WO2015146495A1 - 有機エレクトロルミネッセンスパネルとその製造方法、有機エレクトロルミネッセンスモジュール及び情報機器 - Google Patents
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Abstract
Description
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光部と非発光部との発光輝度比が、5:1~50:1の範囲内であり、
前記補助部材の少なくとも一つが、前記パターンAと相似形で、かつ光透過部と光遮蔽部とを有するパターンBが設けられている補助部材であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光部と非発光部を、コントラスト比(輝度比)を、5:1~50:1の範囲内となるように形成し、
前記補助部材の少なくとも一つに、前記パターンAと相似形で、光透過部と光遮蔽部とを有するパターンBを形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
本発明の有機ELパネルは、少なくとも発光部と非発光部とを有するパターンAが形成された有機EL素子を具備した有機ELデバイスと、補助部材とから構成される有機ELパネルであって、前記有機EL素子の発光部と非発光部との発光輝度比が、5:1~50:1の範囲内であり、前記補助部材の少なくとも一つが、前記パターンAと相似形で、かつ光透過部と光遮蔽部とを有するパターンBが設けられている補助部材であることを特徴とする。
本発明の有機ELパネルの第1の態様は、発光部と非発光部とで構成されるパターンAを有し、発光部と非発光部との発光輝度比が5:1~50:1の範囲内にある有機EL素子を具備した有機ELデバイス上に、補助部材として、光取出しフィルム及びトップカバーがこの順で積層され、光取出しフィルムがアウトカップリングフィルムであり、アウトカップリングフィルムに光透過部と光遮蔽部とを有し、有機EL素子に形成したパターンAと相似形のパターンBが形成されている構成である。
本発明の有機ELパネルの第2の態様は、発光部と非発光部とで構成されるパターンAを有し、発光部と非発光部との発光輝度比が5:1~50:1の範囲内にある有機EL素子を具備した有機ELデバイス上に、補助部材として、光取出しフィルム及びトップカバーがこの順で積層され、トップカバーに光透過部と光遮蔽部とを設け、有機EL素子に形成したパターンAと相似形のパターンBを形成している構成である。
本発明の有機ELパネルの第3の態様は、発光部と非発光部から構成されるパターンAを有し、発光部と非発光部との発光輝度比が5:1~50:1の範囲内にある有機EL素子を具備した有機ELデバイス上に、補助部材としてトップカバーが積層され、トップカバーに光透過部と光遮蔽部とを有し、有機EL素子に形成したパターンAと相似形のパターンBが形成されている構成である。
〔有機ELデバイス〕
本発明に係る有機ELデバイス(130)は、図1~図8に示したように、主には、透明基材(134)上に、有機EL素子(131)が配置され、有機EL素子(131)のの端部より、引き出し電極部(135)が設けられている構成である。
本発明に係る有機EL素子は、目的に応じて様々な構成をとることができるが、その一例を図9に示す。なお、図9に示す有機EL素子の構成では、前記図1~図8で示した有機EL素子(131)の配置とは、逆の構成で説明する。すなわち、図1~図8に記載した有機EL素子(131)における光取出し側は、上面側であるが、以下で説明する図9においては、便宜上、光取出し側を下面側として記載している。
(ii)正孔注入輸送層/第1発光層/第2発光層/電子注入輸送層
(iii)正孔注入輸送層/第1発光層/中間層/第2発光層/電子注入輸送層
(iv)正孔注入輸送層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層
(v)正孔注入輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子注入輸送層
(vi)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層
(vii)正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層
(viii)正孔注入層/正孔輸送層/電子阻止層/発光層/正孔阻止層/電子輸送層/電子注入層
図9に示す有機EL素子(131)の構成を例にして、その詳細な構成について説明する。
本発明に係る発光部(132)と非発光部(133)とを有する有機EL素子(131)の製造に適用可能な方法としては、透明基材上に、第1電極(1)と、正孔注入層(3a)、正孔輸送層(3b)、発光層(3c)、電子輸送層(3d)、電子注入層(3e)等から構成される有機機能層ユニット(3)と、第2電極(5a)とを積層する積層工程と、有機機能層ユニット(3)の特定領域に光照射を行う光照射工程とを有する。
