WO2015174464A1 - 有機エレクトロルミネッセンス表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an organic electroluminescence display device.
- the present application includes Japanese Patent Application No. 2014-1000070 filed in Japan on May 14, 2014, Japanese Patent Application No. 2014-1000070 filed in Japan on May 14, 2014, and April 27, 2015. The priority is claimed on the basis of Japanese Patent Application No. 2015-090719 filed in Japan, and the contents thereof are incorporated herein.
- organic electroluminescence (hereinafter sometimes referred to as “organic EL”) display devices have attracted attention in place of liquid crystal display devices.
- Organic EL display devices are self-luminous, have high display quality, excellent response performance, and can be reduced in thickness and weight.
- a wavelength conversion type organic EL display device in which a blue organic EL element and a phosphor are combined is known.
- This wavelength conversion type organic EL display device combines a wavelength conversion substrate in which a red phosphor layer is provided in an R pixel portion and a green phosphor layer in a G pixel portion and a blue light emission of a blue organic EL element to combine the phosphor. Is a method of performing RGB display by exciting and emitting light.
- a wavelength conversion type organic EL display device In a wavelength conversion type organic EL display device, light emission from one sub-pixel is reflected by the partition between adjacent sub-pixels by devising a partition that separates the wavelength conversion layer constituting the wavelength conversion substrate. The color mixture is suppressed so as not to reach the other sub-pixel (see, for example, Patent Document 1).
- the wavelength conversion type organic EL display device it is necessary to bond the organic EL element substrate and the wavelength conversion substrate together. Therefore, when the width of the light incident surface of the wavelength conversion substrate is smaller than the width of the light emitting surface of the organic EL element, the light emitted from the organic EL element is located in a place other than the phosphor layer facing the organic EL element. The light that diffuses into the phosphor layer and enters the phosphor layer is lost. In addition, color misalignment occurs between the RGB sub-pixels due to a positional shift caused by bonding the organic EL element substrate and the wavelength conversion substrate. This color mixing reduces the light extraction efficiency. In order to prevent such color mixing, it is known to adjust the width of a bank that partitions sub-pixels and the distance between an organic EL element substrate and a wavelength conversion substrate (for example, see Patent Document 2).
- light emitted from the blue organic EL element may reach the wavelength conversion layer of the adjacent subpixel.
- the light emission from the blue organic EL element is not the wavelength conversion layer of the subpixel corresponding to the blue organic EL element but the subpixel.
- a color mixture occurs when reaching the wavelength conversion layer of the adjacent sub-pixel. This color mixing reduces the light extraction efficiency.
- An object is to provide a luminescence display device.
- An organic electroluminescence display device includes a transparent substrate, a grid-like black matrix formed on one surface of the transparent substrate, a first partition provided on the black matrix, A wavelength conversion substrate having at least one of a color filter layer and a wavelength conversion layer respectively provided in a plurality of regions partitioned by the first partition among one surface of the transparent substrate, the substrate, and the wavelength Corresponding to the conversion layer, an organic electroluminescence having a second partition partitioning one surface side of the substrate and an organic electroluminescence element provided in each of a plurality of regions partitioned by the second partition An element substrate, and a filler comprising a filler filled between the wavelength conversion substrate and the organic electroluminescence element substrate.
- a material layer, wherein the second partition wall, the corresponding position between the same color subpixels among between adjacent sub-pixels, the gap is provided.
- the width of the light emitting surface of the organic electroluminescence element substrate is a and the width of the light incident surface of the sealing substrate is b, the relation of b ⁇ a May be satisfied.
- the first partition and the second partition may be made of a light reflective material or a light scattering material.
- the first partition has an area of the end surface opposite to the end surface facing the transparent substrate larger than the area of the end surface facing the transparent substrate. Also good.
- An organic electroluminescence display device includes a substrate, an organic electroluminescence element substrate having an organic electroluminescence element formed on one surface of the substrate, a transparent substrate, and the transparent substrate.
- a sealing substrate having a color filter layer and a wavelength conversion layer formed on one surface; and a transparent medium filled between the organic electroluminescence element substrate and the sealing substrate, the organic electroluminescence
- the width of the light emitting surface of the element substrate is a and the width of the light incident surface of the sealing substrate is b, the relationship of b ⁇ a is satisfied.
- a light scattering layer may be provided on the surface of the color filter layer or the wavelength conversion layer facing the organic electroluminescence element.
- a film that transmits light emitted from the organic electroluminescence element and reflects light emitted from the phosphor is laminated on the color filter layer and the wavelength conversion layer. It may be.
- a film that reflects light emitted from the organic electroluminescence element and transmits light emitted from the phosphor is laminated on the color filter layer and the wavelength conversion layer. It may be.
- the color filter layer and the wavelength conversion layer transmit light from the organic electroluminescence element and reflect light emitted from the phosphor
- a film that reflects light emitted from the organic electroluminescence element and transmits light emitted from the phosphor may be laminated.
- an organic electroluminescence display device that can prevent color mixing between RGB sub-pixels and improve the light extraction efficiency from the organic EL element.
- FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an organic EL display device according to a first embodiment of the present invention.
- FIG. 1B is a diagram showing a schematic configuration of the organic EL element.
- the organic EL display device 100 of this embodiment includes an organic EL element substrate 10, a wavelength conversion substrate (sealing substrate) 20, and the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20.
- a top emission type organic EL display device that is driven by an active driving method.
- the organic EL display device 100 has b ⁇ when the width of the light emitting surface of the organic EL element substrate 10 is a and the width of the light incident surface of the sealing substrate 20 is b. It is preferable that the relationship a is satisfied.
- the width a of the light emitting surface of the organic EL element substrate 10 is the width of the opening of the second partition 16 described later, that is, the interval between the second end surfaces 16b in the adjacent second partitions 16. It is.
- the width b of the light incident surface of the sealing substrate 20 is the width of the opening of the first partition wall 26 described later, that is, the interval between the second end surfaces 26b in the adjacent first partition walls 26. .
- the organic EL element substrate 10 mainly includes a substrate 11, a TFT (thin film transistor) circuit 12, and an organic EL element (organic light emitting element) 40.
- a plurality of organic EL elements 40 are provided on the substrate 11 including the TFT circuit 12. Is provided.
- the wavelength conversion substrate (sealing substrate) 20 mainly includes a transparent substrate 21, a color filter layer (color adjustment layer) 22, and a wavelength conversion layer (color conversion layer) 23.
- a color filter layer (color adjustment layer) 22 and a wavelength conversion layer 23 corresponding to each of the R, G, and B sub-pixels S are provided.
- the organic EL display device 100 of the present embodiment light emitted from the organic EL element 40 that is a light source is incident on the wavelength conversion layer 23 and the color filter layer 22, so that three colors of red, green, and blue are obtained. Light is emitted to the outside (observer side) of the wavelength conversion substrate 20.
- the organic EL element 40 includes an organic EL layer 41 sandwiched between a first electrode 42 and a second electrode 43.
- the first electrode 42 is connected to one of the TFT circuits 12 by a contact hole 12b provided through the interlayer insulating film 13 and the planarizing film 14.
- the second electrode 43 is connected to one of the TFT circuits 12 by a wiring (not shown) provided through the interlayer insulating film 13 and the planarizing film 14.
- FIG. 2 is a top view showing the organic EL display device 100.
- the organic EL display device 100 according to the present embodiment has a plurality of pixels 24.
- Each pixel 24 includes three sub-pixels S (red pixel portion S (R), green pixel portion S (G), blue color corresponding to red light (R), green light (G), and blue light (B), respectively. Pixel portion S (B)).
- the red pixel portion S (R), the green pixel portion S (G), and the blue pixel portion S (B) extend in a stripe shape along the y axis, and the red pixel portion S (R), green color along the x axis.
- the pixel portion S (G) and the blue pixel portion S (B) are arranged in this order to form a two-dimensional stripe arrangement.
- FIG. 2 shows an example in which the RGB sub-pixels (red pixel portion S (R), green pixel portion S (G), and blue pixel portion S (B)) are arranged in stripes.
- the present embodiment is not limited to this, and the arrangement of the RGB sub-pixels (red pixel portion S (R), green pixel portion S (G), blue pixel portion S (B)) is a mosaic arrangement, a delta arrangement, or the like.
- a conventionally known RGB pixel array may be used.
- the organic EL element substrate 10 includes an active matrix substrate 15, a plurality of organic EL elements 40 provided on the active matrix substrate 15, a second partition wall 16, and a sealing layer 17. Configured.
- the active matrix substrate 15 includes a substrate 11, a TFT circuit 12 formed on the substrate 11, an interlayer insulating film 13, and a planarizing film 14.
- a TFT circuit 12 and various wirings (not shown) are formed on the substrate 11, and an interlayer insulating film 13 and a planarizing film 14 are sequentially stacked so as to cover the upper surface of the substrate 11 and the TFT circuit 12. .
- substrate etc. which performed the insulation process by the method are mentioned, this embodiment is not limited to these.
- the TFT circuit 12 is formed on the substrate 11 in advance before the organic EL element 40 is formed, and functions as a switching device and a driving device.
- a conventionally known TFT circuit can be used.
- a metal-insulator-metal (MIM) diode can be used as a switching and driving element instead of the TFT.
- the TFT circuit 12 can be formed using a known material, structure, and formation method.
- Examples of the material of the active layer of the TFT circuit 12 include inorganic semiconductor materials such as amorphous silicon (amorphous silicon), polycrystalline silicon (polysilicon), microcrystalline silicon, and cadmium selenide, zinc oxide, indium oxide-oxide.
- Examples thereof include oxide semiconductor materials such as gallium-zinc oxide, and organic semiconductor materials such as polythiophene derivatives, thiophene oligomers, poly (p-ferylene vinylene) derivatives, naphthacene, and pentacene.
- Examples of the structure of the TFT circuit 12 include a staggered type, an inverted staggered type, a top gate type, and a coplanar type.
- the gate insulating film of the TFT circuit 12 used in this embodiment can be formed using a known material. Examples thereof include SiO 2 formed by plasma oxidation chemical vapor deposition (PECVD), low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), or the like, or SiO 2 obtained by thermally oxidizing a polysilicon film. Further, the signal electrode line, the scanning electrode line, the common electrode line, the first drive electrode, and the second drive electrode of the TFT circuit 12 used in this embodiment can be formed using a known material, for example, tantalum. (Ta), aluminum (Al), copper (Cu), and the like.
- PECVD plasma oxidation chemical vapor deposition
- LPCVD low pressure chemical vapor deposition
- SiO 2 obtained by thermally oxidizing a polysilicon film.
- the signal electrode line, the scanning electrode line, the common electrode line, the first drive electrode, and the second drive electrode of the TFT circuit 12 used in this embodiment can be formed using a known material, for example, tantalum. (Ta),
- the interlayer insulating film 13 can be formed using a known material, for example, silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN or Si 2 N 4 ), tantalum oxide (TaO or Ta 2 O). 5 )) or an organic material such as an acrylic resin or a resist material.
- Examples of the method for forming the interlayer insulating film 13 include dry processes such as chemical vapor deposition (CVD) and vacuum deposition, and wet processes such as spin coating. Moreover, it can also pattern by the photolithographic method etc. as needed.
- CVD chemical vapor deposition
- vacuum deposition vacuum deposition
- wet processes such as spin coating.
- it can also pattern by the photolithographic method etc. as needed.
- the planarization film 14 has a defect in the organic EL element 40 (for example, a defect in the pixel electrode, a defect in the organic EL layer, a disconnection in the counter electrode, a short circuit between the pixel electrode and the counter electrode, a decrease in breakdown voltage due to unevenness on the surface of the TFT circuit 12 Etc.) and the like are provided to prevent the occurrence.
- the planarizing film 14 can be omitted.
- the planarization film 14 can be formed using a known material, and examples thereof include inorganic materials such as silicon oxide, silicon nitride, and tantalum oxide, and organic materials such as polyimide, acrylic resin, and resist material.
- examples of the method for forming the planarizing film 14 include a dry process such as a CVD method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coat method, but the present embodiment is not limited to these materials and the formation method.
- the planarizing film 14 may have a single layer structure or a multilayer structure.
- the second partition 16 is formed so as to surround the organic EL element 40 and partition each sub-pixel S.
- the second partition wall 16 is formed between at least the sub-pixels S on the one surface 11 a of the substrate 11 and prevents leakage between the first electrode 42 and the second electrode 43.
- the second partition 16 includes a first end surface 16a facing the substrate 11, a second end surface 16b facing the first end surface 16a and having an area smaller than the area of the first end surface 16a, and a side surface 16c.
- the “forward taper shape” refers to a taper shape whose cross-sectional shape becomes narrower in a direction away from the substrate 11.
- the second partition wall 16 is provided with a gap 16 ⁇ / b> B at a position corresponding to between the sub-pixels of the same color among the adjacent sub-pixels. That is, the second partition wall 16 includes a main portion 16A provided so as to partition the organic EL elements 40 corresponding to sub-pixels of different colors among adjacent sub-pixels, and between adjacent sub-pixels. A gap 16B provided between the organic EL elements 40 corresponding to the sub-pixels of the same color.
- the height of the main portion 16A with reference to one surface 11a of the substrate 11 is h 1 and the height of the gap 16B with reference to the one surface 11a of the substrate 11 is h 2 , h 1 > h 2 Satisfies the relationship.
- the height h 2 of the gap 16B is not particularly limited, and the filler filled between the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 can sufficiently extend over the entire surface of the organic EL element substrate 10. It is set as appropriate within the range.
- the width w of the gap 16B (the width along the direction (longitudinal direction) along which the second partition wall 16 lies) is not particularly limited, and the filler is filled between the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20. However, it is set as appropriate as long as it can be sufficiently expanded over the entire surface of the organic EL element substrate 10.
- the shape of the gap 16 ⁇ / b> B is not particularly limited, and is set as appropriate as long as the filler filled between the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 can sufficiently extend over the entire surface of the organic EL element substrate 10. Is done.
- the second partition 16 in the present embodiment is formed of a white bank that takes into account the light extraction efficiency from the organic EL element 40. Thereby, the luminance is improved.
- the second partition 16 can be formed using an insulating material by a known method such as an electron beam (EB) vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a resistance heating vapor deposition method.
