이 50％ 이상인, 컬러 발광 장치(1).
컬러 발광 장치, 색 변환 부재, 발광 휘도, 지지 기판, 유기 EL 소자, 유기 발광층

Description

컬러 발광 장치{COLOR LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 컬러 발광 장치에 관한 것으로, 특히, 컬러 디스플레이용으로 적합한 컬러 발광 장치에 관한 것이다.
발광 소자가 발하는 빛을 색 변환 부재에 의해 다른 파장의 빛으로 변환시키는 색 변환법은 유기 전계 발광(이하, "전계 발광"을 EL이라 표시하는 경우가 있음) 소자에 사용될 뿐만 아니라, VFD나 LED 등의 발광 소자나 액정 표시 소자의 발광색을 효율적으로 변환하기 위해서도 유용한 기술이다.
색 변환법을 이용한 유기 EL 컬러 발광 장치는 하부 에미션형과 상부 에미션형의 2 종류로 대별할 수 있다.
하부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치의 예를 도 7에 나타낸다. 하부 에미션형에서는 지지 기판(71) 상에 색 변환 부재(70)와 박막 트랜지스터(72)(TFT)를 형성하고, 또한, 이 위에 차례로 제1 전극(73), 절연 부재(74), 유기 발광층(75), 제2 전극(77) 및 가스 배리어층(79)이 적층되고, 최상면에 밀봉 기판(80)이 설치된다.
색 변환 부재(70)는 유기 발광층(75)이 발한 빛을 흡수하고, 보다 장파장의 빛을 발한다. 가스 배리어층(79)은 유기 발광층(75)을 수분이나 산소로부터 보호 한다. 하부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치에서는 유기 발광층이 발한 빛을 색 변환 부재(70)에 의해 변환시키고, 지지 기판측(71)으로부터 취출한다. 도면 중, 화살표는 빛의 취출 방향을 나타낸다.
계속해서, 상부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치의 예를 도 8에 나타낸다.
상부 에미션형에서는 지지 기판(71) 상에 TFT(72)와 제1 전극(73)이 형성되고, 또한, 이 위에 차례로 절연 부재(74), 유기 발광층(75), 제2 전극(77), 가스 배리어층(79), 평탄화층(78) 및 색 변환 부재(70)가 설치되고, 최상면에 밀봉 기판(80)이 설치되어 있다.
이 상부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치에서는 유기 발광층(75)이 발한 빛을 색 변환 부재(70)에 의해 변환하여 밀봉 기판측(80)으로부터 취출하고 있다.
상부 에미션형에서는 TFT(72) 부분을 광 취출측(밀봉 기판측)과 반대의 지지 기판(71) 상에 배치하고 있기 때문에, 개구율을 저하시키지 않고 DC 구동과 유사하게 저전류 밀도와 같은 온화한 조건으로 유기 EL 재료를 발광시킬 수 있다.
색 변환 부재를 이용한 상부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치가 개시되어 있는 문헌으로서, 특허 문헌 1에는 제1 전극으로서 일함수가 큰 전극, 예를 들면 알루미늄과 금의 적층 전극을 이용하고, 제2 전극으로서 일함수가 작고 전자 주입성을 갖는 마그네슘-은 합금이나 알칼리 금속 불화물(불화리튬)과 인듐 주석 산화물(ITO)과의 적층 전극이 제안되어 있다.
그러나, 상부 전극으로서 불화리튬 등의 알칼리 불화물을 이용한 경우, 이 재료는 절연체이기 때문에, 막 두께를 두껍게 하면 급격히 구동 전압이 올라간다. 그 때문에, 1 내지 2 ㎚ 정도의 매우 얇은 막 두께로 할 필요가 있었다. 그런데, 이러한 얇은 막 두께로는 그 위에 ITO 전극을 성막할 때의 유기 발광층에 가하는 손상이 커서, 결과적으로 유기 EL 소자의 발광 효율이 손상된다는 결점이 있었다.
특허 문헌 2에는 제1 전극으로서 몰리브덴과 ITO의 적층 양극, 제2 전극으로서 마그네슘-은의 합금 박막과 ITO와의 적층 음극의 예가 개시되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에는 유기 EL 발광부로부터 방사된 빛을 색 변환 부재에 결합하는 마이크로캐비티 구조를 갖고, 상기 마이크로캐비티 구조는 넓은 스펙트럼을 갖는 방사광이 상기 마이크로캐비티 구조에 의해 상기 흡수 피크에 실질적으로 중복되는 공진 피크를 갖는 빛으로 증강되는 것과 같은 광학적 길이를 갖는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 장치가 개시되어 있다.
이들 기술에서는 유기 EL 소자의 효율은 비교적 높아진다. 그러나, 색 변환 부재를 사용하여 발광 장치를 형성한 경우, 실제로 발광 장치의 외부로 취출되는 빛의 강도는 충분하지 않아 발광 장치 전체적으로 발광 휘도가 낮은 것이었다. 따라서, 보다 효과적인 광 강도 개선 방법이 요구되었다.
<특허 문헌 1> 일본 특허 공개 (평)10-289784호 공보
<특허 문헌 2> 일본 특허 공개 제2000-77191호 공보
<특허 문헌 3> 일본 특허 공표 제2002-520801호 공보
본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 색 변환 부재에 의해 변환된 빛을 효율적으로 발광 장치의 외부로 취출함으로써, 발광 휘도를 향상시킨 컬러 발광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자는 다양한 검토를 행하였다. 그 결과, 색 변환 부재에서 발생한 빛의 일부가 발광 장치 내부에서 감쇠되기 때문에, 빛을 효율적으로 장치의 외부로 취출할 수 없는 것이 발광 장치에 있어서의 휘도 저하의 원인 중 하나임을 알 수 있었다.
도 9는 색 변환 부재가 발한 빛의 소자 내부에서의 감쇠 모습을 설명하기 위한 도면이고, 색 변환 부재를 이용한 유기 EL 컬러 발광 장치의 모식도이다.
이 컬러 발광 장치에 있어서, 유기 EL 소자(10)는 제1 전극(12), 유기 발광층(14), 제2 전극(15), 가스 배리어층(17)으로 구성되고, 유기 발광층(14)이 제1 전극(12)과 제2 전극(15) 사이에 협지된 구조를 갖는다. 색 변환 부재(21)는 유기 EL 소자(10)로부터의 빛을 흡수하여 빛을 발한다.
색 변환 부재(21)에서 발생한 빛은 공간적으로 등방성이기 때문에, 컬러 발광 장치의 광 취출측(도면 중, 화살표로 나타냄)으로 방출되는 성분 a와 함께, 유기 EL 소자(10)측으로 방사되는 성분 b도 존재한다. 상부 에미션형의 경우, 양 전극은 일반적으로 광 반사성이 높은 금속이나 굴절률이 큰 금속 화합물 박막으로 이루어진다. 또한, 제2 전극(15)은 빛을 투과시킬 필요가 있다. 이 경우, 광 성분 b의 일부의 빛 b'은 이들 전극 사이에서 다중 간섭하여 감쇠·소멸되기 때문에, 소자 외부로 취출되는 비율이 적어진다. 그 결과, 관찰측(표시면)으로 방출되는 빛의 강도가 약해지게 된다.
또한, 유기 EL 소자 이외의 발광 원리를 이용한 발광 소자에 있어서도, 예를 들면 VFD(형광 표시관)과 같이 확산 반사면을 갖는 경우가 많아, 색 변환 부재로부터 발광 소자측으로 발해진 빛이 반사되지 않고 감쇠된다.
이상의 지견에 기초하여, 색 변환 부재가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 발광 소자의 반사율을 높게 함으로써, 외부로 취출되는 빛의 강도를 향상시킬 수 있음을 발견하였다. 그리고, 이 반사율은 소자를 구성하는 제1 전극과 제2 전극 사이의 광학적 거리 등에 의해 조정할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성시켰다.
본 발명에 따르면, 이하의 컬러 발광 장치가 제공된다.
1. 발광 소자, 및 상기 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 빛을 발하는 색 변환 부재를 포함하고, 상기 발광 소자가 적어도 제 1 광 반사부와 제2 광 반사부를 광 취출 방향으로 이 순서로 보유하면서, 상기 제 1 및 제2 광 반사부 사이에 위치하는 유기 발광층을 갖고, 상기 색 변환 부재가 상기 제2 광 반사부보다도 광 취출측에 위치하고, 상기 색 변환 부재가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 상기 발광 소자의 반사율이 50％ 이상인, 컬러 발광 장치.
2. 상기 발광 소자가 추가로 제1 투명층과 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고, 상기 제1 투명층이 상기 제1 광 반사부와 상기 제2 광 반사부 사이에 위치하고, 상기 색 변환 부재가 상기 제2 투명층보다도 광 취출측에 위치하는, 1에 기재된 컬러 발광 장치.
3. 상기 제2 투명층이 상기 제2 광 반사부와 색 변환 부재 사이에 위치하는 1 또는 2에 기재된 컬러 발광 장치.
4. 제1 발광 소자, 및 상기 제1 발광 소자가 발하는 제1 색의 빛을 투과시키는 제1 컬러 필터를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제1 화소,
제2 발광 소자, 및 상기 제2 발광 소자가 발하는 제2 색의 빛을 투과시키는 제2 컬러 필터를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제2 화소, 및
제3 발광 소자, 및 상기 제3 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 제3 색의 빛을 발하는 색 변환 부재를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제3 화소를 갖고,
상기 제1 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고, 상기 제2 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제3 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고, 상기 제3 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제1 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고, 또한, 상기 색 변환 부재가 발하는 제3 색의 빛에 대한 반사율이 50％ 이상이고, 상기 유기 발광층이 적어도 제1 색의 빛을 발하는 제1 발광 재료, 및 제2 색의 빛을 발하는 제2 발광 재료를 포함하는, 컬러 발광 장치.
5. 상기 제3 발광 소자가 추가로 제3 색의 빛을 투과시키는 제3 컬러 필터를 갖는, 4에 기재된 컬러 발광 장치.
6. 제1 발광 소자, 및 상기 제1 발광 소자가 발하는 제1 색의 빛을 투과시키는 제1 컬러 필터를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제1 화소,
제2 발광 소자, 및 상기 제2 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 제2 색의 빛을 발하는 색 변환 부재를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제2 화소, 및
제3 발광 소자, 및 상기 제3 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 제3 색의 빛을 발하는 색 변환 부재를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제3 화소를 갖고,
상기 제1 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 유기 발광층, 제2 광 반사부, 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고,
상기 제2 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제1 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 가지면서, 상기 색 변환 부재가 발하는 제2 색의 빛에 대한 반사율이 50％ 이상이고,
상기 제3 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제1 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 가지면서, 상기 색 변환 부재가 발하는 제3 색의 빛에 대한 반사율이 50％ 이상이고, 상기 유기 발광층이 적어도 제1 색의 빛을 발하는 제1 발광 재료를 포함하는, 컬러 발광 장치.
7. 상기 제2 발광 소자가 제2 색의 빛을 투과시키는 제2 컬러 필터를 갖고, 상기 제3 발광 소자가 제3 색의 빛을 투과시키는 제3 컬러 필터를 갖는, 6에 기재된 컬러 발광 장치.
8. 상기 제1 투명층의 막 두께(단위 ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱(S1)과, 상기 유기 발광층의 막 두께(단위: ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱과(S2)의 합계(S1＋S2)가 250 ㎚ 내지 500 ㎚의 범위에 있는, 2 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 컬러 발광 장치.
9. 상기 제1 투명층의 막 두께(단위: ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱이 100 ㎚ 내지 350 ㎚의 범위에 있는, 8에 기재된 컬러 발광 장치.
10. 상기 제2 투명층의 막 두께(단위: ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱이 100 ㎚ 내지 300 ㎚의 범위에 있는, 8 또는 9에 기재된 컬러 발광 장치.
11. 상기 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하는 1 내지 3 중 어느 한 항에 기재된 컬러 발광 장치.
12. 상기 제1 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 제1 색의 빛을 선택적으로 강화하고,
상기 제2 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 제2 색의 빛을 선택적으로 강화하고,
상기 제3 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하는 4 또는 5에 기재된 컬러 발광 장치.
13. 상기 제1 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 제1 색의 빛을 선택적으로 강화하고,
상기 제2 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하고,
상기 제3 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하는 6 또는 7에 기재된 컬러 발광 장치.
14. 상기 색 변환 부재가 발하는 빛에 대한 상기 제1 광 반사부의 반사율이 65％ 이상인, 1 내지 13 중 어느 한 항에 기재된 컬러 발광 장치.
본 발명의 컬러 발광 장치는 색 변환 부재에 의해 변환된 빛(형광, 인광)을 효율적으로 발광 장치의 외부로 취출할 수 있기 때문에, 장치의 발광 휘도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 컬러 발광 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 수학식 4에 있어서의 광학적 거리(L)와 m의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 광학적 거리(L)와, 유기 EL 소자의 530 ㎚(녹색 변환 부재가 발하는 빛)에 있어서의 반사율, 610 ㎚(적색 변환 부재가 발하는 빛)에 있어서의 반사율, 및 460 ㎚의 빛이 유기 EL 소자의 외부로 방사되는 비율(광 취출 효율)의 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 제1 투명층과 유기 발광층의 광학적 거리를 400 ㎚(도 3의 (B)의 영역)에 맞추었을 때의, 제2 투명층의 광학적 거리와 530 ㎚ 및 610 ㎚의 빛에 대한 유기 EL 소자의 반사율과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태인 컬러 발광 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태인 컬러 발광 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 하부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 8은 상부 에미션형의 유기 EL 컬러 발광 장치의 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 색 변환 부재가 발한 형광의 소자 내부에서의 감쇠 모습을 나타내는 도면이다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명의 컬러 발광 장치에 대하여 도면을 이용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 컬러 발광 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
컬러 발광 장치(1)은 유기 EL 소자(10)와 색 변환 부재(21)를 갖는다.