本発明に係るパターンAを有する有機EL素子(131)の製造方法では、樹脂基板(13)上に、第1電極(1)、有機機能層ユニット(3)及び第2電極(5a)を積層して形成する積層工程を経て、製造する。
上記積層工程で有機EL積層体(10)を形成した後には、有機機能層ユニット(3)を封止工程により、封止を行う。
本発明に係る有機EL素子(131)の製造方法では、光照射工程で、光照射により発光部(132)と非発光部(133)のパターニングを行い、発光輝度比が5:1~50:1の範囲内となる条件でパターンAを形成することを特徴とする。
〈樹脂基板〉
本発明に係る有機EL素子に適用する樹脂基板(以下、基体、基材、支持体等ともいう)において、プラスチック等の種類には特に限定はなく、また、透明であっても不透明であってもよい。樹脂基板側から光を取り出す場合には、樹脂基板は透明であることが必要となる。好ましく用いられる透明な樹脂基板としては、有機EL素子にフレキシブル性を与えることが可能な透明樹脂フィルムである。
本発明に係る樹脂基材は、従来公知の樹脂フィルム基材を特に制限なく使用できる。本発明で好ましく用いられる樹脂基材は、有機EL素子に必要な耐湿性及び耐気体透過性等のガスバリアー性能を有することが好ましい。
〈2.1〉特性及び形成方法
本発明において、樹脂基板(13)には、屈折率が1.4~1.7の範囲内の1層以上のガスバリアー層(低屈折率層)が設けられていても良い。このようなガスバリアー層としては、公知の素材を特に制限なく使用でき、無機物又は有機物からなる被膜や、これらの被膜を組み合わせたハイブリッド被膜であっても良い。ガスバリアー層は、JIS-K-7129-1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度90±2%RH)が0.01g/(m2・24時間)以下のガスバリアー性フィルムであることが好ましく、また、JIS-K-7126-1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が1×10-3ml/(m2・24時間・atm)以下、水蒸気透過度が1×10-5g/(m2・24時間)以下の高ガスバリアー性フィルムであることがより好ましい。
また、ガスバリアー層の形成方法として、上記記載の成膜方法の他に、樹脂基材上に、少なくとも1層の無機前駆体化合物を含有する塗布液を塗布して塗膜を形成した後、当該塗膜に、エキシマランプ等で改質処理を施して無機層(ガスバリアー層)を形成する方法であってもよい。
本発明に係る有機EL素子を構成する第1電極(1)は、通常、有機EL素子に使用可能な全ての電極を適用することができる。具体的には、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/同混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、ITO、ZnO、TiO2、SnO2等の酸化物半導体等が挙げられる。
下地層(1a)は、電極層(1b)の樹脂基板(13)側に設けられる層である。下地層(1a)を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、銀又は銀を主成分とする合金からなる電極層(1b)の成膜に際し、銀の凝集を抑制できるものであれば良く、例えば、窒素原子を含んだ含窒素化合物等が挙げられる。
電極層(1b)は、銀又は銀を主成分とした合金を用いて構成された層であって、下地層(1a)上に成膜されることが好ましい。
(1)発光層
有機機能層ユニット(3)には、少なくとも発光層(3c)が含まれる。
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と発光層(3c)の間に設けられる層のことで、「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章「電極材料」(123~166頁)に、その詳細が記載されており、正孔注入層(3a)と電子注入層(3e)とがある。
正孔輸送層(3b)は、正孔を輸送する機能を有する正孔輸送材料からなり、広い意味で正孔注入層(3a)、電子阻止層も正孔輸送層(3b)に含まれる。正孔輸送層(3b)は単層又は複数層設けることができる。
電子輸送層(3d)は、電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層(3e)、正孔阻止層(図示略)も電子輸送層(3d)に含まれる。電子輸送層(3d)は単層構造又は複数層の積層構造として設けることができる。
阻止層としては、正孔阻止層及び電子阻止層が挙げられ、有機機能層ユニット3として、上記各機能層の他に、更に設けられていても良い。例えば、特開平11-204258号公報、同11-204359号公報、及び「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月30日エヌ・ティー・エス社発行)」の237頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層がある。