- the second partition 16 can be patterned by a known dry method or a wet photolithography method.
- the formation method of the 2nd partition 16 is not limited to these formation methods.
- the material constituting the second partition 16 is not particularly limited, but a known material is used. For example, the same material as that of the planarizing film 14 can be used.
- the second partition wall 16 (main part 16A) has a film thickness that can sufficiently secure the insulation between the first electrode 42 and the second electrode 43.
- the film thickness of the second partition wall 16 (main part 16A) is preferably, for example, 100 nm to 2000 nm. If the film thickness of the second partition wall 16 (main part 16A) is less than 100 nm, the insulation is not sufficient, and leakage occurs between the first electrode 42 and the second electrode 43, resulting in an increase in power consumption and no light emission. Cause. On the other hand, if the film thickness of the second partition 16 (main part 16A) exceeds 2000 nm, the film forming process takes time, and there is a concern that productivity will deteriorate.
- the organic EL element 40 includes a first electrode 42, an organic EL layer 41, and a second electrode 43.
- the first electrode 42 and the second electrode 43 function as a pair as an anode or a cathode of the organic EL element 40. 1A, 1B, and the following description, the case where the first electrode 42 is an anode and the second electrode 43 is a cathode will be described as an example.
- the first electrode 42 and the second electrode 43 can be formed using a conventional electrode material.
- the first electrode 42 is a metal or alloy having a work function of 4.5 eV or more, or transparent such as ITO, IDIXO, IZO, GZO, SnO 2 or the like. It is preferable to use an electrode.
- the metal layer which reflects light is formed in the lower layer of a transparent electrode layer. Examples of the metal include Au, Ag, Cu, Al, Pt, Ti, Mo, W, Ni, Co, and the like, and alloys formed by appropriately selecting two or more of these metals and Si. Can be mentioned.
- a transparent electrode can be formed using ITO, IDIXO, IZO, GZO, SnO 2 or the like.
- a translucent electrode it is preferable to use a translucent electrode as the second electrode 43.
- the second electrode 43 a combination of a metal translucent electrode and a transparent electrode material can be used.
- a material for the semitransparent electrode silver is preferable from the viewpoint of reflectance and transmittance.
- the film thickness of the semitransparent electrode is preferably 5 nm to 30 nm. When the film thickness of the translucent electrode is less than 5 nm, the light cannot be sufficiently reflected, and the interference effect cannot be obtained sufficiently. Further, when the film thickness of the semi-transparent electrode exceeds 30 nm, the light transmittance is drastically lowered, so that the luminance and light emission efficiency of the organic EL element 40 may be lowered.
- the organic EL layer 41 is disposed between the first electrode 42 and the second electrode 43 and emits light when a voltage is applied.
- the organic EL layer 41 includes, in order from the first electrode 42 side, a hole injection layer 44, a hole transport layer 45, an electron blocking layer 46, a light emitting layer 47, an electron transport layer 48, an electron An injection layer 49 is provided (hole injection layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer).
- the light emitting layer 47 of the present embodiment has a single layer structure that emits blue to blue-green light.
- the light emission of the organic EL layer 41 is directed in the front direction (light extraction direction) due to the interference effect between the first electrode 42 and the second electrode 43. It can be condensed. In that case, since the directivity can be given to the light emission of the organic EL layer 41, the light emission loss escaping to the surroundings can be reduced, and the light emission efficiency can be increased. Thereby, the light-emitting energy generated in the organic EL layer 41 can be emitted more efficiently to the wavelength conversion layer 23 side, and consequently the front luminance of the organic EL element 40 can be increased.
- the microresonator structure constituted by the first electrode 42 and the second electrode 43, it is possible to adjust the emission spectrum of the organic EL layer 41, and to adjust to the desired emission peak wavelength and half width. Can do. Thereby, the emission spectrum of the organic EL layer 41 can be controlled to a spectrum that can effectively excite the organic fluorescent dye in the wavelength conversion layer 23.
- the first electrode 42 and the second electrode 43 can be formed by using a dry process such as an evaporation method, an EB method, an MBE method, or a sputtering method, or a wet method such as a spin coating method, a printing method, or an inkjet method.
- a dry process such as an evaporation method, an EB method, an MBE method, or a sputtering method
- a wet method such as a spin coating method, a printing method, or an inkjet method.
- a process can also be used.
- the hole injection layer 44 is provided in order to efficiently receive holes from the first electrode 42 and efficiently transfer them to the hole transport layer 45.
- the HOMO level of the material used for the hole injection layer 44 is preferably lower than the HOMO level used for the hole transport layer 45 and higher than the work function of the first electrode 42.
- the hole injection layer 44 may be a single layer or a multilayer.
- polycarbonate or polyester can be used as the adhesive resin.
- Any solvent can be used as long as it can dissolve or disperse the material.
- pure water, methanol, ethanol, THF, chloroform, xylene, trimethylbenzene, or the like can be used as the solvent.
- those generally used for organic EL elements and organic photoconductors can be used.
- inorganic p-type semiconductor materials porphyrin compounds, N, N′-bis- (3-methylphenyl) -N, N′-bis- (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′-di (naphthalene) -1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (NPD) and other aromatic tertiary amine compounds, hydrazone compounds, quinacridone compounds, styrylamine compounds and other low molecular materials, polyaniline (PANI), 3, 4 -Polymer materials such as polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonate (PEDT / PSS), poly [triphenylamine derivative] (Poly-TPD), polyvinyl carbazole (PVCz), poly (p-phenylene vinylene) precursor ( Prepolymer materials such as
- the hole transport layer 45 is provided in order to efficiently receive holes from the hole injection layer 44 and deliver them efficiently to the light emitting layer 47.
- the HOMO level of the material used for the hole transport layer 45 is preferably higher than the HOMO level of the hole injection layer 44 and lower than the HOMO level of the light emitting layer 47. This is because holes can be injected and transported to the light emitting layer 47 more efficiently, and the effect of reducing the voltage required for light emission and the effect of improving the light emission efficiency can be obtained.
- the LUMO level of the hole transport layer 45 is preferably lower than the LUMO level of the light emitting layer 47 so that the leakage of electrons from the light emitting layer 47 can be suppressed. If it does so, the luminous efficiency in the light emitting layer 47 can be improved.
- the band gap of the hole transport layer 45 is preferably larger than the band gap of the light emitting layer 47. Then, excitons can be effectively confined in the light emitting layer 47.
- the hole transport layer 45 may be a single layer or a multilayer, and can be formed in the same manner as the hole injection layer 44 using a dry process or a wet process.
- the electron blocking layer 46 can be formed using the same material as the hole injection layer 44. However, the absolute value of the LUMO level of the material is preferably smaller than the absolute value of the LUMO level of the material of the hole injection layer 44 included in the light emitting layer 47 in contact with the electron blocking layer 46. This is because electrons can be more effectively confined in the light emitting layer 47.
- the electron blocking layer 46 may be a single layer or a multilayer, and can be formed in the same manner as the hole injection layer 44 using a dry process or a wet process.
- the light emitting layer 47 may be composed only of the organic light emitting material exemplified below, or may be composed of a combination of a light emitting dopant and a host material, and optionally includes a hole transport material, an electron transport material, and an additive. An agent (donor, acceptor, etc.) may be included. Moreover, the structure by which these each material was disperse
- the organic light emitting material a known light emitting material for an organic EL element can be used. Such light-emitting materials are classified into low-molecular light-emitting materials, polymer light-emitting materials, and the like. Specific examples of these compounds are given below, but the present embodiment is not limited to these materials.
- the organic light emitting material may be classified into a fluorescent material, a phosphorescent material, and the like. From the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable to use a phosphorescent material with high emission efficiency.
- aromatic dimethylidene compounds such as 4,4′-bis (2,2′-diphenylvinyl) -biphenyl (DPVBi); 5-methyl- Oxadiazole compounds such as 2- [2- [4- (5-methyl-2-benzoxazolyl) phenyl] vinyl] benzoxazole; 3- (4-biphenyl) -4-phenyl-5-t-butyl Triazole derivatives such as phenyl-1,2,4-triazole (TAZ); styrylbenzene compounds such as 1,4-bis (2-methylstyryl) benzene; thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, Fluorescent organic materials such as diphenoquinone derivatives and fluorenone derivatives; azomethine zinc complexes, (8
- Polymer light emitting materials used for the light emitting layer 47 include poly (2-decyloxy-1,4-phenylene) (DO-PPP), poly [2,5-bis- [2- (N, N, N-triethyl). Ammonium) ethoxy] -1,4-phenyl-alt-1,4-phenyllene] dibromide (PPP-NEt3 +), poly [2- (2′-ethylhexyloxy) -5-methoxy-1,4-phenylenevinylene ] (MEH-PPV), poly [5-methoxy- (2-propanoxysulfonide) -1,4-phenylenevinylene] (MPS-PPV), poly [2,5-bis- (hexyloxy) -1 , 4-phenylene- (1-cyanovinylene)] (CN-PPV) and the like; poly (9,9-dioctylfluorene) (PDAF) and the like Pyro derivatives; poly (N
- the organic light emitting material is preferably a low molecular light emitting material, and from the viewpoint of reducing power consumption, it is preferable to use a phosphorescent material having high light emission efficiency.
- a well-known dopant for organic EL elements can be used.
- examples of such a dopant include p-quaterphenyl, 3,5,3,5-tetra-tert-butylsecphenyl, 3,5,3,5-tetra-tert-butyl-p for ultraviolet light-emitting materials.
- -Fluorescent materials such as quinckphenyl.
- a fluorescent light-emitting material such as a styryl derivative; bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′, 6
- Examples include phosphorescent organic metal complexes such as' -difluorophenylpolydinato) tetrakis (1-pyrazoyl) borate iridium (III) (FIr 6 ).
- the green light emitting material include phosphorescent organic metal complexes such as tris (2-phenylpyridinate) iridium (Ir (ppy) 3 ).
- the thickness of the light emitting layer 47 is preferably 5 nm to 500 nm.
- Examples of the material of the electron transport layer 48 include n-type semiconductor inorganic materials, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, fluorenone derivatives, and the like.
- Molecular materials; polymer materials such as poly (oxadiazole) (Poly-OXZ) and polystyrene derivatives (PSS) can be used.
- the electron injection layer 49 is provided to efficiently receive electrons from the second electrode 43 and efficiently transfer them to the electron transport layer 48.
- Examples of the material of the electron injection layer 49 include fluorides such as lithium fluoride (LiF) and barium fluoride (BaF 2 ), and oxides such as lithium oxide (Li 2 O).
- the material used for the electron injection layer 49 preferably has a higher LUMO level than the material used for the electron transport layer 48.
- the material used for the electron transport layer 48 is preferably a material having a higher electron mobility than the material used for the electron injection layer 49.
- the configuration of the organic EL layer 41 is not limited to this, and can be appropriately set as necessary.
- hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer configuration hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer configuration, hole injection layer / hole transport layer / An electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron injection layer can also be used.
- a tandem structure in which two or more organic EL layers having the above-described structure are stacked with a charge generation layer interposed therebetween may be employed.
- the material for the charge generation layer include metals, metal oxides, mixtures of metal oxides, composite oxides, and electron-accepting organic compounds.
- the metal a co-deposited film of Mg, Al, Mg or Ag is preferable.
- the metal oxide include ZnO, WO 3 , MoO 3 , and MoO 2 .
- the metal oxide mixture include ITO, IZO, and ZnO: Al.
- the electron-accepting organic compound include organic compounds having a CN group as a substituent.
- the organic compound containing a CN group a triphenylene derivative, a tetracyanoquinodimethane derivative, an indenofluorene derivative, or the like is preferable.
- the triphenylene derivative hexacyanohexaazatriphenylene is preferable.
- tetracyanoquinodimethane derivative tetrafluoroquinodimethane and dicyanoquinodimethane are preferable.
- indenofluorene derivative compounds as shown in International Publication No. 2009/011327, International Publication No. 2009/069717 or International Publication No. 2010/064655 are preferable.
- the electron-accepting substance may be a single substance or a mixture with other organic compounds.
- a donor typified by an alkali metal is doped in the vicinity of the charge generation layer interface in the electron transport layer.
- Examples of the donor include at least one selected from the group consisting of a donor metal, a donor metal compound, and a donor metal complex.
- Specific examples of compounds that can be used for the donor metal, the donor metal compound, and the donor metal complex include compounds described in International Publication No. 2010/134352.
- each layer constituting the organic EL layer 41 includes a dry process such as a vacuum evaporation method, and a wet process such as a doctor blade method, a dip coating method, a micro gravure method, a spray method, an ink jet method, and a printing method. Can be used.
- the treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere or in a vacuum condition.
- it is preferable to perform a drying process by heating or the like in order to remove the solvent. In that case, it is preferable to perform a drying process in inert gas atmosphere, and it is more preferable to carry out under reduced pressure.
- the sealing layer 17 seals the plurality of organic EL elements 40 provided on the one surface 11 a of the substrate 11.
- the sealing layer 17 is formed so as to cover the surfaces of the second partition wall 16 and the organic EL element 40 partitioned by the second partition wall 16.
- Examples of the method for forming the sealing layer 17 include an EB vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a resistance heating vapor deposition method.
- a material of the sealing layer 17 if it is an organic substance, a phthalocyanine etc. will be mentioned, and if it is an inorganic substance, SiON, SiO, SiN etc. will be mentioned.
- the wavelength conversion substrate 20 includes a transparent substrate 21, a lattice-shaped black matrix 25 formed on one surface 21 a of the transparent substrate 21, and a surface 25 a opposite to the surface of the black matrix 25 in contact with the transparent substrate 21. 1 and the color filter layer (color adjustment layer) 22 provided in each of a plurality of regions partitioned by the first partition 26 and the wavelength conversion. And a layer (color conversion layer) 23.
- substrate which has the light transmittance used with the conventional organic EL display apparatus is used.
- the material of the transparent substrate 21 include a transparent inorganic glass substrate, various transparent plastic substrates, and various transparent films.
- the black matrix 25 is a black one formed between the sub-pixels S, and the red pixel portion S (R) and the green pixel portion S (G) of the color filter layer 22 on one surface 21a of the transparent substrate 21. ) And the blue pixel portion S (B).
- a material of the black matrix 25 an organic resin can be used.