유기 EL 소자(10)는 지지 기판(11), 제1 광 반사부(12), 제1 투명층(13), 유기 발광층(14), 제2 광 반사부(15), 제2 투명층(16) 및 가스 배리어층(17)을 이 순서로 적층한 구성을 갖고 있다.
투명 지지 기판(22)은 색 변환 부재(21)를 지지하는 것이다.
지지 기판(11)은 유기 EL 소자를 지지하는 것이다. 제1 광 반사부(12)는 정공 또는 전자를 공급하는 전극으로서 기능하는 동시에, 유기 발광층(14)에서 발생한 빛을 광 취출 방향(도 1에서의 화살표 방향)으로 반사하는 층이다.
제1 투명층(13)은 제1 광 반사부(12)와 제2 광 반사부(15) 사이의 광학적 거리를 조정하는 것이다. 제1 투명층(13)도 정공 또는 전자를 공급하는 전극으로서 기능하는 경우가 있다.
유기 발광층(14)은 발광 매체층(도시하지 않음)을 포함하고, 전자와 정공의 재결합에 의해 빛을 발생하는 층이다. 제2 반사부(15)는 유기 발광층(14)에서 발생한 빛을 반사 및 투과하는 층이고, 제2 투명층(16)은 반사율을 조정하는 것이다. 제2 반사부(15) 및/또는 제2 투명층(16)은 정공 또는 전자를 공급하는 전극이기도 하다.
한편, 유기 발광층(14)의 막 두께로 제1 광 반사부(12)와 제2 광 반사부(15) 사이의 광학적 거리를 조정할 수 있는 경우에는, 제1 투명층(13)은 불필요하다. 또한, 제2 투명층(16)의 위치는 도 1에 한정되지 않고, 예를 들면, 유기 발광층(14)과 제2 광 반사부(15) 사이에 형성할 수도 있다. 단, 유기 발광층(14) 위에 제2 투명층(16)을 형성하면, 그의 형성시에 유기 발광층(14)이 손상을 받기 쉽기 때문에, 제2 광 반사부(15)와 색 변환 부재(21) 사이에 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 제1 광 반사부(12) 및 제2 광 반사부(15) 외에 추가로 광 반사부를 형성할 수도 있다.
유기 EL 소자(10)는 제1 광 반사부(12)와 제2 광 반사부(15) 사이를 공진부로 하는 광 공진기 구조를 갖고 있다. 이러한 공진기 구조에 의해, 유기 발광층(14)에서 발생한 빛은 2개의 광 반사면 사이에서 반사를 반복하여 하기 수학식 1을 만족시키는 파장 부근의 빛이 선택적으로 강하게 소자 밖으로 방출된다.
(2L)/λ＋(Φ1＋Φ2)/(2π)＝m
식 중, L은 2개의 광 반사부 사이의 광학적 거리, λ는 빛의 파장, Φ1, Φ2는 각각 제1 광 반사부, 제2 광 반사부 계면에 있어서의 위상 시프트, m은 정수를 나타낸다.
한편, 광학적 거리 L은 빛이 통과하는 매체의 굴절률과 실제의 기하학적 거리의 곱이다.
즉, 유기 발광층(14)에서 발생한 빛 중, 상기 수학식을 만족시키는 파장 λ 부근의 빛이 선택적으로 강화되고, 제2 광 반사부(15), 제2 투명층(16)을 통과하여 소자 밖으로 방출된다.
여기서, 2개의 광 반사부 사이의 광학적 거리를 구하는 방법에 대하여 설명한다. 우선, 2개의 광 반사부 사이를 구성하는 재료 단독의 박막을 지지 기판 상에 제조한다. 다음으로, 엘립소미터 등의 장치를 이용하여, 제조한 박막 시료의 광학 측정을 행하고, 특정 파장에 있어서의 재료의 굴절률 n을 구한다. 마지막으로, 유기 EL 소자를 제조했을 때의 각 층의 막 두께 d와 굴절률 n의 곱을 계산하고, 그 총합을 구함으로써 얻어진다. 예를 들면, 2개의 광 반사부 사이가 k층(k는 정수)의 박막으로 구성되어 있는 경우, 각 층의 굴절률 n1, n2, …, nk와, 막 두께 d1, d2, …, dk일 때, 광학 막두께 L은 하기 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
L＝n1×d1＋n2×d2＋…＋nk×dk
위상 시프트 Φ1＋Φ2는 다음과 같이 구한다. 우선, 지지 기판 상에 목적으로 하는 광 반사성부를 형성하고, 엘립소미터 등의 장치를 이용하여, 제조한 박막 시료의 광학 측정을 행하고, 재료의 굴절률 n0과 감쇠 계수 κ0를 구한다. 이 때, 공진기 구조 내의, 광 반사부와 접하는 층의 굴절률을 n1로 하면, 위상 시프트 Φ1는 하기 수학식 3으로 계산할 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00001
컬러 발광 장치(1)에서는 색 변환 부재(21)가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 유기 EL 소자(10)의 반사율을 50％ 이상이 되도록 구성한다. 반사율을 50％ 이상으로 함으로써, 실용적인 표시 능력을 갖는 컬러 발광 장치를 제조할 수 있다. 반사율은 60％ 이상이 바람직하고, 특히 70％ 이상인 것이 바람직하다. 반사율은 바람직하게는 100％ 이하이다.
한편, 본 발명에 있어서 "발광 소자의 반사율"이란 발광 소자의 표면으로부터 소자 내부를 향하여 특정 파장의 빛을 수직으로 입사했을 때의 입사광에 대한 반사율을 의미한다. 이 반사율은 발광 소자 전체의 광 반사율이며, 발광 소자를 구성하는 각 층이나 계면에 있어서의 다중 반사의 합계를 나타낸다.
반사율을 50％ 이상으로 하기 위한 방법에 대해서는, 피크 파장이 460 ㎚인 청색 발광층을 포함하는 유기 EL 소자(10)와, 파장 460 ㎚의 빛을 흡수하여 장파장의 빛(적색 또는 녹색)을 발하는 색 변환 부재(21)를 조합한 컬러 발광 장치의 경우를 예로 하여 구체적으로 설명한다.
설명에 이용하는 유기 EL 소자의 구성은, 유리 지지 기판(11) 위에 제1 광 반사부(12)로서 알루미늄(막 두께 200 ㎚, 굴절률 1.04 내지 6.51i(i는 허수 단위)), 제1 투명층(13)으로서 ITO(인듐 주석 산화물)(막 두께 X㎚, 굴절률 1.89), 유기 발광층(14)(막 두께 Y㎚, 굴절률 1.76), 제2 광 반사부(15)로서 마그네슘-은 합금(막 두께 10 ㎚, 굴절률 0.57 내지 3.47i), 및 제2 투명층(16)으로서 ITO(막 두께 Z㎚, 굴절률 1.89)가 광 취출 방향으로 이 순서로 적층된 것으로 한다.
상기 수학식 3을 이용하여 위상 시프트를 계산하면, 제1 광 반사부(12)(알루미늄막) 계면에서는 -3.66 라디안, 제2 광 반사부(15)(마그네슘-은 합금막) 계면에서는 -0.92 라디안이다. 따라서, 위상 시프트의 합계(Φ1＋Φ2)는 -4.58 라디안이 된다. 따라서, 이 예에서는 상기 수학식 1은 하기 수학식 4와 같이 된다.
(2L)/460-4.58/(2π)＝m
도 2는 상기 수학식 4에 있어서의 광학적 거리(L)와 m의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 도면 중에 나타낸 3개의 화살표 A, B, C로 표시한 부분은 수학식 4의 m이 정수가 되는 지점이다. 따라서, 광학적 거리를 150 ㎚ 내지 200 ㎚(A), 380 ㎚ 내지 420 ㎚(B), 600 ㎚ 내지 650 ㎚(C)의 범위로 설정함으로써, m이 정수 에 가까워져서 유기 발광층(14)이 발하는 파장 460 ㎚의 빛이 공진기 구조의 효과에 의해 증강되고, 유기 EL 소자(10)의 외부로 방사되고, 색 변환 부재(21)로 유도되게 된다.
도 3은 본 예에 있어서, 광학적 거리 L(＝1.89X＋1.76Y)과 유기 EL 소자의 530 ㎚(녹색 변환 부재가 발하는 빛)에 있어서의 반사율, 610 ㎚(적색 변환 부재가 발하는 빛)에 있어서의 반사율, 및 460 ㎚의 빛이 유기 EL 소자의 외부로 방사되는 비율, 즉, 광 취출 효율의 관계를 나타낸 도면이다. 한편, 도 3의 그래프는 이론 계산에 의해 얻어진 것이다.
도 3 중, (A) 및 (B)는 도 2의 A, B에 대응하고, 유기 EL 소자(10)의 460 ㎚의 발광을 효율적으로 취출할 수 있는 영역을 나타내고 있다. 여기서, 광학적 거리 L을 (A)로 설정한 경우와 (B)로 설정한 경우에, 색 변환 부재가 발하는 빛에 대한 유기 EL 소자(10)의 반사율을 비교해 보면, (A)에서는 50％를 하회하는 값임에 반해, (B)에서는 50％를 상회하는 값임을 알 수 있다. 즉, 광학적 거리 L을 (B)의 영역에 설정함으로써, 유기 EL 소자(10)에 있어서 특정 파장(본 예에서는 460 ㎚)의 발광을 강화하고, 색 변환 부재(21)에 공급하면서, 또한 색 변환 부재(21)가 발한 광 성분 b를 반사하기 때문에, 빛을 효율적으로 컬러 발광 장치의 외부로 취출할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에서는 유기 발광층이 발하는 빛 중 특정 파장(예를 들면 460 ㎚의 청색광)을 강화하도록 수학식 1의 m을 정수로 하고, 또한, 색 변환 부재(21)가 발하는 빛의 피크 파장(예를 들면, 610 ㎚의 적색광)에 대한 반사율이 50％ 이상이 되도록 광학적 거리 L을 조정한다. 한편, 반사율은 광학적 거리 L 외에 각 층, 예를 들면, 제1 광 반사부(12)의 재질을 선택함으로써도 조정할 수 있다.
본 예에서는 광학적 거리 L은 L＝1.89X＋1.76Y(L＝S1＋S2)으로 표시할 수 있다. 광학적 거리 L을 (B)의 영역에 설정하기 위해서는, 제1 투명층(13)의 막 두께 X, 및 유기 발광층(14)의 막 두께 Y를 적절히 조절하여 선택할 수 있다.
한편, 구체적인 광학적 거리 L의 값으로서는, 유기 EL 소자에 이용하는 재료의 종류, 그의 파장 분산 특성, 층의 순서에 따라 다르지만, 제1 투명층의 막 두께(단위: ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱인 광학적 거리(S1)와, 유기 발광층의 막 두께(단위: ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱인 광학적 거리(S2)와의 합인 L은 250 ㎚ 내지 500 ㎚, 특히 300 ㎚ 내지 450 ㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 S1은 100 ㎚ 내지 350 ㎚의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히, 130 ㎚ 내지 300 ㎚의 범위에 있는 것이 바람직하다. 300 ㎚을 초과하면, 유기 발광층의 막 두께가 상대적으로 너무 두꺼워져서 소자의 구동 전압이 상승할 우려가 있다. 반대로, 100 ㎚ 미만이면, 유기 발광층의 막 두께가 상대적으로 너무 얇아져서 컬러 발광 장치의 연속 구동 수명이 짧아지거나, 제조 수율이 저하될 우려가 있다.
도 4는 제1 투명층(13)과 유기 발광층(14)의 광학적 거리를 400 ㎚(도 3의 (B)의 영역)에 맞추었을 때의, 제2 투명층(16)의 광학적 거리와 530 ㎚ 및 610 ㎚의 빛에 대한 유기 EL 소자의 반사율과의 관계를 나타낸 도면이다. 한편, 도 4의 그래프는 이론 계산에 의해 얻어진 결과이다.
이와 같이, 제2 투명층(16)의 막 두께를 조정하고, 광학적 거리를 변화시킴으로써도 유기 EL 소자(10)의 반사율을 조정할 수 있다.
제2 투명층(16)의 구체적인 광학적 거리의 값으로서는 유기 EL 소자(10)에 이용하는 재료의 종류, 그의 파장 분산 특성, 층의 순서, 또한, 색 변환 부재(21)가 발하는 빛의 색에 따라 다르지만, 제2 투명층의 막 두께(단위: ㎚)와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱(광학적 거리)이 100 ㎚ 내지 300 ㎚, 특히 120 ㎚ 내지 280 ㎚의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명의 컬러 발광 장치에서는 발광 소자에 색 변환 부재를 조합하더라도, 색 변환 부재가 발한 빛을 효율적으로 소자의 외부로 취출할 수 있다. 따라서, 발광 장치의 외부로 취출되는 광량이 증가하여, 결과적으로 발광 휘도가 높은 컬러 발광 장치로 할 수 있다.