本発明において、正孔阻止層の膜厚としては、好ましくは3~100nmの範囲内であり、さらに好ましくは5~30nmの範囲内である。
第2電極(5a)は、有機機能層ユニット(3)に電子を供給するカソードとして機能する電極膜であり、金属、合金、有機又は無機の導電性化合物、及びこれらの混合物により構成されている。具体的には、アルミニウム、銀、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、インジウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属、インジウムドープ酸化スズ(ITO)、ZnO、TiO2、SnO2等の酸化物半導体等が挙げられる。
取り出し電極は、第1電極(1)と外部電源とを電気的に接続するものであって、その材料としては特に限定されるものではなく、公知の電極材料を好適に使用できるが、例えば、3層構造からなるMAM電極(Mo/Al-Nd合金/Mo)等の金属膜を用いることができる。
補助電極(15)は、第1電極(1)の抵抗値を下げる目的で設けるものであって、第1電極(1)の電極層(1b)に接して設けられる。補助電極(15)を形成する材料は、金、白金、銀、銅、アルミニウム等の抵抗値が低い金属材料が好ましい。これらの金属材料は、光透過性が低いため、光取り出し面13aからの発光光(h)の取り出しの影響のない範囲でパターン形成される。
図9に示すように、有機EL素子(131)において、封止材(17)は、有機EL積層体(10)の表示領域を覆うように配置されておればよく、凹板状でも、平板状でもよい。また、透明性及び電気絶縁性は特に限定されない。
なお、図9においてはその記載を省略したが、有機機能層(3)を挟み、樹脂基板(13)と対向する側の面には保護膜又は保護板を設けても良い。また、必要に応じて、偏光部材、ハーフミラー部材、黒色フィルター等を設けてもよい。
有機ELモジュール(115)は、上記説明した有機ELパネル(106)と、電気接続ユニットとして、フレキシブルプリント回路FPC(107)及びプリント配線基板PCBで構成されている。
有機EL素子は、空気よりも屈折率の高い層(屈折率1.6~2.1程度の範囲内)の内部で発光し、発光層で発生した光のうち15%から20%程度の光しか取り出せないことが一般的に言われている。これは、臨界角以上の角度θで界面(樹脂基板と空気との界面)に入射する光は、全反射を起こし素子外部に取り出すことができないことや、透明電極ないし発光層と樹脂基板との間で光が全反射を起こし、光が透明電極ないし発光層を導波し、結果として、光が有機EL素子の側面方向に逃げるためである。
本発明においては、パターンBを形成する補助部材として、図5で示すように、トップカバー(110)上に透過部(111)と光遮蔽部(112)から構成されるパターンBを有するトップカバー(110A)を形成することができる。
次いで、本発明の有機ELパネルを有する有機ELモジュールを具備した情報機器について、その構成を説明する。
1a 下地層
1b 電極層
3 有機機能層ユニット
3a 正孔注入層
3b 正孔輸送層
3c 発光層
3d 電子輸送層
3e 電子注入層
5a 第2電極
10 有機EL素子
13 樹脂基板
13a 光取り出し面
15 補助電極
16 取り出し電極
17 封止材
19 接着剤
h 発光光
100 情報機器
100A 情報機器の表面側
100B 情報機器の裏面側
101 主表示画面
102 副表示画面
102A 表面側の副表示画面
102B 裏面側の副表示画面
103A、103B、103C、103D アイコン表示部
104 カバーガラス
105 液晶パネル
106 有機ELパネル
107 フレキシブルプリント回路(FPC)
108 プリント配線基板(PCB)
109 筐体
110 トップカバー(補助部材)
110A パターンBを付与したトップカバー(補助部材)
111 トップカバーの光透過部
112 トップカバーの光遮蔽部
113 トップカバー基材
114 トップカバーの印刷層
115 有機ELモジュール
120 光取出しフィルム(補助部材)
120A パターンBを付与した光取出しフィルム(補助部材)
121 光取出しフィルムの光透過部
122 光取出しフィルムの光遮蔽部
123 光透過性樹脂基材(光取出しフィルム基材)
124 光取出しフィルムの印刷層
125 マイクロレンズ
126 光散乱性微粒子
127 光散乱性フィルム
127A パターンBを付与した光散乱性フィルム
130 パターンAを有する有機ELデバイス
131 有機EL素子
132 有機EL素子の発光部
133 有機EL素子の非発光部
134 透明基材
135、135A、135B 引き出し電極部
141 フレキシブル基板
142 配線回路部
143 検出回路部