- a coating method can be used, and it is particularly preferable to use a photo process.
- the first partition wall 26 is formed between the sub-pixels S, and the red pixel portion S (R) and the green pixel portion S (G) of the color filter layer 22 on one surface 21a of the transparent substrate 21. Are formed between the blue pixel portions S (B).
- the first partition wall 26 includes a first end surface 26a facing the transparent substrate 21, a second end surface 26b facing the first end surface 26a and having an area smaller than the area of the first end surface 26a, and a side surface 26c.
- a forward tapered shape refers to a taper shape whose cross-sectional shape becomes narrower in a direction away from the transparent substrate 21.
- the first partition wall 26 is made of a black matrix that does not transmit visible light.
- the black first partition wall 26 so as to partition the red pixel portion S (R), the green pixel portion S (G), and the blue pixel portion S (B) in the color filter layer 22, the contrast is improved. Improvements can be made.
- An organic resin can be used as the material of the first partition wall 26.
- a coating method can be used, and it is particularly preferable to use a photo process.
- the film thickness of the first partition wall 26 is preferably a layer thickness that can prevent the material for forming the wavelength conversion layer from overflowing outside the predetermined sub-pixel region when the wavelength conversion layer 23 is formed by the inkjet coating method.
- the color filter layer 22 obtains light having a specific wavelength and has a function of reducing light having other wavelengths.
- the color filter layer 22 includes a red color filter 22R, a green color filter 22G, and a blue color filter 22B formed on one surface 21a of the transparent substrate 21.
- the red color filter 22R sets the red pixel portion S (R)
- the green color filter 22G sets the green pixel portion S (G)
- the blue color filter 22B sets the blue pixel portion S (B).
- the color filter layer 22 in the present embodiment has a lower refractive index than the wavelength conversion layer 23.
- the wavelength conversion layer 23 has a function of absorbing incident light and emitting light in different wavelength ranges. Specifically, the wavelength conversion layer 23 absorbs a part of incident light (light emitted from the plurality of organic EL elements 40 mounted on the substrate 11), performs wavelength distribution conversion, and does not absorb incident light. This is a layer for emitting light including minute and converted light (light having a wavelength distribution different from that of incident light).
- the wavelength conversion layer 23 is a layer composed of a plurality of types of color conversion dyes, and in the present embodiment, has a red phosphor layer 23R and a green phosphor layer 23G.
- the red phosphor layer 23R and the green phosphor layer 23G are selected at positions corresponding to the sub-pixel S (R) and the sub-pixel S (G) among the sub-pixels partitioned by the first partition 26 on the transparent substrate 21.
- the red phosphor layer 23R is laminated on the surface of the red color filter 22R at a position corresponding to the red pixel portion S (R).
- the green phosphor layer 23G is a position corresponding to the green pixel portion S (G) and is laminated on the surface of the green color filter 22G.
- the color conversion dye at least one fluorescent dye that emits fluorescence in the red region may be used, and may be combined with one or more fluorescent dyes that emit fluorescence in the green region. That is, when the organic EL element 40 that emits light from the blue region to the blue-green region is used as the light source, if light from the organic EL device 40 is passed through a simple red filter to obtain light in the red region, the red light is originally red. Since there is little light of the wavelength of a field, it will become very dark output light. Therefore, by converting the light from the blue region to the blue-green region from the organic EL element 40 into the red region light by the fluorescent dye of the wavelength conversion layer 23, it is possible to output the red region light having sufficient intensity. Become.
- the light in the green region may be output by converting the light from the organic EL element 40 into light in the green region by another organic fluorescent dye, similarly to the light in the red region.
- the light emission of the organic EL element 40 sufficiently includes light in the green region, the light from the organic EL element 40 may be simply output through the green filter.
- the fluorescent dyes that absorb light from the blue region to the blue-green region and emit fluorescence in the red region include, for example, rhodamine B, rhodamine 6G, rhodamine 3B, rhodamine 101, Rhodamine 110, sulforhodamine, basic violet 11, basic red 2 and other rhodamine dyes, cyanine dyes, 1-ethyl-2- [4- (p-dimethylaminophenyl) -1,3-butadienyl] -pyridinium perchlorate Examples thereof include pyridine dyes such as (pyridine 1) or oxazine dyes. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used if they are fluorescent.
- a fluorescent dye that absorbs light from the blue region to the blue-green region and emits fluorescence in the green region for example, 3- (2′-benzothiazolyl) -7-diethylamino Coumarin (coumarin 6), 3- (2′-benzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin 7), 3- (2′-N-methylbenzimidazolyl) -7-N, N-diethylaminocoumarin (coumarin) 30), coumarin dyes such as 2,3,5,6-1H, 4H-tetrahydro-8-trifluoromethylquinolidine (9,9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), or coumarin dyes Basic yellow 51, and naphthalimide dyes such as solvent yellow 11 and solvent yellow 116 And the like. Furthermore, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used.
- the organic fluorescent dye used in the present embodiment includes polymethacrylate, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and these.
- An organic fluorescent pigment may be obtained by kneading into a resin mixture or the like in advance to obtain a pigment.
- these organic fluorescent dyes and organic fluorescent pigments (hereinafter, organic fluorescent dyes and organic fluorescent pigments are collectively referred to as “organic fluorescent dyes”) may be used alone to adjust the hue of fluorescence. Therefore, two or more kinds may be used in combination.
- the organic fluorescent dye used in the present embodiment contains 0.01% by mass to 5% by mass, more preferably 0.1% by mass to 2% by mass with respect to the wavelength conversion layer 23 based on the mass of the wavelength conversion layer 23. Is done. If the content of the organic fluorescent dye is less than 0.01% by mass with respect to the mass of the wavelength conversion layer 23, sufficient wavelength conversion cannot be performed. Further, if the content of the organic fluorescent dye exceeds 5% by mass with respect to the mass of the wavelength conversion layer 23, the color conversion efficiency is lowered due to the effect of concentration quenching or the like.
- the matrix resin used for the wavelength conversion layer 23 of the present embodiment is a radical species or an ion species obtained by subjecting a photocurable resin or a photothermal combination type curable resin (resist) to at least one of phototreatment and heat treatment. Is generated, polymerized or crosslinked, and insoluble and infusible.
- the material has a photocurable resin or a photothermal combination type curable resin and is soluble in an organic solvent or an alkaline solution in an unexposed state.
- the photocurable resin or the photothermal combination type curable resin includes (1) an acrylic polyfunctional monomer and an acrylic polyfunctional oligomer having a plurality of acroyl groups and methacryloyl groups, and a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator. (2) a composition comprising a polyvinylcinnamic acid ester and a sensitizer, (3) a composition comprising a chain olefin or cyclic olefin and bisazide, and (4) having an epoxy group A composition comprising a monomer and an acid generator is included.
- the composition comprising the acrylic polyfunctional monomer and acrylic polyfunctional oligomer (1) and a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator is capable of high-definition patterning, and solvent resistance. It is preferable because of high reliability such as heat resistance.
- the matrix resin is formed by applying at least one of light and heat to the photocurable resin or the photothermal combination curable resin.
- the photopolymerization initiator, sensitizer, and acid generator that can be used in the present embodiment are preferably those that initiate polymerization by light having a wavelength that is not absorbed by the fluorescent conversion dye contained therein.
- the wavelength conversion layer 23 when the resin in the photocurable resin or the photothermal combination curable resin can be polymerized by light or heat, do not add a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator. Is also possible.
- the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 are bonded together via a seal member 31 disposed along the peripheral edge of one of the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20.
- the filling layer 30 is provided between the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 and in a space surrounded by the seal member 31.
- a material having a refractive index of 1.5 to 1.9 is used as the filler for forming the filling layer 30.
- the filler having a refractive index of 1.5 to 1.9 include UV curable resin, thermosetting resin, fluorinated inert liquid, fluorinated oil, SiO x , SiO x N y , AlN x , and SiAlO. x N y, inorganic materials such as TiO x and the like.
- An example of the UV curable resin is an acrylic resin.
- the thermosetting resin include silicone resins.
- the filler may be applied or dispersed on the organic EL element substrate 10 or the wavelength conversion substrate 20 before the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 are bonded together, or after the two substrates are bonded together.
- the gap between the two substrates may be filled through an injection port provided in the seal member 31.
- light emission (excitation light) from the organic EL element 40 is light from the blue region to the blue-green region.
- the blue pixel portion S (B) light emitted from the organic EL element 40 passes through the blue color filter 22B, thereby reducing green light emission and obtaining blue light emission with high color purity.
- the green pixel portion S (G) the light from the organic EL element 40 is first converted to substantially green by transmitting through the green phosphor layer 23G, and further converted to substantially green by transmitting through the green color filter 22G. Of the converted light, light having a wavelength close to blue is reduced to obtain green light emission.
- the light from the organic EL element 40 is first converted into substantially red by transmitting through the red phosphor layer 23R, and further transmitted through the red color filter 22R, so that approximately red. Of the light converted to, light having a wavelength close to green is reduced to obtain red light emission.
- the second partition 16 of the organic EL element substrate 10 is provided with the gap 16B at a position corresponding to the same color among the adjacent subpixels. Therefore, when the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 are bonded together via the filler, the filler can be sufficiently expanded over the entire surface of the organic EL element substrate 10 and the entire surface of the wavelength conversion substrate 20. Therefore, the distance (interval) between the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 can be reduced.
- the light to be incident on the wavelength conversion layer 23 (for example, the red phosphor layer 23R) corresponding to one of the subpixels S (for example, the red pixel portion S (R)) Incident light into the wavelength conversion layer 23 (for example, the green phosphor layer 23G) corresponding to the other sub-pixel S (for example, the green pixel portion S (G)) and causing the phosphor forming the other pixel portion to emit light. Therefore, color mixing between the RGB sub-pixels S can be prevented. As a result, the light extraction efficiency from the organic EL element 40 can be improved.
- the organic EL display device 100 of the present embodiment when the width of the light emitting surface of the organic EL element substrate 10 is a and the width of the light incident surface of the sealing substrate 20 is b, It is preferable to satisfy the relationship of b ⁇ a. By satisfying this relationship, all of the light from the blue region to the blue-green region from the organic EL element 40 is incident on the target wavelength conversion layer 23. Therefore, each RGB subpixel S (red pixel portion S (R ), Color mixture between the green pixel portion S (G) and the blue pixel portion S (B)) can be prevented.
- W B width of the end face 16b opposite to the end face 16a facing the substrate 11
- the first partition wall 26 and the second partition wall 16 are preferably made of a light reflective material or a light scattering material. Further, since the first partition wall 26 is made of a light reflective material or a light scattering material, the side direction of the isotropic light emission from the wavelength conversion layer 23 (the red phosphor layer 23R and the green phosphor layer 23G). The light emission loss component that cannot be extracted to the transparent substrate 21 side due to light emission (waveguide component through the wavelength conversion layer 23) is reflected and scattered in a desired pixel by a light reflective or light scattering partition.
- the light emitted from the wavelength conversion layer 23 can be reflected in each pixel, and the light emission from the wavelength conversion layer 23 can be used effectively, so that the light emission efficiency can be improved and the power consumption can be reduced. Can be reduced.
- the second partition 16 is made of a light reflective material or a light scattering material, and emits light in the side surface direction (waveguide component through the organic EL element 40).
- the light emission loss component that cannot be extracted to the wavelength conversion substrate 20 side is reflected and scattered in a desired pixel by the light reflective or light scattering partition so that the light emission can be used effectively. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in color purity due to leakage of light emission to other than the desired pixel.
- the light-reflective material or light-scattering material forming the first partition wall 26 and the second partition wall 16 is not particularly limited.
- a reflective film such as a metal such as gold, silver, or aluminum, titanium oxide, or the like.
- Examples include a scattering film.
- the first partition wall 26 and the second partition wall 16 By using a metal as the material of the first partition wall 26 and the second partition wall 16, it is possible to reflect light emitted from the phosphor contained in the wavelength conversion layer 23 and to emit light only in a desired direction. It is preferable because luminous efficiency can be improved.
- the first partition wall 26 and the second partition wall 16 themselves are not light-reflective, if a reflective film made of metal is formed on the first partition wall 26 and the second partition wall 16, the phosphor contained in the wavelength conversion layer 23 Can be reflected in a desired direction. Examples of the method for forming a reflective film made of metal on the wavelength conversion layer 23 include dry processes such as chemical vapor deposition (CVD) and vacuum deposition, and wet processes such as spin coating.
- CVD chemical vapor deposition
- spin coating wet processes
- a light scattering layer (not shown) is provided on the surface of the color filter layer 22 or the wavelength conversion layer 23 that faces the organic EL element 40, as in the sixth embodiment described later. May be.
- the light scattering layer By providing the light scattering layer, light emitted from the organic EL element 40 can be sufficiently diffused and incident on the color filter layer 22 or the wavelength conversion layer 23, so that luminance unevenness in the organic EL display device 100 is improved. be able to.
- the light emitted from the wavelength conversion layer 23 can be scattered toward the color filter layer 22, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved.
- first wavelength selection film a film composed of a band-pass filter (not shown) that reflects the light emitted from the phosphors constituting the wavelength conversion layer 23 (the red phosphor layer 23R and the green phosphor layer 23G) (hereinafter referred to as “first wavelength selection film”). ”) May be laminated.
- the first wavelength selection film By providing the first wavelength selection film on the surface 23a of the red phosphor layer 23R facing the organic EL element 40, the first wavelength selection film transmits light emitted from the organic EL element 40, and the red phosphor layer 23R Since the light emission of the phosphor constituting the light is reflected, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved. Further, by providing a first wavelength selection film on the surface 23a of the green phosphor layer 23G facing the organic EL element 40, the first wavelength selection film transmits light emitted from the organic EL element 40, and the green phosphor layer Since the light emission of the phosphor constituting 23G is reflected, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved.
- the first wavelength selection film transmits light emitted from the organic EL element 40, so that the organic EL display device The light extraction efficiency at 100 can be improved.
- the light emission (light in the blue-green wavelength range) from the organic EL element 40 is reflected on the color filter layer 22 and the wavelength conversion layer 23 as in the eighth embodiment to be described later.