이하, 본 발명을 풀 컬러 발광 장치에 적용한 실시 형태에 대하여 설명한다.
[실시 형태 1]
도 5는 본 발명의 일 실시 형태인 컬러 발광 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
본 실시 형태는 본 발명의 기술을 이용하여 청색, 녹색 및 적색의 3원색을 각각 발하는 발광 화소를 평면 내에 분리 배치한 풀 컬러 발광 장치의 예이다.
컬러 발광 장치(2)는 지지 기판(11) 상에 청색 화소(101), 녹색 화소(102) 및 적색 화소(103)를 형성한 것이다. 화살표는 광 취출 방향을 나타낸다.
청색 화소(101)는 제1 유기 EL 소자(41)와 청색 컬러 필터(51)로 구성된다. 제1 유기 EL 소자(41)는 제1 광 반사부(12), 유기 발광층(14), 제2 광 반사부(15), 제2 투명층(16) 및 가스 배리어층(17)을 이 순서로 적층한 것이다.
녹색 화소(102)는 제2 유기 EL 소자(42)와 녹색 컬러 필터(52)로 구성된다. 제2 유기 EL 소자(42)는 제1 광 반사부(12)와 유기 발광층(14) 사이에 제3 투명층(13')을 형성한 것 외에는 제1 유기 EL 소자(41)와 동일 구성을 갖는다.
적색 화소(103)는 제3 유기 EL 소자(43), 적색 변환 부재(33) 및 적색 컬러 필터(53)로 구성된다. 제3 유기 EL 소자(43)는 제1 광 반사부(12)와 유기 발광층(14) 사이에 제1 투명층(13)을 형성한 것 외에는 제1 유기 EL 소자(41)와 동일 구성을 갖는다.
한편, 각 부재의 설명은 도 1과 동일하여 생략한다.
도 3, 도 4에 있어서, 녹색 변환 부재가 발하는 530 ㎚의 빛에 대한 반사율과, 적색 변환 부재가 발하는 610 ㎚의 빛에 대한 반사율을 비교하면, 530 ㎚의 빛에 대한 반사율 쪽이 낮은 경향이 있다. 이러한 경우에는, 적색 화소(103)를 도 1에 나타낸 구성으로 하고, 청색 화소(101), 녹색 화소(102)를 색 변환 부재를 이용하지 않고 컬러 필터만의 구성으로 하는 것이 바람직하다.
유기 발광층(14)은 적어도 청색 및 녹색의 발광을 포함하는 빛을 발한다. 청색 화소(101)에는 청색 컬러 필터(51), 녹색 화소(102)에는 녹색 컬러 필터(52)를 배치하고 있기 때문에, 각각의 화소에 대응하는 색을 발광 장치의 외부로 취출할 수 있다.
유기 발광층(14)의 막 두께로는, 상기 수학식 1에 있어서, λ를 청색광의 파장으로 했을 때에, m이 정수가 되도록 설정한다. 이와 같이 하면 광 공진기 효과에 의해, 유기 발광층(14)이 발하는 빛 중 청색광만을 선택적으로 강화할 수 있다. 즉, 청색 화소(101)에서는 이 강조된 청색광이 청색 컬러 필터(51)를 통과하여 발광 장치의 외부로 취출된다.
녹색 화소(102)에는 제1 투명층(13)과는 광학적 거리가 다른 제3 투명층(13')이 제1 광 반사부(12) 위에 설치되어 있다. 제3 투명층(13')의 막 두께를, 상기 수학식 1에 있어서, λ를 녹색광의 파장으로 했을 때에, m이 정수가 되도록 설정함으로써, 유기 발광층(14)이 발하는 빛 중 녹색광만을 선택적으로 강화할 수 있다. 이에 따라, 녹색 화소(102)에서는, 강조된 녹색광이 녹색 컬러 필터(52)를 통과하여 발광 장치의 외부로 취출된다.
적색 화소(103)에는 제1 투명층(13)이 제1 광 반사부(12) 상에 설치되어 있다. 제1 투명층(13)의 막 두께를, 상기 수학식 1에 있어서, λ를 적색 변환 부재(33)의 흡수 파장으로 했을 때에, m이 정수가 되도록 설정함으로써, 유기 발광층(14)이 발하는 빛 중 적색 변환 부재(33)의 흡수 파장의 빛만을 선택적으로 강화할 수 있다. 이에 따라, 적색 화소(103)에서는 강조된 빛이 적색 변환 부재(33)에 의해 적색으로 변환되고, 또한 적색 컬러 필터(53)를 통과하여 발광 장치의 외부로 취출된다.
또한, 본 실시 형태에서는 적색 변환 부재(33)가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 제3 유기 EL 소자(43)의 반사율이 50％ 이상이다. 따라서, 외부에 효율적으 로 적색광을 취출할 수 있다.
이와 같이 하여 색의 3원색의 각각을 강화할 수 있기 때문에, 고휘도의 풀 컬러 발광 장치를 얻을 수 있다.
한편, 본 실시 형태에 있어서, 색 변환 부재로서 녹색 변환 부재만을 이용하고, 유기 발광층(14)에 청색광 및 적색광을 적어도 발하는 것을 사용하더라도, 동일하게 풀 컬러 발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 적색 화소(103)에 적색 컬러 필터(53)를 형성하고 있지만, 적색 변환 부재(33)가 발하는 색의 색 순도가 높은 경우 등에는 형성하지 않을 수 있다.
[실시 형태 2]
본 실시 형태는 청색, 녹색 및 적색의 3원색을 각각 발하는 발광 화소를 평면 내에 분리 배치한 풀 컬러 발광 장치의 다른 예이다.
풀 컬러 발광 장치(3)는 녹색 화소(102)가 제2 유기 EL 소자(42)와 녹색 컬러 필터(52) 사이에 녹색 변환 부재(32)를 형성하고, 제3 투명층(13') 대신에 제1 투명층(13)을 형성한 것 외에는, 실시 형태 1과 동일한 구성을 하고 있다. 각 부재의 설명은 도 2와 동일하기 때문에 생략한다.
녹색 변환 부재(32)가 발하는 광 피크 파장에 대한 반사율과, 적색 변환 부재(33)가 발하는 광 피크 파장에 대한 반사율을 모두 50％ 이상으로 할 수 있는 경우에는, 적색 변환 부재(32)와 녹색 변환 부재(33)를 병용하고, 청색 화소(101)에만 청색 컬러 필터(51)를 배치하는 구성으로 할 수 있다.
이 경우에는, 유기 발광층(14)이 적어도 청색광을 발하는 층을 포함하고 있 으면 충분하다. 그의 막 두께는 청색광이 선택적으로 강화되는 바와 같은 막 두께를 설정한다. 그리고, 녹색 화소와 적색 화소에는 제1 광 반사부(12) 상에 공통의 제1 투명층(13)이 설치된다. 제1 투명층(13)의 막 두께는 유기 발광층(14)이 발하는 빛 중 녹색 변환 부재(32) 및 적색 변환 부재(33)의 흡수 파장의 빛만을 선택적으로 강화하는 것과 같은 막 두께를 설정한다. 이 경우, 색 변환 부재(32, 33)로서는 청색 영역의 빛을 흡수하고 형광을 발하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에서는 각각 녹색 변환 부재(32) 및 적색 변환 부재(33)가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 제2 및 제3 유기 EL 소자(42, 43)의 반사율이 50％ 이상이다. 따라서, 외부에 효율적으로 녹색광과 적색광을 취출할 수 있다.
이와 같이 하여 3원색의 각각을 강화할 수 있기 때문에, 고휘도의 풀 컬러 발광 장치를 얻을 수 있다.
한편, 녹색 화소(102) 및 적색 화소(103)에 컬러 필터를 형성하고 있지만, 색 변환 부재가 발하는 색의 색 순도가 높은 경우 등에는 형성하지 않을 수도 있다.
상술한 각 실시 형태에서는 상부 에미션형의 컬러 발광 장치에 대하여 나타내었지만, 본 발명은 하부 에미션형에도 적용할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 컬러 발광 장치를 구성하는 각 부재에 대하여 설명한다.
1. 지지 기판
지지 기판은 유기 EL 소자나 TFT 등을 지지하기 위한 부재로서, 이 때문에 기계적 강도나 치수 안정성이 우수한 것이 바람직하다.
이러한 기판으로서는, 구체적으로는 유리판, 금속판, 세라믹 기판, 또는 플라스틱판(폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 불소 수지 등) 등을 들 수 있다.
이들 재료로 이루어지는 기판은 컬러 발광 장치로의 수분의 침입을 피하기 위해 추가로 무기막을 형성하거나, 불소 수지를 도포하는 등하여 방습 처리나 소수성 처리를 실시한 것이 바람직하다.
특히, 유기 발광 매체층로의 수분의 침입을 피하기 위해, 기판에 있어서의 함수율 및 가스 투과 계수를 작게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 지지 기판의 함수율을 0.0001 중량％ 이하의 값 및 가스 투과 계수를 1×10-13 cc·cm/cm2·sec·cmHg 이하의 값으로 하는 것이 각각 바람직하다.
한편, 본 실시 형태에서는 지지 기판과 반대측, 즉 제2 투명 전극측으로부터 EL 발광을 취출하기 때문에, 기판은 반드시 투명성을 가질 필요는 없다.
2. 유기 EL 소자
(1) 유기 발광층
유기 발광층은 양극 및 음극으로부터 주입된 전자와 정공이 재결합하여, EL 발광이 가능한 매체를 포함하는 층으로서 정의할 수 있다. 이러한 유기 발광층은, 예를 들면 양극 상에 이하의 각 층을 적층하여 구성할 수 있다.
1. 유기 발광 매체
2. 정공 주입층/유기 발광 매체
3. 유기 발광 매체/전자 주입층
4. 정공 주입층/유기 발광 매체/전자 주입층
5. 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광 매체/전자 주입층
6. 정공 주입층/유기 발광 매체/전자 수송층/전자 주입층
7. 정공 주입층/정공 수송층/유기 발광 매체/전자 수송층/전자 주입층
8. 유기 반도체층/유기 발광 매체
9. 유기 반도체층/전자 장벽층/유기 발광 매체
10. 정공 주입층/유기 발광 매체/부착 개선층
이들 중에서 1 내지 7의 구성이, 보다 높은 발광 휘도가 얻어지고, 내구성도 우수한 점에서 통상 바람직하게 이용된다.
유기 발광층으로는, 후술하는 색 변환 부재를 여기하고, 상이한 빛을 방출시킬 수 있는 것이면, 임의의 발광색을 포함할 수 있지만, 색 변환 부재와 조합함으로써 풀 컬러 화상을 실현할 수 있다는 측면에서, 적어도 청색 발광층을 포함하는 것이 바람직하다. 청색 발광층으로부터 방사되는 빛의 피크 파장은 400 ㎚ 내지 500 ㎚인 것이 바람직하고, 440 ㎚ 내지 480 ㎚인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태 2의 컬러 발광 장치에서는 청색 이외에 파장 500 ㎚ 내지 580 ㎚에 피크 파장을 갖는 녹색 발광층이나 파장 580 ㎚ 이상에 피크 파장을 갖는 적색 발광층을 적절히 포함하도록 구성할 수 있다. 구체적으로는, 유기 발광 매체를 청색 발광층 및 녹색 발광층의 적층 구조로 하거나, 정공 수송층 또는 전자 수송층이 청색 또는 녹색으로 발광하도록 할 수 있다.
이하, 유기 발광층의 구성 부재에 대하여 설명한다.
(a) 청색계 발광층
청색계 발광층은 호스트 재료와 청색계 도펀트를 포함한다.
호스트 재료는 스티릴 유도체, 안트라센 유도체 또는 방향족 아민인 것이 바람직하다. 스티릴 유도체는 디스티릴 유도체, 트리스티릴 유도체, 테트라스티릴 유도체 및 스티릴아민 유도체 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 특히 바람직하다. 안트라센 유도체는 비대칭 안트라센계 화합물인 것이 바람직하다. 방향족 아민은 방향족 치환된 질소 원자를 2 내지 4개 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 방향족 치환된 질소 원자를 2 내지 4개 가지면서 알케닐기를 하나 이상 갖는 화합물이 특히 바람직하다.
바람직한 비대칭 안트라센계 화합물로서 다음 화학식으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 이들 화합물의 제조 방법 등은 일본 특허 출원 제2004-042694호에 기재되어 있다.
Figure 112007006014169-PCT00002
[식 중, Ar은 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 10 내지 50의 축합 방향족기이 다.
Ar'은 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6 내지 50의 아릴기이다.
X는 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알콕시카르보닐기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 히드록실기이다.
a, b 및 c는 각각 0 내지 4의 정수이고, n은 1 내지 3의 정수이다.]
상기 화학식에 있어서의 Ar의 치환 또는 비치환된 축합 방향족기의 예로서는, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기 등을 들 수 있다.