F 透過性の保護部材
Claims (12)
- 少なくとも発光部と非発光部とを有するパターンAが形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を具備した有機エレクトロルミネッセンスデバイスと、補助部材とから構成される有機エレクトロルミネッセンスパネルであって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光部と非発光部との発光輝度比が、5:1~50:1の範囲内であり、
前記補助部材の少なくとも一つが、前記パターンAと相似形で、かつ光透過部と光遮蔽部とを有するパターンBが設けられている補助部材であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネル。 - 前記有機エレクトロルミネッセンスデバイス上に、前記補助部材として、光取出しフィルム及びトップカバーがこの順で積層され、前記光取出しフィルムがアウトカップリングフィルムであり、かつ当該アウトカップリングフィルム上に前記パターンBが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
- 前記有機エレクトロルミネッセンスデバイス上に、前記補助部材として、光取出しフィルム及びトップカバーがこの順で積層され、前記トップカバー上に前記パターンBが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
- 前記有機エレクトロルミネッセンスデバイス上に、前記補助部材として、前記パターンBが印刷されているトップカバーを有することを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子のパターンAの前記発光部が、前記補助部材のパターンBの前記光透過部より面積が広いことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
- 前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスと前記補助部材を積層した構成の表示部と非表示部の発光輝度比が、前記有機エレクトロルミネッセンスデバイスが具備する前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光部と非発光部との発光輝度比より大きいことを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネル。
- 光照射によるパターニング法により発光部と非発光部を形成してパターンAを有する有機エレクトロルミネッセンス素子を具備した有機エレクトロルミネッセンスデバイスと、補助部材とから構成される有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法であって、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発光部と非発光部とを、発光輝度比が、5:1~50:1の範囲内となるように形成し、
前記補助部材の少なくとも一つに、前記パターンAと相似形で、光透過部と光遮蔽部とを有するパターンBを形成することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。 - 前記有機エレクトロルミネッセンス素子のパターンAを、紫外線を用い、マスクを介して一括してパターンニングすることを特徴とする請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
- 前記補助部材のパターンBを、印刷法により形成することを特徴とする請求項7又は請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルの製造方法。
- 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンスパネルと、電気接続ユニットを積層して構成されていることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンスモジュール。
- 主表示画面と副表示画面とを有し、当該副表示画面が前記主表示画面と同一面側に配置され、前記副表示画面が、請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュールにより構成されているアイコン表示部であることを特徴とする情報機器。
- 主表示画面と副表示画面とを有し、当該副表示画面が、前記主表示画面と反対の面側に配置され、前記副表示画面が、請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンスモジュールにより構成されているアイコン表示部であることを特徴とする情報機器。
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