- a film composed of a band-pass filter (not shown) that transmits light emitted from the phosphor constituting the wavelength conversion layer 23 (the red phosphor layer 23R and the green phosphor layer 23G) (hereinafter referred to as “second wavelength selection film”). ”) May be laminated.
- the second wavelength selection film By providing the second wavelength selection film on the surface 22b facing the transparent substrate 21 in the red color filter 22R, the light emitted from the organic EL element 40 does not excite the phosphor of the red phosphor layer 23R, and the red fluorescence
- the light passes through the body layer 23R and the red color filter 22R and reaches the second wavelength selection film, the light is reflected by the second wavelength selection film, returned to the red phosphor layer 23R, and the red phosphor layer 23R. Can be used again to excite the phosphor.
- the second wavelength selection film transmits light emitted from the phosphor of the red phosphor layer 23R. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved.
- the light emitted from the organic EL element 40 is green fluorescent without exciting the phosphor of the green phosphor layer 23G.
- the light passes through the body layer 23G and the green color filter 22G and reaches the second wavelength selection film, the light is reflected by the second wavelength selection film, returned to the green phosphor layer 23G, and the green phosphor layer 23G. Can be used again to excite the phosphor.
- the second wavelength selection film transmits light emitted from the phosphor of the green phosphor layer 23G. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved.
- the organic EL display device 100 of the present embodiment light emission from the organic EL element 40 (light from the blue region to the blue-green region) is emitted to the color filter layer 22 and the wavelength conversion layer 23 as in the ninth embodiment described later.
- a first wavelength selection film (not shown) that transmits and reflects the light emitted from the phosphor that constitutes the wavelength conversion layer 23 (the red phosphor layer 23R and the green phosphor layer 23G) is laminated, and the color filter layer 22 and the wavelength conversion layer 23 reflect the light emitted from the organic EL element 40 (light from the blue region to the blue-green region) and constitute the wavelength conversion layer 23 (red phosphor layer 23R, green phosphor layer 23G).
- a second wavelength selection film that transmits the light emitted from the fluorescent material may be laminated.
- the first wavelength selection film By providing the first wavelength selection film on the surface 23a of the red phosphor layer 23R facing the organic EL element 40, the first wavelength selection film transmits light emitted from the organic EL element 40, and the red phosphor layer 23R Reflects the light emitted from the constituent phosphor. Further, by providing the second wavelength selection film on the surface 22b facing the transparent substrate 21 in the red color filter 22R, the light emission from the organic EL element 40 does not excite the phosphor of the red phosphor layer 23R. When the light passes through the red phosphor layer 23R and the red color filter 22R and reaches the second wavelength selection film, the light is reflected by the second wavelength selection film and returned to the red phosphor layer 23R. It can be used again to excite the phosphor of layer 23R. The second wavelength selection film transmits light emitted from the phosphor of the red phosphor layer 23R. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved.
- the first wavelength selection film transmits light emitted from the organic EL element 40, and the green phosphor layer The light emission of the phosphor constituting 23G is reflected.
- the second wavelength selection film on the surface 22b facing the transparent substrate 21 in the green color filter 22G, the light emitted from the organic EL element 40 is green fluorescent without exciting the phosphor of the green phosphor layer 23G.
- the light passes through the body layer 23G and the green color filter 22G and reaches the second wavelength selection film, the light is reflected by the second wavelength selection film, returned to the green phosphor layer 23G, and the green phosphor layer 23G. Can be used again to excite the phosphor.
- the second wavelength selection film transmits light emitted from the phosphor of the green phosphor layer 23G. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 100 can be improved.
- FIG. 4 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the second embodiment of the present invention. 4, the same components as those of the organic EL display device 100 shown in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the organic EL display device 110 of the present embodiment is different from the organic EL display device 100 of the first embodiment described above in that the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 is opposite to the end face 26 a facing the transparent substrate 21.
- the area of the end face 26b on the side is an inversely tapered shape that is larger than the area of the end face 26a facing the transparent substrate 21.
- the “reverse taper shape” refers to a taper shape whose cross-sectional shape becomes thicker in a direction away from the transparent substrate 21.
- the shape of the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 By making the shape of the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 into an inversely tapered shape, light emitted from the organic EL element 40 enters the wavelength conversion layer 23 of the wavelength conversion substrate 20 and is converted by the wavelength conversion layer 23. The emitted light can be effectively emitted (propagated) to the transparent substrate 21 side of the wavelength conversion substrate 20.
- the taper angle of the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 (the angle formed between the side surface 26c of the first partition wall 26 and one surface 21a of the transparent substrate 21) is ⁇ .
- the relative ratio of the light extracted from the wavelength conversion layer 23 is such that the taper angle ⁇ is larger than 90 ° and the shape of the first partition wall 26 is the reverse taper shape.
- the taper angle ⁇ is smaller than 90 °, and the shape of the first partition wall 26 is larger than that of the forward tapered shape.
- Light that is not extracted from the wavelength conversion layer 23 is scattered between the organic EL element substrate 10 and the wavelength conversion substrate 20 except that it is absorbed, and thus may be mixed into adjacent sub-pixels.
- the shape of the first partition wall 26 an inversely tapered shape, color mixing can be further reduced and light extraction efficiency can be further improved.
- a light scattering layer, a first wavelength selection film, a second wavelength selection film, and the like can be provided in the same manner as the organic EL display device 100 of the first embodiment described above.
- FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the third embodiment of the present invention.
- the same components as those of the organic EL display device 100 shown in FIG. 1A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the organic EL display device 120 of the present embodiment is different from the organic EL display device 100 of the first embodiment described above on the second electrode (upper electrode) 43 of the organic EL element 40 constituting the organic EL element substrate 10.
- a bandpass filter 121 made of a dielectric multilayer film that transmits only light emitted from the organic EL element 40 is provided.
- the band pass filter 121 is provided on the surface 17 a of the sealing layer 17 facing the wavelength conversion substrate 20.
- the band-pass filter 121 transmits only the light emitted from the organic EL element 40 (light from the blue region to the blue-green region), and the wavelength conversion layer 23 (red fluorescent light) is emitted by the light emitted from the organic EL element 40 (excitation light).
- the wavelength selective film reflects light generated in the body layer 23R and the green phosphor layer 23G).
- a dielectric multilayer film made of an inorganic vapor deposition film, an organic film, a cholesteric liquid crystal film, or the like is used as the band pass filter 121.
- the light incident obliquely on the bandpass filter 121 has a different optical path length from the light incident perpendicularly on the bandpass filter 121. Therefore, when the light emitted from the organic EL element 40 is obliquely incident, the bandpass filter 121 reduces the transmittance of the light and transmits the light from the organic EL element 40 to the wavelength conversion layer 23 of the wavelength conversion substrate 20. The directivity of light can be increased.
- the bandpass filter 121 functions as a reflection film for the light that has been wavelength-converted by the wavelength conversion layer 23, so that it is possible to improve the light emission extraction efficiency of the phosphor constituting the wavelength conversion layer 23.
- a light scattering layer similarly to the organic EL display device 100 of the first embodiment described above, a light scattering layer, a first wavelength selection film, a second wavelength selection film, and the like can be provided.
- FIG. 8 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the fourth embodiment of the present invention.
- the organic EL display device 130 of the present embodiment is different from the organic EL display device 100 of the first embodiment described above in that the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 is opposite to the end face 26 a facing the transparent substrate 21.
- the area of the end face 26b on the side is larger than the area of the end face 26a facing the transparent substrate 21 and has an inversely tapered shape, and the second electrode of the organic EL element 40 constituting the organic EL element substrate 10 (
- a band-pass filter 121 made of a dielectric multilayer film that transmits only light emitted from the organic EL element 40 is provided on the (upper electrode) 43.
- the shape of the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 By making the shape of the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 into an inversely tapered shape, light emitted from the organic EL element 40 enters the wavelength conversion layer 23 of the wavelength conversion substrate 20 and is converted by the wavelength conversion layer 23. The emitted light can be effectively emitted (propagated) to the transparent substrate 21 side of the wavelength conversion substrate 20. Further, by providing a band-pass filter 121 made of a dielectric multilayer film that transmits only light emitted from the organic EL element 40 on the second electrode 43 of the organic EL element 40 constituting the organic EL element substrate 10, the organic EL element The directivity of light from the element 40 to the wavelength conversion layer 23 can be increased, and the light emission efficiency of the phosphor constituting the wavelength conversion layer 23 can be improved.
- the shape of the first partition wall 26 of the wavelength conversion substrate 20 is an inversely tapered shape, and a band pass filter 121 that transmits only light emitted from the organic EL element 40 is provided on the second electrode 43 of the organic EL element 40.
- a band pass filter 121 that transmits only light emitted from the organic EL element 40 is provided on the second electrode 43 of the organic EL element 40.
- a light scattering layer, a first wavelength selection film, a second wavelength selection film, and the like can be provided in the same manner as the organic EL display device 100 of the first embodiment described above.
- FIG. 9A is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an organic EL display device according to a fifth embodiment of the present invention.
- FIG. 9B is a diagram showing a schematic configuration of the organic EL element.
- the organic EL display device 300 of the present embodiment includes an organic EL element substrate 210, a sealing substrate (wavelength conversion substrate) 220, and the organic EL element substrate 210 and the sealing substrate 220.
- a top emission type organic EL display device that is driven by an active driving method.
- the organic EL display device 300 of the present embodiment has b ⁇ when the width of the light emitting surface of the organic EL element substrate 210 is a and the width of the light incident surface of the sealing substrate 220 is b. Satisfies the relationship a.
- the width a of the light emission surface of the organic EL element substrate 210 is the width of the opening of the second partition 216 described later, that is, the interval between the second end surfaces 216b in the adjacent second partitions 216. It is.
- the width b of the light incident surface of the sealing substrate 220 is the width of the opening of the first partition 226 described later, that is, the interval between the second end surfaces 226b in the adjacent first partitions 226. .
- the organic EL element substrate 210 mainly includes a substrate 211, a TFT (thin film transistor) circuit 212, and an organic EL element (organic light emitting element) 240.
- a plurality of organic EL elements 240 are provided on the substrate 211 including the TFT circuit 212. Is provided.
- the sealing substrate (wavelength conversion substrate) 220 mainly includes a transparent substrate 221, a color filter layer (color adjustment layer) 222, and a wavelength conversion layer (color conversion layer) 223, and on one surface 221a side of the transparent substrate 221, A color filter layer (color adjustment layer) 222 and a wavelength conversion layer 223 corresponding to the R, G, and B sub-pixels S are provided.
- the organic EL display device 300 of the present embodiment light emitted from the organic EL element 240 that is a light source is incident on the wavelength conversion layer 223 and the color filter layer 222, so that the three colors of red, green, and blue are obtained. Light is emitted to the outside (observer side) of the sealing substrate 220.
- the organic EL element 240 is configured by sandwiching an organic EL layer 241 between a first electrode 242 and a second electrode 243.
- the first electrode 242 is connected to one of the TFT circuits 212 by a contact hole 212b provided through the interlayer insulating film 213 and the planarizing film 214.
- the second electrode 243 is connected to one of the TFT circuits 212 by a wiring (not shown) provided through the interlayer insulating film 213 and the planarization film 214.
- FIG. 10 is a top view showing the organic EL display device 100.
- the organic EL display device 300 of this embodiment has a plurality of pixels 224.
- Each pixel 24 includes three sub-pixels S (red pixel portion S (R), green pixel portion S (G), blue color corresponding to red light (R), green light (G), and blue light (B), respectively. Pixel portion S (B)).
- the red pixel portion S (R), the green pixel portion S (G), and the blue pixel portion S (B) extend in a stripe shape along the y axis, and the red pixel portion S (R), green color along the x axis.
- the pixel portion S (G) and the blue pixel portion S (B) are arranged in this order to form a two-dimensional stripe arrangement.
- FIG. 10 shows an example in which the RGB sub-pixels (red pixel portion S (R), green pixel portion S (G), and blue pixel portion S (B)) are arranged in stripes.
- the present embodiment is not limited to this, and the arrangement of the RGB sub-pixels (red pixel portion S (R), green pixel portion S (G), blue pixel portion S (B)) is a mosaic arrangement, a delta arrangement, or the like.
- a conventionally known RGB pixel array may be used.
- the organic EL element substrate 210 includes an active matrix substrate 215, a plurality of organic EL elements 240 provided on the active matrix substrate 215, a second partition 216, and a sealing layer 217. Configured.
- the active matrix substrate 215 includes a substrate 211, a TFT circuit 212 formed on the substrate 211, an interlayer insulating film 213, and a planarization film 214.
- a TFT circuit 212 and various wirings are formed on the substrate 211, and an interlayer insulating film 213 and a planarizing film 214 are sequentially stacked so as to cover the upper surface of the substrate 211 and the TFT circuit 212. .
- the substrate 211 a substrate similar to the above-described substrate 11 is used.
- TFT circuit 212 a TFT circuit similar to the TFT circuit 12 described above is used.
- interlayer insulating film 213 As the interlayer insulating film 213, an interlayer insulating film similar to the above-described interlayer insulating film 13 is used.
- planarizing film 214 a planarizing film similar to the above-described planarizing film 14 is used.
- the second partition 216 is formed so as to surround the organic EL element 240 and partition each sub-pixel S.
- the second partition 216 is formed between at least the sub-pixels S on the one surface 211 a of the substrate 211, and prevents leakage between the first electrode 242 and the second electrode 243.
- the second partition 216 includes a first end surface 216a facing the substrate 211, a second end surface 216b facing the first end surface 216a and having an area smaller than the area of the first end surface 216a, and a side surface 216c.
- the shape may be either a forward tapered shape or a reverse tapered shape.
- the “forward taper shape” refers to a taper shape whose cross-sectional shape becomes thinner in a direction away from the substrate 11
- the “reverse taper shape” refers to a taper shape whose cross-sectional shape becomes thicker in a direction away from the substrate 11. I mean.
- the second partition 216 is provided with a gap 216 ⁇ / b> B at a position corresponding to between the sub-pixels of the same color among the adjacent sub-pixels. That is, the second partition 216 includes a main portion 216A provided so as to partition the organic EL elements 240 corresponding to the sub-pixels of different colors among the adjacent sub-pixels, and the adjacent sub-pixels. A gap 216B provided between the organic EL elements 240 corresponding to the sub-pixels of the same color.