상기 화학식에 있어서의 Ar'의 치환 또는 비치환된 아릴기, X의 치환 또는 비치환된 아릴기, 방향족 복소환기, 알킬기, 알콕시기, 아르알킬기, 아릴옥시기, 아릴티오기 및 알콕시카르보닐기의 예로서는 각각 이하의 예를 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 아릴기의 예로서는, 페닐기, 1-나프틸기, 2-나프틸기, 1-안트릴기, 2-안트릴기, 9-안트릴기, 1-페난트릴기, 2-페난트릴기, 3-페난트릴기, 4-페난트릴기, 9-페난트릴기, 1-나프타세닐기, 2-나프타세닐기, 9-나프타세닐기, 1-피레닐기, 2-피레닐기, 4-피레닐기, 2-비페닐일기, 3-비페닐일기, 4-비페닐일기, p-터페닐-4-일기, p-터페닐-3-일기, p-터페닐-2-일기, m-터페닐-4-일기, m-터페닐-3-일기, m-터페닐-2-일기, o-톨릴기, m-톨릴기, p-톨릴기, p-t-부틸페닐기, p-(2-페닐프로필)페닐기, 3-메틸-2-나프틸기, 4-메틸-1-나프틸기, 4-메틸-1-안트릴기, 4'-메틸비페닐일기, 4"-t-부틸-p-터페닐-4-일기 등을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 방향족 복소환기의 예로서는, 1-피롤릴기, 2-피롤릴기, 3-피롤릴기, 피라지닐기, 2-피리디닐기, 3-피리디닐기, 4-피리디닐기, 1-인돌릴기, 2-인돌릴기, 3-인돌릴기, 4-인돌릴기, 5-인돌릴기, 6-인돌릴기, 7-인돌릴기, 1-이소인돌릴기, 2-이소인돌릴기, 3-이소인돌릴기, 4-이소인돌릴기, 5-이소인돌릴기, 6-이소인돌릴기, 7-이소인돌릴기, 2-푸릴기, 3-푸릴기, 2-벤조푸라닐기, 3-벤조푸라닐기, 4-벤조푸라닐기, 5-벤조푸라닐기, 6-벤조푸라닐기, 7-벤조푸라닐기, 1-이소벤조푸라닐기, 3-이소벤조푸라닐기, 4-이소벤조푸라닐기, 5-이소벤조푸라닐기, 6-이소벤조푸라닐기, 7-이소벤조푸라닐기, 퀴놀릴기, 3-퀴놀릴기, 4-퀴놀릴기, 5-퀴놀릴기, 6-퀴놀릴기, 7-퀴놀릴기, 8-퀴놀릴기, 1-이소퀴놀릴기, 3-이소퀴놀릴기, 4-이소퀴놀릴기, 5-이소퀴놀릴기, 6-이소퀴놀릴기, 7-이소퀴놀릴기, 8-이소퀴놀릴기, 2-퀴녹살리닐기, 5-퀴녹살리닐기, 6-퀴녹살리닐기, 1-카르바졸릴기, 2-카르바졸릴기, 3-카르바졸릴기, 4-카르바졸릴기, 9-카르바졸릴기, 1-페난트리디닐기, 2-페난트리디닐기, 3-페난트리디닐기, 4-페난트리디닐기, 6-페난트리디닐기, 7-페난트리디닐기, 8-페난트리디닐기, 9-페난트리디닐기, 10-페난트리디닐기, 1-아크리디 닐기, 2-아크리디닐기, 3-아크리디닐기, 4-아크리디닐기, 9-아크리디닐기, 1,7-페난트롤린-2-일기, 1,7-페난트롤린-3-일기, 1,7-페난트롤린-4-일기, 1,7-페난트롤린-5-일기, 1,7-페난트롤린-6-일기, 1,7-페난트롤린-8-일기, 1,7-페난트롤린-9-일기, 1,7-페난트롤린-10-일기, 1,8-페난트롤린-2-일기, 1,8-페난트롤린-3-일기, 1,8-페난트롤린-4-일기, 1,8-페난트롤린-5-일기, 1,8-페난트롤린-6-일기, 1,8-페난트롤린-7-일기, 1,8-페난트롤린-9-일기, 1,8-페난트롤린-10-일기, 1,9-페난트롤린-2-일기, 1,9-페난트롤린-3-일기, 1,9-페난트롤린-4-일기, 1,9-페난트롤린-5-일기, 1,9-페난트롤린-6-일기, 1,9-페난트롤린-7-일기, 1,9-페난트롤린-8-일기, 1,9-페난트롤린-10-일기, 1,10-페난트롤린-2-일기, 1,10-페난트롤린-3-일기, 1,10-페난트롤린-4-일기, 1,10-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-1-일기, 2,9-페난트롤린-3-일기, 2,9-페난트롤린-4-일기, 2,9-페난트롤린-5-일기, 2,9-페난트롤린-6-일기, 2,9-페난트롤린-7-일기, 2,9-페난트롤린-8-일기, 2,9-페난트롤린-10-일기, 2,8-페난트롤린-1-일기, 2,8-페난트롤린-3-일기, 2,8-페난트롤린-4-일기, 2,8-페난트롤린-5-일기, 2,8-페난트롤린-6-일기, 2,8-페난트롤린-7-일기, 2,8-페난트롤린-9-일기, 2,8-페난트롤린-10-일기, 2,7-페난트롤린-1-일기, 2,7-페난트롤린-3-일기, 2,7-페난트롤린-4-일기, 2,7-페난트롤린-5-일기, 2,7-페난트롤린-6-일기, 2,7-페난트롤린-8-일기, 2,7-페난트롤린-9-일기, 2,7-페난트롤린-10-일기, 1-페나지닐기, 2-페나지닐기, 1-페노티아지닐기, 2-페노티아지닐기, 3-페노티아지닐기, 4-페노티아지닐기, 10-페노티아지닐기, 1-페녹사지닐기, 2-페녹사지닐기, 3-페녹사지닐기, 4-페녹사지닐기, 10-페녹사지닐기, 2-옥사졸릴기, 4-옥사졸릴기, 5-옥사졸릴기, 2-옥사디아졸릴기, 5-옥사디아졸릴기, 3-푸라자닐기, 2-티에닐기, 3-티에닐기, 2-메틸피롤-1-일기, 2-메틸피롤-3-일기, 2-메틸피롤-4-일기, 2-메틸피롤-5-일기, 3-메틸피롤-1-일기, 3-메틸피롤-2-일기, 3-메틸피롤-4-일기, 3-메틸피롤-5-일기, 2-t-부틸피롤-4-일기, 3-(2-페닐프로필)피롤-1-일기, 2-메틸-1-인돌릴기, 4-메틸-1-인돌릴기, 2-메틸-3-인돌릴기, 4-메틸-3-인돌릴기, 2-t-부틸-1-인돌릴기, 4-t-부틸-1-인돌릴기, 2-t-부틸-3-인돌릴기, 4-t-부틸-3-인돌릴기 등을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 알킬기의 예로서는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, s-부틸기, 이소부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, 히드록시메틸기, 1-히드록시에틸기, 2-히드록시에틸기, 2-히드록시이소부틸기, 1,2-디히드록시에틸기, 1,3-디히드록시이소프로필기, 2,3-디히드록시-t-부틸기, 1,2,3-트리히드록시프로필기, 클로로메틸기, 1-클로로에틸기, 2-클로로에틸기, 2-클로로이소부틸기, 1,2-디클로로에틸기, 1,3-디클로로이소프로필기, 2,3-디클로로-t-부틸기, 1,2,3-트리클로로프로필기, 브로모메틸기, 1-브로모에틸기, 2-브로모에틸기, 2-브로모이소부틸기, 1,2-디브로모에틸기, 1,3-디브로모이소프로필기, 2,3-디브로모-t-부틸기, 1,2,3-트리브로모프로필기, 요오도메틸기, 1-요오도에틸기, 2-요오도에틸기, 2-요오도이소부틸기, 1,2-디요오도에틸기, 1,3-디요오도이소프로필기, 2,3-디요오도-t-부틸기, 1,2,3-트리요오도프로필기, 아미노메틸기, 1-아미노에틸기, 2-아미노에틸기, 2-아미노이소부틸기, 1,2-디아미노에틸기, 1,3-디아미노이소프로필기, 2,3-디아미노-t-부틸기, 1,2,3-트리아미노프로필기, 시아노메틸기, 1-시아노에틸기, 2-시아노에틸기, 2-시아노이소부틸기, 1,2-디시아노 에틸기, 1,3-디시아노이소프로필기, 2,3-디시아노-t-부틸기, 1,2,3-트리시아노프로필기, 니트로메틸기, 1-니트로에틸기, 2-니트로에틸기, 2-니트로이소부틸기, 1,2-디니트로에틸기, 1,3-디니트로이소프로필기, 2,3-디니트로-t-부틸기, 1,2,3-트리니트로프로필기, 시클로프로필기, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 4-메틸시클로헥실기, 1-아다만틸기, 2-아다만틸기, 1-노르보르닐기, 2-노르보르닐기 등을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 알콕시기는 -OY로 표시되고, Y의 예로서는 상기 치환 또는 비치환된 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 아르알킬기의 예로서는 상기 치환 또는 비치환된 알킬기로 치환된 상기 치환 또는 비치환된 아릴기 등을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 아릴옥시기는 -OY'로 표시되고, Y'의 예로서는 상기 치환 또는 비치환된 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 아릴티오기는 -SY'로 표시되고, Y'의 예로서는 상기 치환 또는 비치환된 아릴기와 동일한 것을 들 수 있다.
치환 또는 비치환된 알콕시카르보닐기는 -COOY로 표시되고, Y의 예로서는 상기 치환 또는 비치환된 알킬기와 동일한 것을 들 수 있다.
할로겐 원자로서는 불소, 염소, 브롬, 요오드 등을 들 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00003
[식 중, A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 10 내지 20의 축합 방향족환기이다.
Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6 내지 50의 아릴기이다.
R1 내지 R10은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알콕시카르보닐기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 히드록실기이다.
단, 중심의 안트라센의 9 위치 및 10 위치에 대칭형이 되는 기가 결합되는 경우는 없다.]
상기 화학식에 있어서의 A1 및 A2의 치환 또는 비치환된 축합 방향족기의 예로서는 상기와 동일한 예를 들 수 있다.
상기 화학식에 있어서의 Ar1 및 Ar2의 치환 또는 비치환된 아릴기의 예로서는 각각 상기와 동일한 예를 들 수 있다.
상기 화학식에 있어서의 R1 내지 R10의 치환 또는 비치환된 아릴기, 방향족 복소환기, 알킬기, 알콕시기, 아르알킬기, 아릴옥시기, 아릴티오기 및 알콕시카르보닐기의 예로서는 각각 상기와 동일한 예를 들 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00004
[식 중, Ar1' 및 Ar2'는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6 내지 50의 아릴기이다.
R1 내지 R10은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 핵 탄소수 6 내지 50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 방향족 복소환기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 50의 아르알킬기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 핵 원자수 5 내지 50의 아릴티오기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 50의 알콕시카르보닐기, 카르복실기, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기 또는 히드록실기이다.]
상기 화학식에 있어서의 Ar1' 및 Ar2'의 치환 또는 비치환된 아릴기의 예로서는 각각 상기와 동일한 예를 들 수 있다.
상기 화학식에 있어서의 R1 내지 R10의 치환 또는 비치환된 아릴기, 방향족 복소환기, 알킬기, 알콕시기, 아르알킬기, 아릴옥시기, 아릴티오기 및 알콕시카르보닐기의 예로서는 각각 상기와 동일한 예를 들 수 있다.
또한, 상기 3개의 화학식에 있어서의 각 기의 치환기로서는 할로겐 원자, 히드록실기, 니트로기, 시아노기, 알킬기, 아릴기, 시클로알킬기, 알콕시기, 방향족 복소환기, 아르알킬기, 아릴옥시기, 아릴티오기, 알콕시카르보닐기 또는 카르복실기 등을 들 수 있다.
청색계 도펀트로서는 스티릴아민, 아민 치환 스티릴 화합물, 아민 치환 축합 방향족 환 및 축합 방향족 환 함유 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다. 이 때, 청색계 도펀트는 상이한 복수의 화합물로 구성될 수 있다. 상기 스티릴아민 및 아민 치환 스티릴 화합물로서는, 예를 들면 하기 화학식 1, 2로 표시되는 화합물을, 상기 축합 방향족 환 함유 화합물로서는 예를 들면 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00005
〔식 중, Ar2, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 40의 치환 또는 비치환된 방향족기를 나타내고, 이들 중 하나 이상은 스티릴기를 포함하고, p는 1 내지 3의 정수를 나타낸다.〕
Figure 112007006014169-PCT00006
〔식 중, Ar15 및 Ar16은 각각 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴렌기, E1 및 E2는 각각 독립적으로 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기 또는 알킬기, 수소 원자 또는 시아노기를 나타내고, q는 1 내지 3의 정수를 나타낸다. U 및/또는 V는 아미노기를 포함하는 치환기이고, 상기 아미노기가 아릴아미노기이면 바람직하다.〕
Figure 112007006014169-PCT00007
〔식 중, A는 탄소 원자수 1 내지 16의 알킬기 또는 알콕시기, 탄소 원자수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴기, 탄소 원자수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 알킬아미노기, 또는 탄소 원자수 6 내지 30의 치환 또는 비치환된 아릴아미노 기, B는 탄소 원자수 10 내지 40의 축합 방향족 환기를 나타내고, r은 1 내지 4의 정수를 나타낸다.〕
(b) 녹색계 발광층
녹색계 발광층은 호스트 재료와 녹색계 도펀트를 포함한다.