- the height of the main portion 216A with reference to one surface 211a of the substrate 211 is h 1 and the height of the gap 216B with reference to one surface 211a of the substrate 211 is h 2 , h 1 > h 2 Satisfies the relationship.
- the height h 2 of the gap 216B is not particularly limited, and the filler filled between the organic EL element substrate 210 and the wavelength conversion substrate 220 can sufficiently extend over the entire surface of the organic EL element substrate 210. It is set as appropriate within the range.
- the width w of the gap 216B (the width along the direction (longitudinal direction) along which the second partition wall 216 is located) w is not particularly limited, and the filler is filled between the organic EL element substrate 210 and the wavelength conversion substrate 220. However, it is set as appropriate as long as it can be sufficiently expanded over the entire surface of the organic EL element substrate 210.
- the shape of the gap 216 ⁇ / b> B is not particularly limited, and is set as appropriate as long as the filler filled between the organic EL element substrate 210 and the wavelength conversion substrate 220 can sufficiently expand over the entire surface of the organic EL element substrate 210. Is done.
- the second partition 216 in the present embodiment is formed of a white bank that takes into account the light extraction efficiency from the organic EL element 240. Thereby, the luminance is improved.
- the second partition 216 can be formed in the same manner as the second partition 16 described above.
- the second partition 216 has a film thickness that can sufficiently ensure the insulation between the first electrode 142 and the second electrode 143.
- the film thickness of the second partition 216 is preferably 100 nm to 2000 nm, for example. If the thickness of the second partition 216 is less than 100 nm, the insulation is not sufficient, and leakage occurs between the first electrode 142 and the second electrode 143, resulting in an increase in power consumption and non-light emission. On the other hand, when the film thickness of the second partition 216 exceeds 2000 nm, it takes time for the film forming process, and there is a concern that the productivity is deteriorated.
- the organic EL element 240 includes a first electrode 242, an organic EL layer 241, and a second electrode 243.
- the first electrode 242 and the second electrode 243 function as a pair as an anode or a cathode of the organic EL element 240.
- FIGS. 9A and 9B and the following description the case where the first electrode 242 is an anode and the second electrode 243 is a cathode will be described as an example.
- a reflective electrode that includes a reflective electrode and a transparent electrode and reflects light and has a high reflectance.
- a semitransparent electrode is preferably used as the second electrode 243.
- Examples of the reflective electrode constituting the first electrode 242 include reflective metal electrodes such as aluminum, silver, gold, aluminum-lithium alloy, aluminum-neodymium alloy, and aluminum-silicon alloy.
- Examples of the transparent electrode constituting the first electrode 242 include those made of a transparent electrode material such as an oxide made of indium and tin (ITO) and an oxide made of indium tin and tin (IZO). .
- the 1st electrode 242 is not limited to said structure, You may be comprised only from said reflective metal electrode.
- the second electrode (semi-transparent electrode) 243 a metal semi-transparent electrode alone or a combination of a metal semi-transparent electrode and a transparent electrode material can be used.
- a material for the semitransparent electrode silver is preferable from the viewpoint of reflectance and transmittance.
- the film thickness of the semitransparent electrode is preferably 5 nm to 30 nm. When the film thickness of the translucent electrode is less than 5 nm, the light cannot be sufficiently reflected, and the interference effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the film thickness of the semi-transparent electrode exceeds 30 nm, the light transmittance is drastically lowered, so that the luminance and light emission efficiency of the organic EL display device 300 may be lowered.
- the first electrode 242 and the second electrode 243 can be formed using a conventional electrode material.
- a transparent electrode can be formed using ITO, IDIXO, IZO, GZO, SnO 2 or the like in order to efficiently inject holes into the organic EL layer 241.
- the second electrode 243 is formed by laminating a metal having a low work function such as Ca / Al, Ce / Al, Cs / Al, Ba / Al and a stable metal in order to inject electrons efficiently.
- the second electrode 243 may be formed of an alloy containing a metal having a low work function such as a Ca: Al alloy, an Mg: Ag alloy, or a Li: Al alloy, or LiF / Al or LiF / Ca / Al. , BaF2 / Ba / Al, LiF / Al / Ag, or other thin film insulating layers and metal electrodes may be combined.
- the organic EL layer 241 is disposed between the first electrode 242 and the second electrode 243, and emits light when a voltage is applied.
- the organic EL layer 241 includes, in order from the first electrode 242 side, a hole injection layer 244, a hole transport layer 245, an electron blocking layer 246, a light emitting layer 247, an electron transport layer 248, and an electron.
- An injection layer 249 is provided (hole injection layer / hole transport layer / electron blocking layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer).
- the light emitting layer 247 of this embodiment has a single layer structure that emits blue to blue-green light.
- the light emission of the organic EL layer 241 is directed in the front direction (light extraction direction) due to the interference effect between the first electrode 242 and the second electrode 243. It can be condensed. At that time, since the light emission of the organic EL layer 241 can have directivity, the light emission loss that escapes to the surroundings can be reduced, and the light emission efficiency can be increased. Thereby, the light emission energy generated in the organic EL layer 241 can be emitted more efficiently to the wavelength conversion layer 223 side, and consequently the front luminance of the organic EL element 240 can be increased.
- the emission spectrum of the organic EL layer 241 can be adjusted, and the desired emission peak wavelength and half width can be adjusted. Can do. Thereby, the emission spectrum of the organic EL layer 241 can be controlled to a spectrum that can effectively excite the organic fluorescent dye in the wavelength conversion layer 223.
- first electrode 242 and the second electrode 243 For the formation of the first electrode 242 and the second electrode 243, the same method as that for the first electrode 42 and the second electrode 43 described above can be used.
- the hole injection layer 244 is provided in order to efficiently receive holes from the first electrode 242 and efficiently transfer them to the hole transport layer 245.
- the HOMO level of the material used for the hole injection layer 244 is preferably lower than the HOMO level used for the hole transport layer 245 and higher than the work function of the first electrode 242.
- the hole injection layer 244 may be a single layer or a multilayer.
- the same resin as in the first embodiment described above can be used.
- the same resin as the material of the hole injection layer 44 described above can be used as the material of the hole injection layer 244.
- the hole transport layer 245 is provided to efficiently receive holes from the hole injection layer 244 and efficiently transfer them to the light emitting layer 247.
- the HOMO level of the material used for the hole transport layer 245 is preferably higher than the HOMO level of the hole injection layer 24 and lower than the HOMO level of the light emitting layer 247. This is because holes can be injected and transported to the light emitting layer 247 more efficiently, and the effect of reducing the voltage required for light emission and the effect of improving the light emission efficiency can be obtained.
- the LUMO level of the hole transport layer 245 is preferably lower than the LUMO level of the light emitting layer 247 so that leakage of electrons from the light emitting layer 247 can be suppressed. Then, the light emission efficiency in the light emitting layer 247 can be increased.
- the band gap of the hole transport layer 245 is preferably larger than the band gap of the light emitting layer 247. Then, excitons can be effectively confined in the light emitting layer 247.
- the hole transport layer 245 may be a single layer or a multilayer, and can be formed in the same manner as the hole injection layer 44 using a dry process or a wet process.
- the electron blocking layer 246 can be formed using the same material as the hole injection layer 244. However, the absolute value of the LUMO level of the material is preferably smaller than the absolute value of the LUMO level of the material of the hole injection layer 244 included in the light emitting layer 247 in contact with the electron blocking layer 246. This is because electrons can be more effectively confined in the light emitting layer 247.
- the electron blocking layer 246 may be a single layer or a multilayer, and can be formed in the same manner as the hole injection layer 244 using a dry process or a wet process.
- the same material as the light emitting layer 47 described above can be used.
- the same material as the electron transport layer 48 described above can be used.
- the electron injection layer 249 is provided to efficiently receive electrons from the second electrode 243 and efficiently transfer them to the electron transport layer 248.
- As a material of the electron injection layer 249 the same material as that of the above-described electron injection layer 49 can be used.
- the structure of the organic EL layer 241 is not limited to this, and can be appropriately set as necessary.
- hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer configuration hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer configuration, hole injection layer / hole transport layer / An electron blocking layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron injection layer can also be used.
- each layer constituting the organic EL layer 241 As a method for forming each layer constituting the organic EL layer 241, a method similar to the method for forming each layer constituting the organic EL layer 41 described above can be used.
- the sealing layer 217 seals the plurality of organic EL elements 240 provided on the one surface 211 a of the substrate 211.
- the sealing layer 217 is formed so as to cover the surface of the organic EL element 240 partitioned by the second partition 216 and the first partition 226.
- the sealing layer 217 can prevent oxygen, moisture, and contamination from entering the organic EL element 240 from the outside, and thus the life of the organic EL element 240 can be improved.
- a method for forming the sealing layer 217 As a method for forming the sealing layer 217, a method similar to the method for forming the sealing layer 17 described above can be used.
- the wavelength conversion substrate (sealing substrate) 220 includes a transparent substrate 221, a color filter layer (color adjustment layer) 222 formed on the transparent substrate 221, a wavelength conversion layer (color conversion layer) 223, and a first partition 226. And is configured.
- the transparent substrate 221 is not particularly limited, and a light-transmitting substrate used in a conventional organic EL display device is used.
- Examples of the material of the transparent substrate 221 include a transparent inorganic glass substrate, various transparent plastic substrates, and various transparent films.
- the first partition 226 is formed between the sub-pixels S, and the red pixel portion S (R) and the green pixel portion S (G) of the color filter layer 222 on one surface 221a of the transparent substrate 221. Are formed between the blue pixel portions S (B).
- the first partition 226 includes a first end surface 226a facing the transparent substrate 221, a second end surface 226b facing the first end surface 226a and having an area smaller than the area of the first end surface 226a, and a side surface 226c.
- the shape may be either a forward tapered shape or a reverse tapered shape.
- the “forward taper shape” means a taper shape whose cross-sectional shape becomes thinner in a direction away from the substrate 221
- the “reverse taper shape” means a taper shape whose cross-sectional shape becomes thicker in a direction away from the substrate 221. I mean.
- the first partition 226 is made of a black matrix that does not transmit visible light. As described above, by providing the black first partition 226 so as to partition the red pixel portion S (R), the green pixel portion S (G), and the blue pixel portion S (B) in the color filter layer 222, the contrast can be improved. Improvements can be made.
- An organic resin can be used as the material of the first partition 226.
- a coating method can be used, and in particular, a photo process is preferably used.
- the film thickness of the first partition wall 226 is preferably a layer thickness that can prevent the color conversion layer material from overflowing outside a predetermined subpixel region when the wavelength conversion layer 223 is formed by an ink jet coating method.
- the color filter layer 222 obtains light with a specific wavelength and has a function of reducing light with other wavelengths.
- the color filter layer 222 includes a red color filter 222R, a green color filter 222G, and a blue color filter 222B formed on one surface 221a of the transparent substrate 221.
- a red pixel portion S (R) is set by the red color filter 222R
- a green pixel portion S (G) is set by the green color filter 222G
- a blue pixel portion S (B) is set by the blue color filter 222B.
- the wavelength conversion layer 223 has a function of absorbing incident light and emitting light in different wavelength ranges. Specifically, the wavelength conversion layer 223 absorbs a part of incident light (light emitted from the plurality of organic EL elements 240 mounted on the substrate 211), performs wavelength distribution conversion, and does not absorb incident light. This is a layer for emitting light including minute and converted light (light having a wavelength distribution different from that of incident light).
- the wavelength conversion layer 223 is a layer made of a plurality of types of color conversion dyes, and in the present embodiment, has a red phosphor layer 223R and a green phosphor layer 223G.
- the red phosphor layer 223R and the green phosphor layer 223G are selected at positions corresponding to the sub-pixel S (R) and the sub-pixel S (G) among the sub-pixels partitioned by the first partition 226 on the transparent substrate 221.
- the red phosphor layer 223R is a position corresponding to the red pixel portion S (R) and is laminated on the surface of the red color filter 222R.
- the green phosphor layer 223G is a position corresponding to the green pixel portion S (G), and is laminated on the surface of the green color filter 222G.
- the color conversion dye at least one fluorescent dye that emits fluorescence in the red region may be used, and may be combined with one or more fluorescent dyes that emit fluorescence in the green region. That is, when the organic EL element 240 that emits light from the blue region to the blue-green region is used as the light source, if the light from the organic EL device 240 is passed through a simple red filter to obtain light in the red region, The output light becomes extremely dark because there is little light of the wavelength of. Therefore, by converting the light from the blue region to the blue-green region from the organic EL element 240 into the light in the red region by the fluorescent dye of the wavelength conversion layer 223, it is possible to output light in the red region having sufficient intensity. Become.
- the light in the green region may be output by converting the light from the organic EL element 240 into the light in the green region by another organic fluorescent dye, similarly to the light in the red region.
- the light emission of the organic EL element 240 sufficiently includes light in the green region, the light from the organic EL element 240 may be simply output through the green filter.
- the fluorescent dye that absorbs the light from the blue region to the blue-green region and emits the fluorescence in the red region is the same fluorescence as that used in the wavelength conversion layer 23 described above. A dye is used.
- the fluorescent dye that absorbs the light from the blue region to the blue-green region and emits the fluorescence in the green region is the same fluorescence as that used in the wavelength conversion layer 23 described above. A dye is used.
- the organic fluorescent dye used in the present embodiment includes polymethacrylate, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer resin, alkyd resin, aromatic sulfonamide resin, urea resin, melamine resin, benzoguanamine resin, and these.
- An organic fluorescent pigment may be obtained by kneading into a resin mixture or the like in advance to obtain a pigment.
- these organic fluorescent dyes and organic fluorescent pigments (hereinafter, organic fluorescent dyes and organic fluorescent pigments are collectively referred to as organic fluorescent dyes) may be used alone or in order to adjust the hue of fluorescence. You may use combining more than a seed.
- the organic fluorescent dye used in the present embodiment is contained in an amount of 0.01% by mass to 5% by mass, more preferably 0.1% by mass to 2% by mass with respect to the wavelength conversion layer 223 based on the mass of the wavelength conversion layer 223. Is done. If the content of the organic fluorescent dye is less than 0.01% by mass with respect to the mass of the wavelength conversion layer 223, sufficient wavelength conversion cannot be performed. Further, if the content of the organic fluorescent dye exceeds 5% by mass with respect to the mass of the wavelength conversion layer 223, the color conversion efficiency is lowered due to the effect of concentration quenching or the like.