연속 점등시의 색 변화를 억제하는 측면에서, 호스트 재료로서는 청색계 발광층에서 사용하는 호스트 재료와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
도펀트로서는 특별히 제한은 없지만, 예를 들면 유럽 공개 특허 제0281381호 공보, 일본 공개 공보 제2003-249372호 공보 등에 개시되어 있는 쿠마린 유도체나, 치환 안트라센 구조와 아민 구조가 연결된 방향족 아민 유도체등을 사용할 수 있다.
(c) 등색 내지 적색계 발광층
등색 내지 적색계 발광층은 호스트 재료와 등색 내지 적색계 도펀트를 포함한다.
연속 점등시의 색 변화를 억제하는 측면에서, 호스트 재료로서는 청색계 발광층에서 사용하는 호스트 재료와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
도펀트로서는 하나 이상의 플루오란텐 골격 또는 페릴렌 골격을 갖는 형광성 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들면 하기 화학식으로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00008
〔식 중, X21 내지 X24는 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기이고, X21과 X22 및/또는 X23과 X24는 탄소-탄소 결합, -O- 또는 -S-를 통해 결합될 수 있다. X25 내지 X36은 수소 원자, 직쇄, 분지 또는 환상의 탄소 원자수 1 내지 20의 알킬기, 직쇄, 분지 또는 환상의 탄소 원자수 1 내지 20의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 6 내지 30의 아릴아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 1 내지 30의 알킬아미노기, 치환 또는 비치환된 탄소 원자수 7 내지 30의 아릴알킬아미노기, 또는 치환 또는 비치환 탄소 원자수 8 내지 30의 알케닐기이고, 인접하는 치환기 및 X25 내지 X36은 결합하여 환상 구조를 형성할 수 있다. 각 화학식 중의 치환기 X25 내지 X36의 하나 이상이 아민 또는 알케닐기를 함유하면 바람직하다.〕
(d) 정공 수송층
본 발명에서는 유기 발광 매체층과 정공 주입층 사이에 정공 수송층을 설치 할 수 있다.
정공 수송층은 보다 낮은 전계 강도로 정공을 발광층에 수송하는 재료가 바람직하다. 즉, 정공의 이동도가 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 10-4 cm2/Vㆍ초 이상이면 바람직하다.
정공 수송층을 형성하는 재료로서는 광 도전 재료에 있어서 정공의 전하수송 재료로서 관용되고 있는 것이나, EL 소자의 정공 수송층에 사용되는 공지된 것 중에서 임의의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
구체예로서는, 트리아졸 유도체(미국 특허 제3,112,197호 명세서 등 참조), 옥사디아졸 유도체(미국 특허 제3,189,447호 명세서 등 참조), 이미다졸 유도체(일본 특허 공고 (소)37-16096호 공보 등 참조), 폴리아릴알칸 유도체(미국 특허 3,615,402호 명세서, 동 제3,820,989호 명세서, 동 제3,542,544호 명세서, 일본 특허 공고 (소)45-555호 공보, 동 51-10983호 공보, 일본 특허 공개 (소)51-93224호 공보, 동 55-17105호 공보, 동 56-4148호 공보, 동 55-108667호 공보, 동 55-156953호 공보, 동 56-36656호 공보 등 참조), 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체(미국 특허 제3,180,729호 명세서, 동 제4,278,746호 명세서, 일본 특허 공개 (소)55-88064호 공보, 동 55-88065호 공보, 동 49-105537호 공보, 동 55-51086호 공보, 동 56-80051호 공보, 동 56-88141호 공보, 동 57-45545호 공보, 동 54-112637호 공보, 동 55-74546호 공보 등 참조), 페닐렌디아민 유도체(미국 특허 제3,615,404호 명세서, 일본 특허 공고 (소)51-10105호 공보, 동 46-3712호 공보, 동 47-25336호 공보, 일본 특허 공개 (소)54-53435호 공보, 동 54-110536호 공보, 동 54-119925호 공보 등 참조), 아릴아민 유도체(미국 특허 제3,567,450호 명세서, 동 제3,180,703호 명세서, 동 제3,240,597호 명세서, 동 제3,658,520호 명세서, 동 제4,232,103호 명세서, 동 제4,175,961호 명세서, 동 제4,012,376호 명세서, 일본 특허 공고 (소)49-35702호 공보, 동 39-27577호 공보, 일본 특허 공개 (소)55-144250호 공보, 동 56-119132호 공보, 동 56-22437호 공보, 서독 특허 제1,110,518호 명세서 등 참조), 아미노 치환 칼콘 유도체(미국 특허 제3,526,501호 명세서 등 참조), 옥사졸 유도체(미국 특허 제3,257,203호 명세서 등에 개시된 것), 스티릴안트라센 유도체(일본 특허 공개 (소)56-46234호 공보 등 참조), 플루오레논 유도체(일본 특허 공개 (소)54-110837호 공보 등 참조), 히드라존 유도체(미국 특허 제3,717,462호 명세서, 일본 특허 공개 (소)54-59143호 공보, 동 55-52063호 공보, 동 55-52064호 공보, 동 55-46760호 공보, 동 55-85495호 공보, 동 57-11350호 공보, 동 57-148749호 공보, 일본 특허 공개 (평)2-311591호 공보 등 참조), 스틸벤 유도체(일본 특허 공개 (소)61-210363호 공보, 동 제61-228451호 공보, 동 61-14642호 공보, 동 61-72255호 공보, 동 62-47646호 공보, 동 62-36674호 공보, 동 62-10652호 공보, 동 62-30255호 공보, 동 60-93455호 공보, 동 60-94462호 공보, 동 60-174749호 공보, 동 60-175052호 공보 등 참조), 실라잔 유도체(미국 특허 제4,950,950호 명세서), 폴리실란계(일본 특허 공개 (평)2-204996호 공보), 아닐린계 공중합체(일본 특허 공개 (평)2-282263호 공보), 일본 특허 공개 (평)1-211399호 공보에 개시되어 있는 도전성 고분자 올리고머(특히 티오펜 올리고머) 등을 들 수 있다.
정공 수송층의 막 두께는 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 5 nm 내지 5 ㎛, 특히 바람직하게는 5 내지 40 nm이다. 정공 수송층은 상술한 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 1층으로 구성될 수도 있다. 또한, 다른 종류의 화합물로 이루어지는 정공 수송층을 적층한 것일 수도 있다.
(e) 정공 주입층
정공 주입층의 재료로서는 정공 수송층과 동일한 재료를 사용할 수 있지만, 포르피린 화합물(일본 특허 공개(소)63-2956965호 공보 등에 개시된 것), 방향족 3급 아민 화합물 및 스티릴아민 화합물(미국 특허 제4,127,412호 명세서, 일본 특허 공개(소)53-27033호 공보, 동 54-58445호 공보, 동 54-149634호 공보, 동 54-64299호 공보, 동 55-79450호 공보, 동 55-144250호 공보, 동 56-119132호 공보, 동 61-295558호 공보, 동 61-98353호 공보, 동 63-295695호 공보 등 참조), 특히 방향족 3급 아민 화합물을 이용하는 것이 바람직하다.
또한, 예를 들면 미국 특허 제5,061,569호에 기재되어 있는 2개의 축합 방향족 환을 분자 내에 갖는 4,4'-비스(N-(1-나프틸)-N-페닐아미노)비페닐(이하 NPD라 약기함), 및 일본 특허 공개(평)4-308688호 공보에 기재되어 있는 트리페닐아민 유닛이 3개 스타 버스트형으로 연결된 4,4',4"-트리스(N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노)트리페닐아민(이하 MTDATA라 약기함) 등을 들 수 있다.
또한, 방향족 디메틸리딘계 화합물 외에 p형 Si, p형 SiC 등의 무기 화합물도 정공 주입층의 재료로서 사용할 수 있다. 또한, 유기 반도체층도 정공 주입층 의 일부이지만, 이것은 발광층으로의 정공 주입 또는 전자 주입을 돕는 층이며, 10-10 S/cm 이상의 도전율을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 유기 반도체층의 재료로서는 티오펜 함유 올리고머나 일본 특허 공개(평)8-193191호 공보에 개시되어 있는 아릴아민 함유 올리고머 등의 도전성 올리고머, 아릴아민 함유 덴드리머 등의 도전성 덴드리머 등을 사용할 수 있다.
정공 주입층으로서의 막 두께는 양극 성막시의 손상을 회피하기 위해 10㎚ 내지 1000 ㎚으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 60 내지 300 ㎚, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 ㎚이다.
정공 주입층은 상술한 재료의 1종 또는 2종 이상으로 이루어지는 1층으로 구성될 수 있다. 또는, 상기 정공 주입층과는 다른 종류의 화합물로 이루어지는 정공 주입층을 적층한 것일 수도 있다.
(f) 전자 수송층
본 발명에서는 음극과 유기 발광 매체층 사이에 전자 수송층을 설치할 수 있다.
전자 수송층은 수 nm 내지 수 ㎛의 막 두께로 적절하게 선택되지만, 104 내지 106 V/cm의 전계 인가시에 전자 이동도가 10-5 cm2/Vs 이상인 것이 바람직하다.
전자 수송층에 이용되는 재료로서는 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체가 바람직하다.
상기 8-히드록시퀴놀린 또는 그의 유도체의 금속 착체의 구체예로서는, 옥신(일반적으로 8-퀴놀리놀 또는 8-히드록시퀴놀린)의 킬레이트를 포함하는 금속 킬레이트 옥시노이드 화합물을 들 수 있다.
예를 들면, 발광 재료의 항에서 기재한 Alq를 전자 주입층으로서 사용할 수 있다.
한편, 옥사디아졸 유도체로서는 하기 화학식으로 표시되는 전자 전달 화합물을 들 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00009
(식 중, Ar5, Ar6, Ar7, Ar9, Ar10, Ar13은 각각 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내고, 각각 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 또한, Ar8, Ar11, Ar12는 치환 또는 비치환된 아릴렌기를 나타내고, 각각 동일하거나 또는 상이할 수 있다)
여기서, 아릴기로서는 페닐기, 비페닐기, 안트라닐기, 페릴레닐기, 피레닐기를 들 수 있다. 또한, 아릴렌기로서는 페닐렌기, 나프틸렌기, 비페닐렌기, 안트라닐렌기, 페릴레닐렌기, 피레닐렌기 등을 들 수 있다. 또한, 치환기로서는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기 또는 시아노기 등을 들 수 있다. 이 전자 전달 화합물은 박막 형성성의 것이 바람직하다.
상기 전자 전달성 화합물의 구체예로서는 하기의 것을 들 수 있다.
Figure 112007006014169-PCT00010
(식 중, Me는 메틸기를, tBu는 t-부틸기를 나타낸다.)
하기 화학식으로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체
Figure 112007006014169-PCT00011
(식 중, A1 내지 A3은 질소 원자 또는 탄소 원자이다.
R은 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기이고, n은 0 내지 5의 정수이고, n이 2 이상의 정수일 때, 복수개의 R은 서로 동일 또는 상이할 수 있다.
또한, 인접하는 복수개의 R기끼리 서로 결합하여 치환 또는 비치환된 탄소환식 지방족 환, 또는 치환 또는 비치환된 탄소환식 방향족 환을 형성할 수도 있다.
Ar14는 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기이다.
Ar15는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 할로알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기이다.
단, Ar14, Ar15 중 어느 하나는 치환기를 가질 수 있는 탄소수 10 내지 60의 축합환기 또는 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로 축합환기이다.
L1, L2는 각각 단일 결합, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 축합환, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로 축합환 또는 치환기를 가질 수 있는 플루오레닐렌기이다.),
하기 화학식으로 표시되는 질소 함유 복소환 유도체
HAr-L3-Ar16-Ar17
(식 중, HAr은 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 40의 질소 함유 복소환이고,
L3은 단일 결합, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴렌기, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴렌기 또는 치환기를 가질 수 있는 플루오레닐렌기이고,
Ar16은 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 2가의 방향족 탄화수소기이고,
Ar17은 치환기를 가질 수 있는 탄소수 6 내지 60의 아릴기 또는, 치환기를 가질 수 있는 탄소수 3 내지 60의 헤테로아릴기이다.).
(g) 전자 주입층
본 발명에서는 음극과 전자 주입층 사이 또는 음극과 발광층 사이에 절연체나 반도체로 이루어지는 전자 주입층을 설치할 수 있다. 이러한 전자 주입층을 설치함으로써, 전류의 누설을 효과적으로 방지하여 전자 주입성의 향상이 도모된다.
절연체로서는 알칼리 금속 칼코게나이드, 알칼리 토금속 칼코게나이드, 알칼리 금속의 할로겐화물 및 알칼리 토금속의 할로겐화물, 산화알루미늄, 질화알루미늄, 산화티탄, 산화규소, 산화게르마늄, 질화규소, 질화붕소, 산화몰리브덴, 산화루테늄, 산화바나듐 등의 금속 화합물을 단독으로 또는 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이들 금속 화합물 중에서도 알칼리 금속 칼코게나이드나 알칼리 토금속의 칼코게나이드가 전자 주입성 면에서 바람직하다. 바람직한 알칼리 금속 칼코게나이드로서는 Li2O, LiO, Na2S, Na2Se 및 NaO를 들 수 있다. 바람직한 알칼리 토금속 칼코게나이드로서는 CaO, BaO, SrO, BeO, BaS 및 CaSe를 들 수 있다. 알칼리 금속의 할로겐화물로서는 LiF, NaF, KF, LiCl, KCl 및 NaCl 등을 들 수 있다. 알칼리 토금속의 할로겐화물로서는 CaF2, BaF2, SrF2, MgF2 및 BeF2 등의 불화물이나 불화물 이외의 할로겐화물을 들 수 있다.