- the matrix resin used in the wavelength conversion layer 223 of this embodiment is a radical species or an ion species obtained by subjecting a photocurable resin or a photothermal combination type curable resin (resist) to at least one of phototreatment and heat treatment. Is generated, polymerized or crosslinked, and insoluble and infusible.
- the same material as that used in the above-described wavelength conversion layer 23 is used.
- the same material as that used in the wavelength conversion layer 23 is used.
- the photopolymerization initiator, sensitizer, and acid generator that can be used in the present embodiment are preferably those that initiate polymerization by light having a wavelength that is not absorbed by the fluorescent conversion dye contained therein.
- a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator should not be added. Is also possible.
- the organic EL element substrate 210 and the sealing substrate 220 are bonded together via a seal member 231 disposed along the peripheral edge of one of the organic EL element substrate 210 and the sealing substrate 220.
- the filling layer 230 is provided between the organic EL element substrate 210 and the sealing substrate 220 and in a space surrounded by the seal member 231.
- the filling layer 230 is made of a transparent medium.
- As the transparent medium air, an inert gas such as nitrogen gas or argon gas, or a resin material is used.
- light emission (excitation light) from the organic EL element 240 is light from the blue region to the blue-green region.
- the blue pixel portion S (B) light emitted from the organic EL element 240 passes through the blue color filter 222B, thereby reducing green light emission and obtaining blue light emission with high color purity.
- the green pixel portion S (G) the light from the organic EL element 240 is first converted to substantially green by transmitting through the green phosphor layer 223G, and further converted to approximately green by transmitting through the green color filter 222G. Of the emitted light, light having a wavelength close to blue is reduced to obtain green light emission.
- the light from the organic EL element 240 is first converted into substantially red by transmitting through the red phosphor layer 223R, and further converted into substantially red by transmitting through the red color filter 222R. Of the converted light, light having a wavelength close to green is reduced to obtain red light emission.
- the organic EL display device 300 of this embodiment when the width of the light emitting surface of the organic EL element substrate 210 is a and the width of the light incident surface of the sealing substrate 220 is b, the relationship b ⁇ a is satisfied. Therefore, since all the light from the blue region to the blue-green region from the organic EL element 240 is incident on the target wavelength conversion layer 223, each of the RGB sub-pixels S (red pixel portion S (R), green) Color mixing between the pixel portion S (G) and the blue pixel portion S (B) can be prevented.
- the RGB sub-pixels S red pixel portion S (R), green
- the light to be incident on the wavelength conversion layer 223 for example, the red phosphor layer 223R
- the wavelength conversion layer 223 for example, the green phosphor layer 223G
- the sub-pixel S for example, the green pixel portion S (G)
- the light extraction efficiency from the organic EL element 240 can be improved.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the sixth embodiment of the present invention.
- the same components as those of the organic EL display device 300 shown in FIG. 9A are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
- the organic EL display device 310 of the present embodiment is different from the organic EL display device 300 of the first embodiment described above in that the surface 223a facing the organic EL element 240 in the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223 is light.
- the scattering layer 311, 312, 313 is provided.
- the light scattering layer 311 is provided on the surface 223a of the red phosphor layer 223R facing the organic EL element 240.
- a light scattering layer 312 is provided on the surface 223a of the green phosphor layer 223G facing the organic EL element 240.
- a light scattering layer 313 is provided on a surface 222a of the blue color filter 222B that faces the organic EL element 240.
- the light scattering layers 311, 312, and 313 are composed of a light scatterer 314 and a binder resin (not shown). That is, the light scattering layers 311, 312, and 313 are layers formed by dispersing a plurality of light scattering bodies 314 in a binder resin.
- the binder resin for example, an acrylic resin or the like is used.
- acrylic beads are used as the light scatterer 314.
- spherical particles are used as the light scatterer 314, but the particle diameter is preferably larger than 1/10 of the wavelength of light emitted from the organic EL element 240. If the particle size of the particles constituting the light scatterer 314 is in the above range, the light incident on the light scatterer 314 is Mie scattered, so that forward scattering is larger than backscattering. Accordingly, when light emitted from the organic EL element 240 is incident on the light scatterer 314, it is strongly scattered toward the wavelength conversion layer 223, so that the light extraction efficiency in the organic EL display device 310 can be improved.
- the light scattering layers 311, 312 and 313 may scatter light anisotropically or may scatter light isotropically.
- light emitted from the organic EL element 240 can be sufficiently diffused and incident on the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223. Brightness unevenness can be improved.
- the light extraction efficiency in the organic EL display device 310 can be improved.
- the light scattering layers 311, 312, and 313 are used for efficiently wavelength-converting (color-converting) light emission 240 ⁇ / b> A from the organic EL element 240.
- the effect obtained by the light scattering layers 311, 312, and 313 will be described.
- the direction of dipole moment 316A is generally random.
- the organic EL element 240 has a microresonator structure to increase the directivity of light emission.
- the vibration direction 240B of the electric field of the light emission 240A from the organic EL element 240 is biased toward the surface 223a facing the organic EL element 240 in the wavelength conversion layer 223.
- Organic EL element in which the direction 315A of the transition dipole moment of the fluorescent dye 315 and the direction 316A of the transition dipole moment of the host material (matrix resin) 316 are random in the wavelength conversion layer 223 and the vibration direction 240B of the electric field is biased
- the light emission 240A from 240 is incident, the light is not efficiently absorbed by the fluorescent dye 315. Therefore, in order to efficiently absorb the light emission 240A from the organic EL element 240 by the fluorescent dye 315, the light scattering layer 311 is formed on the surface 223a of the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223 facing the organic EL element 240. 312 is provided. As a result, as shown in FIG.
- the direction of light emission 240A from the organic EL element 240 that enters the wavelength conversion layer 223 is random, and the light absorption efficiency in the wavelength conversion layer 223 is improved.
- the film thickness of the wavelength conversion layer 223 can be further reduced. If the film thickness of the wavelength conversion layer 223 can be reduced, the wavelength conversion layer 223 can be patterned with higher definition.
- the light scattering layers 111, 112, and 113 are respectively formed on the surfaces of the red phosphor layer 23R, the green phosphor layer 23G, and the blue color filter 22B that face the organic EL element 40.
- the present embodiment is not limited to this.
- a light scattering layer may be provided on at least one of the surfaces of the red phosphor layer 23R, the green phosphor layer 23G, and the blue color filter 22B facing the organic EL element 40.
- the organic EL display device 310 of this embodiment it is preferable that at least one of the second partition 216 and the first partition 226 is light reflective or light scattering. Since the second partition 216 is light reflective or light scattering, out of the isotropic light emission from the organic EL element 240, light is emitted in the lateral direction (waveguide component through the organic EL element 240), and the wavelength conversion substrate. The light emission loss component that cannot be extracted to the 220 side is reflected and scattered in a desired pixel by a light-reflective or light-scattering partition wall. It is possible to prevent a decrease in color purity due to leakage of light emission to other than the pixels.
- the first partition 226 is light reflective or light scattering, light is emitted in the lateral direction (wavelength) out of isotropic light emission from the wavelength conversion layer 223 (red phosphor layer 223R, green phosphor layer 223G).
- the wavelength conversion layer 223 red phosphor layer 223R, green phosphor layer 223G.
- a material for forming the light-reflective or light-scattering second partition 216 and the first partition 226 is not particularly limited.
- a reflective film made of metal such as gold, silver, or aluminum, or a scattering film made of titanium oxide or the like. Is mentioned.
- the second partition wall 216 and the first partition wall 2226 By using a metal as the material of the second partition wall 216 and the first partition wall 226, it is possible to reflect light emitted from the phosphor contained in the wavelength conversion layer 223 and to emit light only in a desired direction. It is preferable because luminous efficiency can be improved.
- the second partition 216 and the first partition 226 are not reflective, if a reflective film made of metal is formed on the second partition 216 and the first partition 226, the phosphor from the phosphor included in the wavelength conversion layer 223 is formed. Light emission can be reflected in a desired direction. Examples of a method for forming a reflective film made of metal on the wavelength conversion layer 223 include a dry process such as a chemical vapor deposition (CVD) method and a vacuum deposition method, and a wet process such as a spin coating method.
- CVD chemical vapor deposition
- a vacuum deposition method a wet process such as a spin coating method.
- FIG. 14 is a sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the seventh embodiment of the present invention. 14, the same components as those of the organic EL display device 300 illustrated in FIG. 9A and the organic EL display device 310 illustrated in FIG. 12 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
- the organic EL display device 320 of the present embodiment is different from the organic EL display device 310 of the sixth embodiment described above in that the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223 emit light from the organic EL element 240 (blue-green color).
- first wavelength selection film that transmits light of a wavelength band and reflects the light emission of the phosphor constituting the wavelength conversion layer 223 (red phosphor layer 223R, green phosphor layer 223G). This is the point where 321, 322 and 323 are laminated.
- the first wavelength selection film 321 is provided on the surface 223a of the red phosphor layer 223R facing the organic EL element 240. Further, a light scattering layer 311 is provided on a surface 321 a of the first wavelength selection film 321 that faces the organic EL element 240. A first wavelength selection film 322 is provided on the surface 223a of the green phosphor layer 223G facing the organic EL element 240. Further, a light scattering layer 312 is provided on a surface 322 a of the first wavelength selection film 322 facing the organic EL element 240.
- a first wavelength selection film 323 is provided on the surface 222a of the blue color filter 222B that faces the organic EL element 240. Further, a light scattering layer 313 is provided on a surface 323 a of the first wavelength selection film 323 facing the organic EL element 240.
- the first wavelength selection films 321, 322, and 323 are composed of bandpass filters.
- the band-pass filter transmits light emitted from the organic EL element 240 (light from the blue region to the blue-green region), and the wavelength conversion layer 223 (red phosphor layer) by the light emitted from the organic EL element 240 (excitation light).
- 223R, a green phosphor layer 223G) is a wavelength selective film that reflects light.
- the bandpass filter for example, a dielectric multilayer film made of an inorganic vapor deposition film, an organic film, a cholesteric liquid crystal film, or the like is used.
- the first wavelength selection film 321 By providing the first wavelength selection film 321 on the surface 223a facing the organic EL element 240 in the red phosphor layer 223R, the first wavelength selection film 321 transmits light emitted from the organic EL element 240, and the red phosphor layer Since the light emission of the phosphor constituting 223R is reflected, the light extraction efficiency in the organic EL display device 320 can be improved. Further, by providing the first wavelength selection film 322 on the surface 223a of the green phosphor layer 323G that faces the organic EL element 240, the first wavelength selection film 322 transmits the light emitted from the organic EL element 240, and the green fluorescence.
- the light extraction efficiency in the organic EL display device 320 can be improved. Further, by providing the first wavelength selection film 323 on the surface 222a facing the organic EL element 240 in the blue color filter 222B, the first wavelength selection film 323 transmits the light emitted from the organic EL element 240, so that the organic EL Light extraction efficiency in the display device 320 can be improved.
- FIG. 15 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the eighth embodiment of the present invention.
- the organic EL display device 330 of the present embodiment is different from the organic EL display device 310 of the sixth embodiment described above in that the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223 emit light from the organic EL element 240 (blue-green color).
- a film (hereinafter referred to as “second wavelength selection film”) that reflects light emitted from the phosphor that reflects the wavelength conversion layer 223 and that constitutes the wavelength conversion layer 223 (the red phosphor layer 223R and the green phosphor layer 223G). This is the point where 331, 332 and 333 are laminated.
- the second wavelength selection film 331 is provided between the surface 222b of the red color filter 222R facing the transparent substrate 221, that is, between the red color filter 222R and the transparent substrate 221. It has been.
- a second wavelength selection film 332 is provided between the surface 222b of the green color filter 222G facing the transparent substrate 221, that is, between the green color filter 222G and the transparent substrate 221.
- a second wavelength selection film 333 is provided between the surface 222 b of the blue color filter 222 B facing the transparent substrate 221, that is, between the blue color filter 222 B and the transparent substrate 221.
- the second wavelength selection films 331, 332, and 333 are composed of bandpass filters.
- the band-pass filter reflects light emitted from the organic EL element 240 (light from the blue region to the blue-green region), and the wavelength conversion layer 223 (red phosphor layer) by the light emitted from the organic EL element 240 (excitation light).
- 223R, the green phosphor layer 223G) is a wavelength selective film that transmits light.
- the bandpass filter for example, a dielectric multilayer film made of an inorganic vapor deposition film, an organic film, a cholesteric liquid crystal film, or the like is used.
- the second wavelength selection film 331 By providing the second wavelength selection film 331 on the surface 222b of the red color filter 222R that faces the transparent substrate 221, the light emitted from the organic EL element 240 is red without exciting the phosphor of the red phosphor layer 223R.
- the light passes through the phosphor layer 223R and the red color filter 222R and reaches the second wavelength selection film 331, the light is reflected by the second wavelength selection film 331 and returned to the red phosphor layer 223R, and the red fluorescence It can be used again to excite the phosphor of the body layer 223R.
- the second wavelength selection film 331 transmits light emitted from the phosphor of the red phosphor layer 223R. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 330 can be improved.
- the second wavelength selection film 332 By providing the second wavelength selection film 332 on the surface 222b facing the transparent substrate 221 in the green color filter 222G, the light emitted from the organic EL element 240 is green without exciting the phosphor of the green phosphor layer 223G.
- the light passes through the phosphor layer 223G and the green color filter 222G and reaches the second wavelength selection film 332, the light is reflected by the second wavelength selection film 332 and returned to the green phosphor layer 223G, and the green fluorescence It can be used again to excite the phosphor of the body layer 223G.
- the second wavelength selection film 332 transmits the light emission of the phosphor of the green phosphor layer 223G. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 330 can be improved.
- FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an organic EL display device according to the ninth embodiment of the present invention. 16, the same as the organic EL display device 300 shown in FIG. 9A, the organic EL display device 310 shown in FIG. 12, the organic EL display device 320 shown in FIG. 14, and the organic EL display device 330 shown in FIG. Constituent elements are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
- the organic EL display device 340 of the present embodiment is different from the organic EL display device 310 of the sixth embodiment described above in that the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223 emit light from the organic EL element 240 (from the blue region).
- First wavelength selection films 321, 322, and 323 that transmit light in the blue-green region and reflect the light emission of the phosphors that constitute the wavelength conversion layer 223 (the red phosphor layer 223 ⁇ / b> R and the green phosphor layer 223 ⁇ / b> G).
- the light emitted from the organic EL element 240 (light from the blue region to the blue-green region) is reflected on the color filter layer 222 and the wavelength conversion layer 223 and the wavelength conversion layer 223 (red phosphor)
- the second wavelength selection films 331, 332, and 333 that transmit the light emitted from the phosphors constituting the layer 223R and the green phosphor layer 223G) are stacked.
- the first wavelength selection film 321 By providing the first wavelength selection film 321 on the surface 223a facing the organic EL element 240 in the red phosphor layer 223R, the first wavelength selection film 321 transmits light emitted from the organic EL element 240, and the red phosphor layer The light emission of the phosphor constituting 223R is reflected.
- the second wavelength selection film 331 on the surface 222b of the red color filter 222R facing the transparent substrate 221, light emission from the organic EL element 240 does not excite the phosphor of the red phosphor layer 223R.
- the light passes through the red phosphor layer 223R and the red color filter 222R and reaches the second wavelength selection film 331, the light is reflected by the second wavelength selection film 331 and returned to the red phosphor layer 223R. It can be used again to excite the phosphor of the red phosphor layer 223R.
- the second wavelength selection film 331 transmits light emitted from the phosphor of the red phosphor layer 223R. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 340 can be improved.
- the first wavelength selection film 322 transmits the light emitted from the organic EL element 240, and the green fluorescence.
- the light emitted from the phosphor constituting the body layer 223G is reflected.
- the second wavelength selection film 332 on the surface 222b facing the transparent substrate 221 in the green color filter 222G, the light emitted from the organic EL element 240 is green without exciting the phosphor of the green phosphor layer 223G.
- the light passes through the phosphor layer 223G and the green color filter 222G and reaches the second wavelength selection film 332, the light is reflected by the second wavelength selection film 332 and returned to the green phosphor layer 223G, and the green fluorescence It can be used again to excite the phosphor of the body layer 223G. Further, the second wavelength selection film 332 transmits the light emission of the phosphor of the green phosphor layer 223G. Thereby, the light extraction efficiency in the organic EL display device 340 can be improved.
- FIG. 17 is a schematic front view showing a display device according to the tenth embodiment of the present invention.
- the display device 2000 illustrated in FIG. 17 includes an organic EL light emitting device 2010 including an organic EL substrate 2001 and a wavelength conversion substrate 2002 disposed to face the organic EL substrate 2001, and a region where the organic EL substrate 2001 and the wavelength conversion substrate 2002 face each other.
- a flexible printed wiring board (FPC) 2008 and an external drive circuit 2009 are provided.
- the display device 2000 can be a flexible display device that can bend the pixel portion 2003 and the like into a curved surface.
- the organic EL substrate 2001 is electrically connected to an external drive circuit 2009 including a scanning line electrode circuit, a data signal electrode circuit, a power supply circuit, and the like through the FPC 2008 to drive a light emitting unit including an anode, an organic EL layer, and a cathode. It is connected.
- a switching circuit such as a TFT is arranged in the pixel portion 2003, and a data signal side driving circuit 2005 and a gate for driving the light emitting portion to a wiring such as a data line and a gate line to which the TFT and the like are connected.
- a signal side drive circuit 2004 is connected to each other, and an external drive circuit 2009 is connected to these drive circuits via a signal wiring 2006.
- a plurality of gate lines and a plurality of data lines are arranged, and TFTs are arranged at intersections of the gate lines and the data lines.
- FIG. 18 is a schematic front view showing an example of an electronic apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention.
- the electronic device shown here is a television receiver.
- a television receiver 2100 illustrated in FIG. 18 includes a display portion 2101, a speaker 2102, a cabinet 2103, a stand 2104, and the like, and further includes the above-described wavelength conversion organic EL display device according to the present invention in the display portion 2101. ing. Since the television receiver 2100 includes the above-described wavelength conversion organic EL display device, the light extraction efficiency is high, the power consumption is low, and high-definition display is possible.
- FIG. 19 is a schematic front view showing an example of an electronic apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention.
- the electronic device shown here is a portable game machine.
- a portable game machine 2200 shown in FIG. 19 includes an operation button 2201, an infrared port 2202, an LED lamp 2203, a display portion 2204, a housing 2205, and the like, and the display portion 2204 has the above-described wavelength conversion organic method.
- An EL display device is provided. Since the portable game machine 2200 includes the above-described wavelength conversion organic EL display device, the light extraction efficiency is high, the power consumption is low, and high-definition display is possible.
- FIG. 20 is a schematic perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention.
- the electronic device shown here is a notebook computer.
- a notebook computer 2300 illustrated in FIG. 20 includes a display portion 2301, a keyboard 2302, a pointing device 2303, a power switch 2304, a camera 2305, an external connection port 2306, a housing 2307, and the like, and the display portion 2301 according to the present invention described above.
- a wavelength conversion type organic EL display device is provided. Since the notebook personal computer 2300 includes the above-described wavelength conversion organic EL display device, the light extraction efficiency is high, power consumption is low, and high-definition display is possible.
- FIG. 21 is a schematic front view showing an example of an electronic apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention.
- the electronic device shown here is a mobile phone.
- a cellular phone 2400 illustrated in FIG. 21 includes an audio input unit 2401, an audio output unit 2402, an antenna 2403, an operation switch 2404, a display unit 2405, a housing 2406, and the like.
- the display unit 2405 includes the above-described wavelength conversion type organic EL display device according to the present invention.
- the wavelength conversion type organic EL display device can be applied to the display unit of a smartphone, a wristwatch type display, or a head mounted display.
- FIG. 22 is a schematic perspective view showing an example of an electronic apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention.
- the electronic device shown here is a foldable tablet terminal or an electronic book.
- a foldable tablet terminal or electronic book 2500 shown in FIG. 22 includes a display unit 2501, is roughly configured, and becomes a single display in an unfolded state.
- the display unit 2501 includes the above-described wavelength conversion type organic EL display device according to the present invention.
- the present invention can be used for an organic electroluminescence display device.
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Abstract
透明基板(21)の一方の面(21a)のうち、第1隔壁(26)によって区画された領域内に設けられたカラーフィルター層(22)および波長変換層(23)を有する波長変換基板(20)と、基板(11)の一方の面(11a)側を区画する第2隔壁(16)によって区画された領域内に設けられた有機EL素子(40)を有する有機EL素子基板(10)と、波長変換基板(20)と有機EL素子基板(10)の間に充填された充填剤層(30)と、を備え、第2隔壁(16)は、隣り合うサブ画素間のうち同色のサブ画素間に対応する位置に、間隙が設けられている有機EL表示装置(100)。
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に関する。
本願は、2014年5月14日に、日本に出願された特願2014-100701号と、2014年5月14日に、日本に出願された特願2014-100702号と、2015年4月27日に、日本に出願された特願2015-090719号と、に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2014年5月14日に、日本に出願された特願2014-100701号と、2014年5月14日に、日本に出願された特願2014-100702号と、2015年4月27日に、日本に出願された特願2015-090719号と、に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、液晶表示装置に代わり、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「有機EL」と言うこともある。)表示装置が注目されている。有機EL表示装置は、自発光であり、表示品質が高く、応答性能に優れ、薄型軽量化が可能、といった利点を有している。
有機EL表示装置としては、青色有機EL素子と蛍光体とを組み合わせた波長変換方式の有機EL表示装置が知られている。この波長変換方式の有機EL表示装置は、R画素部に赤色蛍光体層、G画素部に緑色蛍光体層を設けた波長変換基板と、青色有機EL素子の青色発光を組み合わせることによって、蛍光体を励起・発光させてRGBの表示を行う方式である。
波長変換方式の有機EL表示装置では、波長変換基板を構成する波長変換層を分離する隔壁に工夫を加えることにより、隣り合うサブ画素間において、一方のサブ画素からの発光が隔壁にて反射し、他方のサブ画素に到達しないようにして混色を抑制している(例えば、特許文献1参照)。
また、波長変換方式の有機EL表示装置では、有機EL素子基板と波長変換基板を貼り合わせる必要がある。そのため、波長変換基板の光入射面の幅が、有機EL素子の光出射面の幅よりも小さい場合、有機EL素子から発せられた光が、その有機EL素子と対向する蛍光体層以外の場所に拡散し、蛍光体層に入射する光が損失する。また、有機EL素子基板と波長変換基板の貼り合わせによって生じる位置ずれにより、RGBの各サブ画素間において混色が生じてしまう。この混色により、光取り出し効率が低下する。このような混色を防ぐために、サブ画素間を区画するバンクの幅や、有機EL素子基板と波長変換基板との間の距離を調整することが知られている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、青色有機EL素子からの発光が、隣り合うサブ画素の波長変換層に到達する可能性がある。特に、有機EL素子基板と波長変換基板の貼り合わせに位置ずれがある場合、青色有機EL素子からの発光が、その青色有機EL素子に対応するサブ画素の波長変換層ではなく、そのサブ画素と隣り合うサブ画素の波長変換層に到達して、混色が生じる。この混色により、光取り出し効率が低下する。
本発明のいくつかの態様は、上記事情に鑑みてなされたものであって、RGBの各サブ画素間における混色を防止し、有機EL素子からの光の取り出し効率を向上させることができる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することを目的とする。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、透明基板と、前記透明基板の一方の面に形成された格子状のブラックマトリクスと、該ブラックマトリクス上に設けられた第1隔壁と、前記透明基板の一方の面のうち、前記第1隔壁によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられたカラーフィルター層および波長変換層の少なくとも一方と、を有する波長変換基板と、基板と、前記波長変換層に対応して、前記基板の一方の面側を区画する第2隔壁と、前記第2隔壁によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板と、前記波長変換基板と前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の間に充填された充填剤からなる充填剤層と、を備え、前記第2隔壁は、隣り合うサブ画素間のうち同色のサブ画素間に対応する位置に、間隙が設けられている。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の光出射面の幅をa、前記封止基板の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たしていてもよい。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記第1隔壁および前記第2隔壁は、光反射性の材料または光散乱性の材料から構成されていてもよい。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記第1隔壁は、前記透明基板に対向する端面とは反対側の端面の面積が、前記透明基板に対向する端面の面積よりも大きくてもよい。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置は、基板、および、該基板の一方の面に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板と、透明基板、並びに、該透明基板の一方の面に形成されたカラーフィルター層および波長変換層を有する封止基板と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板と前記封止基板の間に充填された透明性媒体と、を備え、前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の光出射面の幅をa、前記封止基板の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たす。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記カラーフィルター層または前記波長変換層における前記有機エレクトロルミネッセンス素子と対向する面側に、光散乱層が設けられていてもよい。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記カラーフィルター層および前記波長変換層に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過し、かつ、蛍光体の発光を反射する膜が積層されていてもよい。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記カラーフィルター層および前記波長変換層に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を反射し、かつ、蛍光体の発光を透過する膜が積層されていてもよい。