전자 수송층을 구성하는 반도체로서는 Ba, Ca, Sr, Yb, Al, Ga, In, Li, Na, Cd, Mg, Si, Ta, Sb 및 Zn으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 산화물, 질화물 또는 산화질화물 등의 1종 단독 또는 2종 이상의 조합을 들 수 있다.
전자 주입층은 미세 결정 또는 비정질인 것이 바람직하다. 균질한 박막이 형성되기 때문에 다크 스폿 등의 화소 결함을 감소시킬 수 있기 때문이다.
한편, 2종 이상의 전자 주입층을 적층하여 사용할 수도 있다.
유기 발광층의 두께에 대해서는 색 변환 부재가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 유기 EL 소자의 반사율이 50％ 이상이 되도록, 바람직하게는 5 ㎚ 내지 5 ㎛의 범위 내에서 설정할 수 있다. 이 이유는 유기 발광층의 두께가 5 ㎚ 미만이 되면, 발광 휘도나 내구성이 저하되는 경우가 있고, 한편, 유기 발광층의 두께가 5 ㎛를 초과하면, 인가 전압의 값이 높아지는 경우가 있기 때문이다. 따라서, 유기 발광층의 두께를 10 ㎚ 내지 3 ㎛의 범위 내로 하는 것이 보다 바람직하고, 20 ㎚ 내지 1 ㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
(2) 제1 광 반사부
제1 광 반사부의 재질로서는 광 반사성이 큰 금속막이나 서로 굴절률이 다른 유전체 다층막 등을 들 수 있다. 이 중에서, 청색에서 적색에 이르는 가시광 영역이 넓은 범위에서 높은 반사율을 실현할 수 있다는 측면에서 금속막이 바람직하다.
금속막의 반사율은 그의 막 두께 d, 복소굴절률 n-i·κ, 표면 조도(RMS 조 도) σ로 결정된다. 바람직한 금속막의 재료로서는 복소굴절률의 실부 n, 허부 κ(광 흡수 계수에 상당) 모두 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 Au, Ag, Cu, Mg, Al, Ni, Pd 등을 들 수 있다. 막 두께 d가 얇은 경우, 빛이 투과되어 반사율이 작아진다.
사용하는 금속 종류의 복소굴절률 허부 κ의 값에도 의하지만, 막 두께로서는 30 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 표면 조도 σ가 큰 경우, 빛이 난반사되어 유기 EL 소자의 발광면과 수직인 방향으로 반사되는 성분이 적어진다. 그 때문에, 표면 조도 σ로서는 10 ㎚ 미만인 것이 바람직하고, 5 ㎚ 미만인 것이 보다 바람직하다.
또한, 유전체 다층막을 사용할 수 있다. 유전체 다층막은 굴절률이 큰 유전체층(굴절률 nH, 막 두께 dH)과 굴절률이 작은 유전체층(굴절률 nL, 막 두께 dL)의 적층체로 구성된다. 각각의 막 두께는 빛의 파장 λ에 대하여 하기 수학식을 만족시키도록 설정된다.
nH×dH＝nL×dL＝λ/4
굴절률이 큰 유전체 재료의 구체예로는, Al2O3, MgO, Nd2O3, GdO3, ThO2, Y2O3, Sc2O3, La2O3, ZrO2, Ta2O5, ZnO, CeO2, TiO2, PbO 등의 금속 산화물, ZnS, CdS, ZnSe, ZnTe 등의 금속 칼코게나이드물을 들 수 있다. 굴절률이 작은 유전체 재료 의 구체예로는, SiO2, Si2O3 등의 Si 산화물, NaF, LiF, CaF2, Na3AlF6, AlF3, MgF2 등의 금속 불화물 등을 들 수 있다.
또한, 각각의 굴절률의 비(nL/nH)가 작을수록 반사율이 커지는 파장폭이 넓어진다. 가시광 중에서도 비교적 시감도가 높은 450 ㎚ 내지 650 ㎚의 범위에서 반사율을 크게 하기 위해서는, 비(nL/nH)가 0.6 보다 작아지는 것이 바람직하다. 이러한 재료의 조합으로는, 예를 들면 TiO2(n＝2.5)와 MgF2(n＝1.39)를 들 수 있다.
제1 광 반사부는 색 변환 부재가 발하는 빛에 대한 반사율이 65％ 이상인 것이 바람직하다. 이에 따라, 발광 소자를 구성하는 다른 부재로서 광 흡수성을 갖는 부재를 이용했다 하더라도, 소자의 반사율을 50％ 이상으로 하는 것이 용이해진다. 반사율은 특히 70％ 이상이 바람직하다.
(3) 제1 내지 제3 투명층
투명층으로서는 그의 가시광의 파장 영역(380 ㎚ 내지 780 ㎚)에 있어서의 광 투과율이 50％ 이상의 것으로, 전하 주입성, 도전성, 반도전성 중 어느 하나를 나타내는 재료이면, 특별히 한정없이 사용할 수 있다.
구체예로서는, (a) 도전성 라디칼염, (b) 전이 금속을 포함하는 도전성 산화물인 수용체 성분과, 알칼리 금속 및/또는 알칼리 토금속인 공여체 성분으로 이루어지는 것, (c) 칼코게나이드, 및 칼코게나이드 및 알칼리 금속의 조합, (d) 무기 산화물을 들 수 있다.
(a) 도전성 유기 라디칼염으로서는 하기 화학식으로 표시되는 것을 들 수 있 다.
DyAz
[식 중, D는 공여체성 분자 또는 원자이고, A는 수용체성 분자 또는 원자이고, y는 1 내지 5의 정수이고, z는 1 내지 5의 정수이다.]
D로서는 Li, K, Na, Rb, Cs 등의 알칼리 금속, Ca 등의 알칼리 토금속, La, NH4 등이 바람직하다.
A로서는 TaF6, AsF6, PF6, ReO4, Cl04, BF4, Au(CN)2, Ni(CN)4, CoCl4, CoBr, I3, I2Br, IBr2, AuI2, AuBr2, Cu5I6, CuCl4, Cu(NCS)2, FeCl4, FeBr4, MnC14, KHg(SCN)4, Hg(SCN)3, NH4(SCN)4 등이 바람직하다.
(b) 전이 금속을 포함하는 도전성 산화물인 수용체 성분과, 알칼리 금속및/또는 알칼리 토금속인 공여체 성분으로 이루어지는 것의 수용체 성분으로서는, LixTi2O4, LixV2O4, ErxNbO3, LaxTiO3, SrxVO3, CaxCrO3, SrxCrO3, AxMoO3, AV2O5(A＝K, Cs, Rb, Sr, Na, Li, Ca)(x＝0.2 내지 5)로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 산화물이 바람직하다.
또한, 알칼리 금속, 알칼리 토금속으로서는 상기 D와 동일한 것이 바람직하다.
(c) 칼코게나이드로서는 ZnSe, ZnS, TaS, TaSe, ZnO 등이 바람직하다. 또한, 칼코게나이드 및 알칼리 금속으로 이루어지는 것도 바람직하다. 바람직한 예 로서는 LiZnSe, LiZnSi, LiZnO, LiInO 등을 들 수 있다.
(d) 무기 산화물로서는 In, Sn, Zn, Ce, Sm, Pr, Nb, Tb, Cd, Ga, Al, Mo 및 W 등의 산화물을 들 수 있고, 바람직하게는 In, Sn, Zn을 포함하는 산화물이다.
유기 발광층으로의 전하 주입성이나 저저항성 측면에서, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 세륨 산화물(ICO), 인듐 아연 산화물(IZO), 인듐 구리(CuIn), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화안티몬(Sb2O3, Sb2O4, Sb2O5), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 1종 단독 또는 2종 이상의 조합이 특히 바람직하다.
한편, 제1 및 제3 투명층의 막 두께는 색 변환 부재가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 유기 EL 소자의 반사율이 50％ 이상이 되도록 막 두께 5 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 10 내지 500 ㎚의 범위로 설정된다.
(4) 제2 광 반사부
제2 광 반사부는 유기 발광층에서 발생한 빛을 반사·투과하고, 상술한 제1 광 반사부와 함께 광 공진기를 형성할 수 있는 금속을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 금속으로서는, Ag, Mg, Al, Au, Pt, Cu, Cr, Mo, W, Ta, Nb, Li, Mn, Ca, Yb, Ti, Ir, Be, Hf, Eu, Sr, Ba, Cs, Na 및 K 등의 금속 또는 이들 금속으로 이루어지는 합금을 들 수 있다.
이 금속층을 유기 발광층과 접하는 음극으로서 이용하는 경우에는, 일함수가 낮은(예를 들면 4.0 eV 이하) 측면에서, Al, Ag, Mg, Ce, Ce, Na, K, Cs, Li 및 이들의 합금이 바람직하다. 이 막 두께는 2 ㎚ 내지 100 ㎚의 범위 내로 하는 것이 바람직하다. 2 ㎚보다 얇으면 음극으로서 이용했을 때에 전자 주입성이 저하되기 때문에 소자의 발광 효율이 저하되거나, 투과율이 너무 높아 충분한 광 공진기 효과가 얻어지지 않고, 또한, 나중에 제2 투명층을 스퍼터링 등의 방법으로 성막할 때에, 그의 하부에 위치하는 유기 발광층으로의 손상을 막을 수 없을 우려가 있다. 한편, 100 ㎚보다 두꺼우면, 광 투과율이 저하되기 때문에 빛의 취출 효율이 저하될 우려가 있다.
(5) 가스 배리어층
유기 발광층 내부로의 수분이나 산소 침입을 방지하기 위해 유기 발광층을 덮도록 가스 배리어층을 설치하는 것이 바람직하다. 가스 배리어층은 통상적으로 투명 절연체로 이루어지고, 구체적으로는 건조제, 드라이 가스, 불화탄화수소 등의 불활성 액체를 봉입한 구성인 것이 바람직하다. 또한, 방습성이 우수한 재료이면, 무기 산화물층이나 무기 질화물층, 무기 산질화물층인 것이 바람직하다. 예를 들면, 실리카, 알루미나, AlON, SiAlON, SiNx 등을 들 수 있다.
상술한 유기 EL 소자의 각 층의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으며, 종래 공지된 스퍼터링법, 진공 증착법, 분자선 증착법(MBE법) 또는 용매에 녹인 용액의 침지법, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법 등의 도포법에 의해 형성할 수 있다.
3. 색 변환 부재
(1) 색 변환 부재
본 발명의 색 변환 부재는 발광 소자의 발광을 흡수하고, 보다 장파장의 빛 을 발광하는 기능을 갖고 있다. 색 변환 부재가 발하는 빛은 광원의 빛에 의해 여기되어 발광하는 형광, 인광이다.
색 변환 부재는, 예를 들면 형광 재료 단독, 또는 형광 재료와 투명 매체의 조합으로 구성된다. 색 변환 부재는 외광에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위해, 나중에 언급하는 컬러 필터와 조합하여 구성할 수 있다.
형광 재료로서는 유기 형광 색소, 유기 형광 안료, 금속 착체 색소, 무기 형광체 등을 사용할 수 있다. 또한 투명 매체로서는 유리 등의 무기 투명체나, 열 가소성 수지, 열 경화성 수지, 광 경화성 수지 등의 투명 수지를 사용할 수 있다.
유기 형광 색소와 수지로 이루어지는 경우에 대하여, 유기 형광 색소로서는 원하는 발광색에 따라 단독 종류의 유기 형광 색소를 이용할 수도 있고, 복수 종류의 유기 형광 색소를 이용할 수도 있다. 예를 들면, 청색 내지 청녹색의 여기광을 적색광으로 변환하는 경우에는, 600 ㎚ 이상의 파장 영역에 형광 피크를 갖는 로다민계 색소를 이용할 수 있다. 또한, 여기광의 파장 영역에 흡수대를 가지면서, 로다민계 색소로의 에너지 이동 또는 재흡수를 유기하는 형광 색소도 이용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 색 변환 부재용 수지 조성물의 전체에 대한 유기 형광 색소의 함유율은 0.01 내지 1 중량％의 범위 내인 것이 바람직하다. 함유율이 O.01 중량％보다 낮으면, 색 변환 부재가 충분히 여기광을 흡수하는 것이 곤란해져서 형광 강도가 작아진다. 또한, 함유율이 1 중량％보다 높으면, 색 변환 부재 중에서, 유기 형광 색소분자끼리의 거리가 너무 가까워져서 농도 소광 때문에 형광 강도가 낮아진다.
여기서, 발광 소자가 발하는 여기광의 색과 발광색의 조합별로 바람직한 형광 색소를 예시한다.
근자외광 내지 청자색 여기광을 청색 발광으로 변경하는 형광 색소의 예로서는, 스틸벤계 색소: 1,4-비스(2-메틸스티릴)벤젠, 트랜스-4,4-디페닐스틸벤, 및 쿠마린계 색소: 7-히드록시-4-메틸쿠마린("쿠마린 4"라고도 칭함)을 들 수 있다.
청색, 청녹색 또는 백색 여기광을 녹색 발광으로 변환하는 형광 색소의 예로서는, 쿠마린계 색소: 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-8-트리플루오로메틸퀴놀리진(9,9a,1-gh)쿠마린("쿠마린 153"이라고도 칭함), 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린("쿠마린 6"이라고도 칭함), 3-(2'-벤조이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린("쿠마린 7"이라고도 칭함), 및 나프탈이미드계 색소: 베이직 옐로우 51, 솔벤트 옐로우 11, 솔벤트 옐로우 116을 들 수 있다.
청색, 녹색 또는 백색 여기광을 등색 내지 적색의 발광으로 변환하는 형광 색소의 예로서는, 시아닌계 색소: 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란, 피리딘계 색소: 1-에틸-2-[4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐]-피리디늄-퍼클로레이트, 및 로다민계 색소: 로다민 B, 로다민 6G, 로다민 3B, 로다민 101, 로다민 110, 베이직 바이올렛 11, 술포로다민 101을 들 수 있다.
한편, 이 밖에, 로다민계 색소로서, 회합체의 형성을 저해하는 입체 장해기를 분자 중에 적어도 하나 갖는 것을 사용할 수도 있다. 이러한 로다민계 색소의 예가 일본 특허 공개 (평)11-279426호 공보에 기재되어 있다.
무기 형광체로는, 가시광을 흡수하고, 흡수한 빛보다도 긴 빛을 발하는 금속 화합물 등의 무기 화합물이 사용될 수 있다. 미립자화된 무기 형광체를 투명 수지 매체에 분산한 것을 색 변환 부재로 하는 경우에는, 미립자의 수지로의 분산성 향상을 위해, 예를 들면, 장쇄 알킬기나 인산 등의 유기물로 미립자 표면을 개질할 수 있다.
구체적으로는 이하의 재료를 사용할 수 있다.
(a) 금속 산화물에 전이 금속 이온을 도핑한 것
Y2O3, Gd2O3, ZnO, Y3Al5O12, Zn2SiO4 등의 금속 산화물에 Eu2 ＋, Eu3 ＋, Ce3 ＋, Tb3 ＋ 등의 전이 금속 이온을 도핑한 것.
(b) 금속 칼코게나이드물에 전이 금속 이온을 도핑한 것
ZnS, CdS, CdSe 등의 금속 칼코게나이드화물에 Eu2 ＋, Eu3 ＋, Ce3 ＋, Tb3 ＋ 등의 가시광을 흡수하는 전이 금속 이온을 도핑한 것. S나 Se 등이, 후술하는 매트릭스 수지의 반응 성분에 의해 방출되는 것을 방지하기 위해, 실리카 등의 금속 산화물이나 유기물 등으로 표면 개질할 수도 있다.
(c) 반도체의 밴드 갭을 이용하여 가시광을 흡수, 발광하는 미립자
CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, InP 등의 반도체 미립자. 이들은 일본 특허 공표 제2002-510866호 공보 등의 문헌에서 알려져 있는 바와 같이, 입경을 나노 크기화함으로써 밴드 갭을 제어하고, 그 결과, 흡수-형광 파장을 바꿀 수 있다. S나 Se 등이, 후술하는 매트릭스 수지의 반응 성분에 의해 방출되는 것을 방지하기 위 해, 실리카 등의 금속 산화물이나 유기물 등으로 표면 개질할 수도 있다.
예를 들면, CdSe 미립자의 표면을 ZnS와 같은 보다 밴드 갭 에너지가 높은 반도체 재료의 쉘로 피복할 수 있다. 이에 따라 중심 미립자 내에 발생하는 전자의 가둠 효과를 발현하기 쉬워진다.
한편, 상기 미립자는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 또한, 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
색 변환 부재가 형광 재료와 수지로 이루어지는 경우에는, 유기 형광 색소, 수지 및 적당한 용제를 혼합, 분산 또는 가용화시켜 액상물로 하고, 해당 액상물을 스핀 코팅, 롤 코팅, 캐스팅법 등의 방법으로 성막하고, 그 후, 포토리소그래피법으로 원하는 색 변환 부재의 패턴으로 패턴화하거나, 스크린 인쇄 등의 방법으로 원하는 패턴으로 패턴화하여 색 변환 부재를 형성하는 것이 바람직하다.
색 변환 부재의 두께는 유기 EL 소자의 발광을 충분히 흡수하는 동시에, 형광의 발생 기능을 방해하는 것이 아니면 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 10 ㎚ 내지 1 ㎜의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하고, 0.5 ㎛ 내지 1 ㎜의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 범위 내의 값으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
형광 재료를 분산하기 위한 투명 수지(결합제 수지)로서, 비경화형 수지나 광 경화형 수지를 사용할 수 있다. 또한, 투명 수지는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 복수 종류를 혼합하여 사용할 수 있다. 한편, 풀 컬러 디스플레이에서는 매트릭스형으로 분리 배치한 색 변환 부재를 형성한다. 이 때문에, 투명 수지로서는 포토리소그래피법을 적용시킬 수 있는 감광성 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 수지로서 사용되는 감광성 수지 및 비경화형 수지에 대하여 순차적으로 설명한다.
감광성 수지로서는 아크릴산계 수지, 메타크릴산계 수지, 폴리신남산비닐계 수지, 경고무계 수지 등의 반응성 비닐기를 갖는 감광성 수지(광 경화형 레지스트 재료)의 1종 또는 복수종의 혼합물이 바람직하다.
이러한 감광성 수지는 반응성 올리고머와 중합 개시제, 중합 촉진제, 반응성 희석제로서의 단량체류로 구성된다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 반응성 올리고머로서는, 비페놀형 에폭시 수지나 노볼락형 에폭시 수지에 아크릴산을 부가한 에폭시아크릴레이트류; 다관능성 이소시아네이트에 등몰량의 2-히드록시에틸아크릴레이트와 다관능성 알코올을 임의의 몰비로 반응시킨 폴리우레탄아크릴레이트류; 다관능성 알코올에 등몰량의 아크릴산과 다관능 카르복실산을 임의의 몰비로 반응시킨 폴리에스테르아크릴레이트류; 폴리올류와 아크릴산을 반응시킨 폴리에테르아크릴레이트류; 폴리(메틸메타크릴레이트-CO-글리시딜메타크릴레이트) 등의 측쇄의 에폭시기에 아크릴산을 반응시킨 반응성 폴리아크릴레이트류; 에폭시아크릴레이트류를 부분적으로 2염산기성 카르복실산 무수물로 변성한 카르복실 변성형 에폭시아크릴레이트류; 반응성 폴리아크릴레이트류를 부분적으로 2염산기성 카르복실산 무수물로 변성한 카르복실 변성형 반응성 폴리아크릴레이트류; 폴리부타디엔올리고머의 측쇄에 아크릴레이트기를 갖는 폴리부타디엔아크릴레이트류; 주쇄에 폴리실록산 결합을 갖는 실리콘아크릴레이트류; 아미노플라스트 수지를 변성한 아미노플라스트 수지 아크릴레이트류를 들 수 있다.
감광성 수지의 중합 개시제로서는 중합 반응에서 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있고, 그 종류에 특별히 제약은 없다. 예를 들면, 비닐 단량체, 벤조페논류, 아세토페논류, 벤조인류, 티오크산톤류, 안트라퀴논류, 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일 퍼옥시드 등의 유기 과산화물을 들 수 있다. 감광성 수지의 중합 촉진제로서는, 예를 들면 트리에탄올아민, 4,4'-디메틸아미노벤조페논(미힐러 케톤), 4-디메틸아미노벤조산에틸 등을 바람직한 것으로서 들 수 있다.
또한, 감광성 수지의 반응성 희석제로서의 단량체류로서는, 예를 들면 라디칼 중합계에서는 아크릴산 에스테르류나 메타크릴산 에스테르류 등의 단관능 단량체; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트나 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트 등의 다관능 단량체; 등을 들 수 있다.
비경화형 수지로서는, 예를 들면 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리염화비닐, 염화비닐아세트산비닐 공중합체, 알키드 수지, 방향족 술폰아미드 수지, 유리어 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지가 바람직하다. 이들 비경화형 수지 중에서도 벤조구아나민 수지, 멜라민 수지 및 염화비닐 수지가 특히 바람직하다.
이들 결합제 수지는 1종 단독으로 사용할 수도 있고, 복수종 혼합하여 사용할 수도 있다.
또한, 상기 비경화형 수지 외에 희석용 결합제 수지를 이용할 수 있다. 예 를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트나 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리아미드, 실리콘 및 에폭시 수지 중 1종, 또는 복수종의 혼합물을 들 수 있다.
(2) 컬러 필터
본 발명에 이용되는 컬러 필터로서는, 예를 들면 하기 색소 단독, 또는 색소를 결합제 수지 중에 용해 또는 분산시킨 고체 상태의 것을 들 수 있다.
적색(R) 색소: 페릴렌계 안료, 레이크 안료, 아조계 안료 등
녹색(G) 색소: 할로겐 다치환 프탈로시아닌계 안료, 할로겐 다치환 구리프탈로시아닌계 안료, 트리페닐메탄계 염기성 염료 등
청색(B) 색소: 구리 프탈로시아닌계 안료, 인단트론계 안료, 인도페놀계 안료, 시아닌계 안료 등.
한편, 결합제 수지는 투명한 (가시광 투과율 50％ 이상) 재료가 바람직하다. 예를 들면, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시에틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스 등의 투명 수지(고분자)나, 포토리소그래피법을 적용할 수 있는 감광성 수지로서, 아크릴산계, 메타크릴산계 등의 반응성 비닐기를 갖는 광 경화형 레지스트 재료를 들 수 있다.
또한, 인쇄법을 이용하는 경우에는, 폴리염화비닐 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지 등의 투명한 수지를 이용한 인쇄 잉크(매질)가 선택된다.
컬러 필터의 제조 방법으로서는, 컬러 필터가 주로 색소로 이루어지는 경우에는, 원하는 컬러 필터 패턴의 마스크를 통해 진공 증착 또는 스퍼터링법으로 성막할 수 있다.
한편, 컬러 필터가 색소와 결합제 수지로 이루어지는 경우에는, 색소와 상기 수지 및 레지스트를 혼합, 분산 또는 가용화시키고, 스핀 코팅, 롤 코팅, 캐스팅법 등의 방법으로 제막하고, 포토리소그래피법으로 원하는 컬러 필터 패턴으로 패턴화하거나, 인쇄 등의 방법으로 원하는 컬러 필터의 패턴으로 패턴화하는 것이 일반적이다.
각각의 컬러 필터의 막 두께와 투과율은 하기와 같이 하는 것이 바람직하다.
R: 막 두께 0.5 내지 5.0 ㎛(투과율 50％ 이상/610 ㎚)
G: 막 두께 0.5 내지 5.0 ㎛(투과율 50％ 이상/545 ㎚)
B: 막 두께 0.2 내지 5.0 ㎛(투과율 50％ 이상/460 ㎚).
또한, 본 발명에 있어서, 적색, 녹색, 청색의 3원색 발광을 나타내는 풀 컬러 발광 장치를 제공하는 경우에는, 콘트라스트비 향상을 위해 블랙 매트릭스를 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
실시예 1
1. 유기 EL 소자 기판의 제조
75 ㎜×25 ㎜×1.1 ㎜의 지지 기판(0A2 유리: 닛본 덴키 가라스사 제조) 상 에 알루미늄을 스퍼터링에 의해 300 ㎚의 두께가 되도록 성막하였다. 이 알루미늄막은 하부 전극으로서 기능하는 동시에 제1 광 반사부로서도 기능한다.
다음으로, 알루미늄막 상에 ITO를 스퍼터링에 의해 130 ㎚의 두께가 되 도록 성막하였다. 이 ITO막은 유기 발광층으로의 정공 주입 전극으로서 기능하는 동시에 제1 투명층으로서도 기능한다.
이 하부 전극 부착 기판을 이소프로필알코올 중에서 초음파 세정을 5분간 행한 후, UV 오존 세정을 30분간 행하였다. 세정 후의 하부 전극 부착 기판을 진공 증착 장치의 기판 홀더에 장착하였다.
한편, 미리 각각의 몰리브덴제의 가열 보우트에, 정공 주입 재료로서 하기 화합물(HI)(이하 "HI막"이라 약기함), 정공 수송 재료로서 하기 화합물(HT)(이하 "HT막"이라 약기함), 발광 재료의 호스트로서 하기 화합물(BH), 청색 발광 도펀트로서 하기 화합물(BD), 전자 수송 재료로서 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄(Alq), 전자 주입 재료로서 LiF, 음극 재료로서 Mg 및 Ag를 각각 넣고, 추가로 정공 주입 보조 재료 및 음극의 취출 전극으로서 IZO 타겟을 별도의 스퍼터링조에 장착하였다.
Figure 112007006014169-PCT00012
우선, 정공 주입층으로서 기능하는 HI막을 막 두께 20 ㎚로 증착하였다. HI막의 성막에 계속하여, 정공 수송층으로서 기능하는 HT막을 막 두께 15 ㎚로 증착하였다. HT막의 성막에 계속하여, 청색 발광층으로서 화합물 BH와 화합물 BD를 30:1.5의 중량비가 되도록 막 두께 30 ㎚으로 공증착하였다.
이 막 상에 전자 수송층으로서 Alq막을 막 두께 10 ㎚으로 증착하였다. 그 후, 전자 주입층으로서 LiF를 막 두께 1 ㎚로 증착하고, 이 막 상에 Ag와 Mg를 성막 속도비 1:9로 하여 10 ㎚ 증착하였다. 이 Al:Mg막은 유기 발광층으로의 전자 주입 전극으로서 기능하는 동시에 제2 광 반사부로서 기능한다.
또한, IZO를 90 ㎚ 스퍼터링 성막하였다. 이 IZO는 상부 전극으로서 기능하는 동시에 제2 투명층으로서 기능한다.
다음으로, 유기 EL 발광부 전체를 덮도록, 가스 배리어층으로서, 상부 전극 상에 투명 무기막인 SiOxNy(O/O＋N＝50％: Atomic ratio)를 저온 CVD에 의해 1000 ㎚의 두께로 성막하였다.
이렇게 하여 유기 EL 소자를 얻었다.
2. 색 변환 기판의 제조
(1) 컬러 필터의 제조
유기 EL 소자보다도 작은 40 ㎜×25 ㎜×1.1 ㎜의 지지 기판(0A2 유리: 닛본 덴키 가라스사 제조) 상에, 소정 패턴으로 안료계 적색 컬러 필터 재료(CRY-S840B, 후지필름 아크 제조)를 스핀 코팅하고, 자외선으로 노광하였다. 그 후, 200 ℃에서 소성하여 적색 컬러 필터층(막 두께 1.2 ㎛) 기판을 얻었다.
(2) 색 변환 부재의 제조
매트릭스 수지로서 메타크릴산-메타크릴산메틸 공중합체(메타크릴산 공중합비＝15 내지 20％, Mw＝20,000 내지 25,000)를 이용하여, 이것을 1-메톡시-2-아세톡시프로판에 용해시키고, 입경 5.1 ㎚의 CdSe 미립자(형광 파장 606 ㎚)을 첨가하 였다. 첨가 비율은 전체 고형분 농도에 대한 CdSe 입자의 중량 비율을 17.8 중량％로 하였다.
이것을 앞서 제조한 적색 컬러 필터 기판의 컬러 필터막 상에 스핀 코팅하고, 200 ℃에서 30분의 건조 처리를 행하여 적색 컬러 필터와 적색 변환 부재를 적층한 색 변환 기판을 얻었다. 색 변환 부재의 막 두께는 17 ㎛였다.
3. 유기 EL 소자 기판과 색 변환 기판의 접합
색 변환 기판 상에 액상 실리콘 고무(도시바 실리콘사 제조 XE14-128)를 스핀 코터를 이용하여 도포하고, 그 위에 상기 유기 EL 소자 기판을 접합시켰다. 이와 같이 하여 색 변환 부재가 중첩되지 않은 부분이 청색 화소, 색 변환 부재가 중첩된 부분이 적색 화소인 컬러 발광 장치를 얻었다.
4. 컬러 발광 장치의 특성 평가
(1) 색 변환 기판의 형광 피크 파장
형광 강도계로 색 변환 기판의 색 변환 부재측으로부터 파장 470 ㎚의 단색 여기광을 45° 방향으로부터 입사하여 색 변환 부재로부터 발하는 형광 스펙트럼을 측정한 결과, 그의 피크 파장은 606 ㎚였다.
(2) 유기 EL 소자의 반사율과 부재의 광학 막두께
현미 분광 반사율계로 색 변환 부재가 중첩되지 않은 유기 EL 소자 표면에 수직으로 입사하는 빛에 대한 반사율을 측정하였다. 색 변환 부재가 발하는 형광의 피크 파장 606 ㎚에 대한 반사율은 71.8％였다.
606 ㎚에서의 제1 투명층(130 ㎚의 ITO막), 제2 투명 부재(90 ㎚의 IZO 막) 의 광학적 거리를 막 두께·굴절률 측정 장치(SCI사 제조)를 이용하여 측정한 결과, 각각 238 ㎚, 165 ㎚였다.
또한, 유기 EL 소자의 제조 도중에 LiF로 증착한 기판을 꺼내어 유기 발광층 전체(HI막 20 ㎚, HT막 15 ㎚, BH:BD막 30 ㎚, Alq막 10 ㎚, LiF막 1 ㎚)의 광학적 거리를 측정한 결과, 130 ㎚였다. 즉, 제1 광 반사부와 제2 광 반사부 사이의 광학적 거리는 238 ㎚＋130 ㎚＝368 ㎚였다.
(3) 컬러 발광 장치의 발광 성능
분광 방사 휘도계를 이용하여, 색 변환 부재가 중첩되지 않은 유기 EL 소자 부분(청색 화소)로부터의 발광이 1000 nit가 되도록 인가 전압을 조절한 후, 색 변환 부재가 중첩된 부분(적색 화소)의 발광 특성을 측정한 결과, 휘도 787 nit, 색도(0.634,0.361)의 양호한 적색 발광을 나타내었다.
비교예 1
제1 투명층으로서 막 두께 10 ㎚의 ITO막, 제2 투명층으로서 막 두께 45 ㎚의 IZO막을 형성한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 컬러 발광 장치를 제조하였다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 특성 평가를 행한 결과, 이하와 같은 결과를 얻었다.
(1) 색 변환 기판의 형광 파장
형광 강도계로 색 변환 기판의 색 변환층측으로부터 파장 470 ㎚의 단색 여기광을 45° 방향으로부터 입사하여 색 변환 부재로부터 발하는 형광 스펙트럼을 측정한 결과, 그의 피크 파장은 606 ㎚였다.
(2) 유기 EL 소자의 반사율과 부재의 광학 막두께
현미 분광 반사율계로 색 변환 부재가 중첩되지 않은 유기 EL 소자 표면에 수직으로 입사하는 빛에 대한 반사율을 측정하였다. 색 변환 부재가 발하는 형광의 피크 파장 606 ㎚에 대한 반사율은 41.9％였다.
606 ㎚에서의 제1 투명층(10 ㎚의 ITO막), 제2 투명층(45 ㎚의 IZO막)의 광학적 거리를 막 두께·굴절률 측정 장치(SCI사 제조)를 이용하여 측정한 결과, 각각 19 ㎚, 91 ㎚였다.
(3) 컬러 발광 장치의 발광 성능
분광 방사 휘도계를 이용하여 색 변환 부재가 중첩되지 않은 유기 EL 소자 부분으로부터의 발광이 1000 nit가 되도록 인가 전압을 조절한 후, 색 변환 부재가 중첩된 부분의 발광 특성을 측정한 결과, 휘도 415 nit, 색도(0.630,0.366)로서, 실시예 1의 반의 휘도밖에 얻어지지 않았다.
비교예 2
제1 광 반사부로서 Al 대신에 Cr을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 컬러 발광 장치를 제조하였다. 그 후, 실시예 1과 동일하게 특성 평가를 행한 결과, 이하와 같은 결과를 얻었다.
(1) 색 변환 기판의 형광 파장
형광 강도계로 색 변환 기판의 색 변환층측으로부터 파장 470 ㎚의 단색 여기광을 45° 방향으로부터 입사하여 색 변환 부재로부터 발하는 형광 스펙트럼을 측정한 결과, 그의 피크 파장은 606 ㎚였다.
(2) 유기 EL 소자의 반사율과 부재의 광학 막두께
현미 분광 반사율계로 색 변환 부재가 중첩되지 않은 유기 EL 소자 표면에 수직으로 입사하는 빛에 대한 반사율을 측정하였다. 색 변환 부재가 발하는 형광의 피크 파장 606 ㎚에 대한 반사율은 25.8％였다.
606 ㎚에서의 제1 투명 부재(130 ㎚의 ITO막), 제2 투명 부재(90 ㎚의 IZ0막)의 광학적 거리를 막 두께·굴절률 측정 장치(SCI사 제조)를 이용하여 측정한 결과, 각각 238 ㎚, 165 ㎚였다.
(3) 컬러 발광 장치의 발광 성능
분광 방사 휘도계를 이용하여, 색 변환 부재가 중첩되지 않은 유기 EL 소자 부분으로부터의 발광이 1000 nit가 되도록 인가 전압을 조절한 후, 색 변환 부재가 중첩된 부분의 발광 특성을 측정한 결과, 휘도 339 nit, 색도 (0.627,0.368)로서, 실시예 1의 반 이하의 휘도밖에 얻어지지 않았다.
본 발명의 컬러 발광 장치는 일반 TV, 대형 표시 디스플레이, 휴대 전화용 표시 화면 등의 각종 표시 장치에 사용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 발광 소자, 및
    상기 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 빛을 발하는 색 변환 부재를 포함하고,
    상기 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부와 제2 광 반사부를 광 취출 방향으로 이 순서로 보유하면서, 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에 위치하는 유기 발광층을 갖고,
    상기 색 변환 부재가 상기 제2 광 반사부보다도 광 취출측에 위치하고,
    상기 색 변환 부재가 발하는 빛의 피크 파장에 대한 상기 발광 소자의 반사율이 50％ 이상인, 컬러 발광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자가 추가로 제1 투명층과 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고,
    상기 제1 투명층이 상기 제1 광 반사부와 상기 제2 광 반사부 사이에 위치하고,
    상기 색 변환 부재가 상기 제2 투명층보다도 광 취출측에 위치하는, 컬러 발광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 투명층이 상기 제2 광 반사부와 색 변환 부재 사 이에 위치하는 컬러 발광 장치.
  4. 제1 발광 소자, 및 상기 제1 발광 소자가 발하는 제1 색의 빛을 투과시키는 제1 컬러 필터를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제1 화소,
    제2 발광 소자, 및 상기 제2 발광 소자가 발하는 제2 색의 빛을 투과시키는 제2 컬러 필터를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제2 화소, 및
    제3 발광 소자, 및 상기 제3 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 제3 색의 빛을 발하는 색 변환 부재를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제3 화소를 갖고,
    상기 제1 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고,
    상기 제2 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제3 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고,
    상기 제3 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제1 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 가지면서, 상기 색 변환 부재가 발하는 제3 색의 빛에 대한 반사율이 50％ 이상이고,
    상기 유기 발광층이 적어도 제1 색의 빛을 발하는 제1 발광 재료, 및 제2 색의 빛을 발하는 제2 발광 재료를 포함하는, 컬러 발광 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3 발광 소자가 추가로 제3 색의 빛을 투과시키는 제3컬러 필터를 갖는, 컬러 발광 장치.
  6. 제1 발광 소자, 및 상기 제1 발광 소자가 발하는 제1 색의 빛을 투과시키는 제1 컬러 필터를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제1 화소,
    제2 발광 소자, 및 상기 제2 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 제2 색의 빛을 발하는 색 변환 부재를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제2 화소, 및
    제3 발광 소자, 및 상기 제3 발광 소자가 발하는 빛을 흡수하여 제3 색의 빛을 발하는 색 변환 부재를 광 취출 방향으로 이 순서로 설치한 제3 화소를 갖고,
    상기 제1 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 유기 발광층, 제2 광 반사부, 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 갖고,
    상기 제2 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제1 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 가지면서, 상기 색 변환 부재가 발하는 제2 색의 빛에 대한 반사율이 50％ 이상이고,
    상기 제3 발광 소자가 적어도 제1 광 반사부, 제1 투명층, 유기 발광층, 제2 광 반사부 및 제2 투명층을 광 취출 방향으로 이 순서로 가지면서, 상기 색 변환 부재가 발하는 제3 색의 빛에 대한 반사율이 50％ 이상이고,
    상기 유기 발광층이 적어도 제1 색의 빛을 발하는 제1 발광 재료를 포함하는, 컬러 발광 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 발광 소자가 제2 색의 빛을 투과시키는 제2 컬러 필터를 갖고,
    상기 제3 발광 소자가 제3 색의 빛을 투과시키는 제3 컬러 필터를 갖는, 컬러 발광 장치.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 투명층의 막 두께와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱(S1)과, 상기 유기 발광층의 막 두께와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱(S2)과의 합계(S1＋S2)가 250 ㎚ 내지 500 ㎚의 범위에 있는, 컬러 발광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 투명층의 막 두께와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱이 100 ㎚ 내지 350 ㎚의 범위에 있는, 컬러 발광 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 투명층의 막 두께와 색 변환 부재가 발하는 색의 빛에 있어서의 굴절률의 곱이 100 ㎚ 내지 300 ㎚의 범위에 있는, 컬러 발광 장치.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하는 컬러 발광 장치.
  12. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 제1 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 제1 색의 빛을 선택적으로 강화하고,
    상기 제2 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 제2 색의 빛을 선택적으로 강화하고,
    상기 제3 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하는 컬러 발광 장치.
  13. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 제1 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 제1 색의 빛을 선택적으로 강화하고,
    상기 제2 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하고,
    상기 제3 발광 소자에 있어서, 유기 발광층에서 발생한 빛은 상기 제1 및 제2 광 반사부 사이에서 반사를 반복하여 상기 색 변환 부재의 흡수 파장의 빛을 선택적으로 강화하는 컬러 발광 장치.
  14. 제1항, 제4항 또는 제6항에 있어서, 상기 색 변환 부재가 발하는 빛에 대한 상기 제1 광 반사부의 반사율이 65％ 이상인 컬러 발광 장치.
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