本発明の1つの態様の有機エレクトロルミネッセンス表示装置において、前記カラーフィルター層および前記波長変換層に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過し、かつ、蛍光体の発光を反射する膜、並びに、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を反射し、かつ、蛍光体の発光を透過する膜が積層されていてもよい。
本発明のいくつかの態様によれば、RGBの各サブ画素間における混色を防止し、有機EL素子からの光の取り出し効率を向上させることができる有機エレクトロルミネッセンス表示装置を提供することができる。
本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置の実施の形態について説明する。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をよりよく理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
なお、本実施の形態は、発明の趣旨をよりよく理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
[第1実施形態]
図1Aは、本発明の第1実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図1Bは、有機EL素子の概略構成を示す図である。
図1Aに示すように、本実施形態の有機EL表示装置100は、有機EL素子基板10と、波長変換基板(封止基板)20と、有機EL素子基板10と波長変換基板20との間に設けられた充填層30と、を備え、アクティブ駆動方式で駆動されるトップエミッションタイプの有機EL表示装置である。
図1Aは、本発明の第1実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図1Bは、有機EL素子の概略構成を示す図である。
図1Aに示すように、本実施形態の有機EL表示装置100は、有機EL素子基板10と、波長変換基板(封止基板)20と、有機EL素子基板10と波長変換基板20との間に設けられた充填層30と、を備え、アクティブ駆動方式で駆動されるトップエミッションタイプの有機EL表示装置である。
本実施形態の有機EL表示装置100は、図1Aに示すように、有機EL素子基板10の光出射面の幅をa、封止基板20の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たしていることが好ましい。
ここで、有機EL素子基板10の光出射面の幅aとは、後述する第2隔壁16の開口部の幅、すなわち、隣り合う第2隔壁16同士において、第2端面16b同士の間隔のことである。
また、封止基板20の光入射面の幅bとは、後述する第1隔壁26の開口部の幅、すなわち、隣り合う第1隔壁26同士において、第2端面26b同士の間隔のことである。
ここで、有機EL素子基板10の光出射面の幅aとは、後述する第2隔壁16の開口部の幅、すなわち、隣り合う第2隔壁16同士において、第2端面16b同士の間隔のことである。
また、封止基板20の光入射面の幅bとは、後述する第1隔壁26の開口部の幅、すなわち、隣り合う第1隔壁26同士において、第2端面26b同士の間隔のことである。
有機EL素子基板10は、基板11、TFT(薄膜トランジスタ)回路12、有機EL素子(有機発光素子)40を主として構成されており、TFT回路12を備えた基板11上に複数の有機EL素子40が設けられている。
波長変換基板(封止基板)20は、透明基板21、カラーフィルター層(色調整層)22および波長変換層(色変換層)23を主として構成されており、透明基板21の一面21a側に、R,G,Bの各サブ画素Sに対応したカラーフィルター層(色調整層)22および波長変換層23が設けられている。
本実施形態の有機EL表示装置100は、光源である有機EL素子40から発光された光が、波長変換層23およびカラーフィルター層22へと入射することで、赤色、緑色、青色の三色の光として波長変換基板20の外側(観測者側)へと射出されるようになっている。
図1Bに示すように、有機EL素子40は、有機EL層41が、第1電極42と第2電極43とにより挟持されて構成されている。図1Aに示すように、第1電極42は、層間絶縁膜13および平坦化膜14を貫通して設けられたコンタクトホール12bにより、TFT回路12の1つに接続されている。第2電極43は、層間絶縁膜13、平坦化膜14を貫通して設けられた不図示の配線によりTFT回路12の1つに接続されている。
図2は、有機EL表示装置100を示す上面図である。
図2に示すように、本実施形態の有機EL表示装置100は、複数の画素24を有している。各画素24は、赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)のそれぞれに対応する3つのサブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))から構成されている。
図2に示すように、本実施形態の有機EL表示装置100は、複数の画素24を有している。各画素24は、赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)のそれぞれに対応する3つのサブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))から構成されている。
赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)は、y軸に沿ってストライプ状に延長され、x軸に沿って赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)が順に配置された、2次元的なストライプ配列とされている。
なお、図2に示す例では、RGBの各サブ画素(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))がストライプ配列された例を示しているが、本実施形態はこれに限定されず、RGBの各サブ画素(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))の配列はモザイク配列、デルタ配列等、従来公知のRGB画素配列とすることもできる。
「有機EL素子基板」
有機EL素子基板10は、図1Aに示すように、アクティブマトリクス基板15と、アクティブマトリクス基板15上に設けられた複数の有機EL素子40と、第2隔壁16と、封止層17とを有して構成されている。アクティブマトリクス基板15は、基板11、基板11上に形成されたTFT回路12、層間絶縁膜13および平坦化膜14を有する。
有機EL素子基板10は、図1Aに示すように、アクティブマトリクス基板15と、アクティブマトリクス基板15上に設けられた複数の有機EL素子40と、第2隔壁16と、封止層17とを有して構成されている。アクティブマトリクス基板15は、基板11、基板11上に形成されたTFT回路12、層間絶縁膜13および平坦化膜14を有する。
基板11上には、TFT回路12および各種配線(図示略)が形成され、さらに、基板11の上面およびTFT回路12を覆うように層間絶縁膜13と平坦化膜14が順次積層形成されている。
基板11としては、例えば、ガラス、石英等からなる無機材料基板、ポリエチレンテレフタレート、ポリカルバゾール、ポリイミド等からなるプラスチック基板、アルミナ等からなるセラミックス基板等の絶縁性基板、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)等からなる金属基板、これらの基板上に酸化シリコン(SiO2)等の有機絶縁材料等からなる絶縁物を表面にコーティングした基板、または、アルミニウム等からなる金属基板の表面を陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等が挙げられるが、本実施形態はこれらに限定されない。
TFT回路12は、有機EL素子40を形成する前に、予め基板11上に形成され、スイッチング用および駆動用として機能する。TFT回路12としては、従来公知のTFT回路を用いることができる。また、本実施形態においては、スイッチング用および駆動用素子としてTFTの代わりに金属-絶縁体-金属(MIM)ダイオードを用いることもできる。
TFT回路12は、公知の材料、構造および形成方法を用いて形成することができる。
TFT回路12の活性層の材料としては、例えば、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)、多結晶シリコン(ポリシリコン)、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料、酸化亜鉛、酸化インジウム-酸化ガリウム-酸化亜鉛等の酸化物半導体材料または、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ(p-フェリレンビニレン)誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。また、TFT回路12の構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。
TFT回路12の活性層の材料としては、例えば、非晶質シリコン(アモルファスシリコン)、多結晶シリコン(ポリシリコン)、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料、酸化亜鉛、酸化インジウム-酸化ガリウム-酸化亜鉛等の酸化物半導体材料または、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ(p-フェリレンビニレン)誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料が挙げられる。また、TFT回路12の構造としては、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型が挙げられる。
本実施形態で用いられるTFT回路12のゲート絶縁膜は、公知の材料を用いて形成することができる。例えば、プラズマ誘起化学気相成長(PECVD)法、減圧化学気相成長(LPCVD)法等により形成されたSiO2またはポリシリコン膜を熱酸化して得られるSiO2等が挙げられる。また、本実施形態で用いられるTFT回路12の信号電極線、走査電極線、共通電極線、第1駆動電極および第2駆動電極は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、銅(Cu)等が挙げられる。
層間絶縁膜13は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン(SiO2)、窒化シリコン(SiN、または、Si2N4)、酸化タンタル(TaO、または、Ta2O5)等の無機材料、または、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。
層間絶縁膜13の形成方法としては、化学気相成長(CVD)法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられる。また、必要に応じてフォトリソグラフィー法等によりパターニングすることもできる。
平坦化膜14は、TFT回路12の表面の凸凹により有機EL素子40の欠陥(例えば、画素電極の欠損、有機EL層の欠損、対向電極の断線、画素電極と対向電極の短絡、耐圧の低下等)等が発生することを防止するために設けられるものである。なお、平坦化膜14は省略することも可能である。
平坦化膜14は、公知の材料を用いて形成することができ、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化タンタル等の無機材料、ポリイミド、アクリル樹脂、レジスト材料等の有機材料等が挙げられる。平坦化膜14の形成方法としては、CVD法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられるが、本実施形態はこれらの材料および形成方法に限定されない。また、平坦化膜14は、単層構造でも多層構造でもよい。
第2隔壁16は、有機EL素子40の周囲を取り囲み、各サブ画素Sを区画するようにして形成されている。第2隔壁16は、基板11の一方の面11a上の少なくとも各サブ画素S間に形成され、第1電極42と第2電極43との間でリークを起こすことを防止するものである。
具体的に、第2隔壁16は、基板11に対向する第1端面16aと、第1端面16aに対向して第1端面16aの面積よりも小さい面積を有する第2端面16bと、側面16cと、を有した順テーパー形状となっている。ここで、「順テーパー形状」とは、基板11から離れる方向に断面形状が細くなるテーパー形状のことをいう。
第2隔壁16は、図3に示すように、隣り合うサブ画素間のうち同色のサブ画素間に対応する位置に、間隙16Bが設けられている。
すなわち、第2隔壁16は、隣り合うサブ画素間のうち、異なる色のサブ画素間に対応する有機EL素子40を区画するように設けられた主要部16Aと、隣り合うサブ画素間のうち、同色のサブ画素間に対応する有機EL素子40の間に設けられた間隙16Bとを有している。
すなわち、第2隔壁16は、隣り合うサブ画素間のうち、異なる色のサブ画素間に対応する有機EL素子40を区画するように設けられた主要部16Aと、隣り合うサブ画素間のうち、同色のサブ画素間に対応する有機EL素子40の間に設けられた間隙16Bとを有している。
基板11の一方の面11aを基準とする主要部16Aの高さをh1、基板11の一方の面11aを基準とする間隙16Bの高さをh2としたとき、h1>h2の関係を満たしている。
間隙16Bの高さをh2は、特に限定されず、有機EL素子基板10と波長変換基板20の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板10の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
また、間隙16Bの幅(第2隔壁16の沿在する方向(長手方向)に沿う幅)wは、特に限定されず、有機EL素子基板10と波長変換基板20の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板10の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
間隙16Bの高さをh2は、特に限定されず、有機EL素子基板10と波長変換基板20の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板10の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
また、間隙16Bの幅(第2隔壁16の沿在する方向(長手方向)に沿う幅)wは、特に限定されず、有機EL素子基板10と波長変換基板20の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板10の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
間隙16Bの形状は、特に限定されず、有機EL素子基板10と波長変換基板20の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板10の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
本実施形態における第2隔壁16は、有機EL素子40からの光取り出し効率を考慮した白色のホワイトバンクからなる。これにより輝度が向上する。
第2隔壁16は、絶縁材料を用いて、電子線(EB)蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができる。また、第2隔壁16は、公知のドライ法またはウェット法のフォトリソグラフィー法によりパターン化することができる。なお、第2隔壁16の形成方法は、これらの形成方法に限定されない。また、第2隔壁16を構成する材料としては、特に限定されないが、公知の材料が用いられる。例えば、平坦化膜14と同様の材料を用いることも可能である。
第2隔壁16は、絶縁材料を用いて、電子線(EB)蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等の公知の方法により形成することができる。また、第2隔壁16は、公知のドライ法またはウェット法のフォトリソグラフィー法によりパターン化することができる。なお、第2隔壁16の形成方法は、これらの形成方法に限定されない。また、第2隔壁16を構成する材料としては、特に限定されないが、公知の材料が用いられる。例えば、平坦化膜14と同様の材料を用いることも可能である。
第2隔壁16(主要部16A)は、第1電極42と第2電極43との絶縁性を十分に確保することのできる膜厚を有する。第2隔壁16(主要部16A)の膜厚としては、例えば、100nm~2000nmであることが好ましい。第2隔壁16(主要部16A)の膜厚が100nm未満であると、絶縁性が十分ではなく、第1電極42と第2電極43との間でリークが起こり、消費電力の上昇、非発光の原因となる。一方、第2隔壁16(主要部16A)の膜厚が2000nmを超えると、成膜プロセスに時間がかかるため生産性の悪化が懸念される。
有機EL素子40は、第1電極42、有機EL層41、第2電極43を有する。
第1電極42および第2電極43は、有機EL素子40の陽極または陰極として対で機能する。
図1A、図1Bおよび以下の説明においては、第1電極42が陽極、第2電極43が陰極の場合を例に説明する。
第1電極42および第2電極43は、有機EL素子40の陽極または陰極として対で機能する。
図1A、図1Bおよび以下の説明においては、第1電極42が陽極、第2電極43が陰極の場合を例に説明する。
第1電極42および第2電極43は、従来の電極材料を用いて形成することができる。
第1電極42は、例えば、有機EL層41に正孔を効率よく注入するために、仕事関数が4.5eV以上の金属または合金、あるいは、ITOやIDIXO、IZO、GZO、SnO2等の透明電極を用いて形成するのが好ましい。また、透明電極を用いる場合、透明電極層の下層に光を反射する金属層を形成する。金属としては、例えば、Au、Ag、Cu、Al、Pt、Ti、Mo、W、Ni、Co等、および、これらの金属とSiの中から適宜2種以上選択され、形成された合金等が挙げられる。
第1電極42は、例えば、有機EL層41に正孔を効率よく注入するために、仕事関数が4.5eV以上の金属または合金、あるいは、ITOやIDIXO、IZO、GZO、SnO2等の透明電極を用いて形成するのが好ましい。また、透明電極を用いる場合、透明電極層の下層に光を反射する金属層を形成する。金属としては、例えば、Au、Ag、Cu、Al、Pt、Ti、Mo、W、Ni、Co等、および、これらの金属とSiの中から適宜2種以上選択され、形成された合金等が挙げられる。
第2電極43は、ITOやIDIXO、IZO、GZO、SnO2等を用いて透明電極を形成することができる。第1電極42と第2電極43により微小共振器構造を構成する場合、第2電極43として半透明電極を用いることが好ましい。
第2電極43としては、金属の半透明電極と透明電極材料を組み合わせたものを用いることができる。特に、半透明電極の材料としては、反射率と透過率の観点から、銀が好ましい。半透明電極の膜厚は、5nm~30nmが好ましい。半透明電極の膜厚が5nm未満の場合には、光の反射が十分行えず、干渉の効果を十分得ることができない。また、半透明電極の膜厚が30nmを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから、有機EL素子40の輝度および発光効率が低下するおそれがある。
有機EL層41は、第1電極42と第2電極43との間に配置され、電圧が印加されることによって発光する。有機EL層41は、例えば、図1Bに示すように、第1電極42側から順に、正孔注入層44、正孔輸送層45、電子ブロッキング層46、発光層47、電子輸送層48、電子注入層49が設けられている(正孔注入層/正孔輸送層/電子ブロッキング層/発光層/電子輸送層/電子注入層)。本実施形態の発光層47は、青色~青緑色光を発光する単層構造とされている。
第1電極42と第2電極43により微小共振器構造が構成されると、第1電極42と第2電極43との干渉効果により、有機EL層41の発光を正面方向(光取り出し方向)に集光することができる。その際、有機EL層41の発光に指向性を持たせることができるため、周囲に逃げる発光損失を低減することができ、その発光効率を高めることができる。これにより、有機EL層41で生じる発光エネルギーをより効率よく、波長変換層23側へ出射させることができ、ひいては、有機EL素子40の正面輝度を高めることができる。
また、第1電極42と第2電極43により構成される微小共振器構造によれば、有機EL層41の発光スペクトルを調整することも可能となり、所望の発光ピーク波長および半値幅に調整することができる。これにより、有機EL層41の発光スペクトルを、波長変換層23中の有機蛍光色素を効果的に励起することが可能なスペクトルに制御することができる。
第1電極42と第2電極43の形成には、蒸着法やEB法、MBE法、スパッタ法等のドライプロセスを用いることもできるし、また、スピンコート法や印刷法、インクジェット法等のウエットプロセスを用いることもできる。
正孔注入層44は、第1電極42から効率よく正孔を受け取り、正孔輸送層45へ効率よく受け渡すために設けられている。正孔注入層44に用いられる材料のHOMOレベルは、正孔輸送層45に用いられるHOMOレベルよりも低く、第1電極42の仕事関数よりも高いのが好ましい。正孔注入層44は、単層でも多層であってもよい。
接着用の樹脂には、例えば、ポリカーボネートやポリエステル等を用いることができる。溶剤は、材料を溶解、または、分散できるものであればく、例えば、純水、メタノール、エタノール、THF、クロロホルム、キシレン、トリメチルベンゼン等を溶剤に用いることができる。
正孔注入層44の材料には、有機EL素子や有機光導電体に対して一般に用いられているものを用いることができる。例えば、無機p型半導体材料や、ポルフィリン化合物、N,N'-ビス-(3‐メチルフェニル)-N,N'-ビス-(フェニル)-ベンジジン(TPD)、N,N'-ジ(ナフタレン-1-イル)-N,N'-ジフェニル-ベンジジン(NPD)等の芳香族第三級アミン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリアニリン(PANI)、3,4-ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンサルフォネイト(PEDT/PSS)、ポリ[トリフェニルアミン誘導体](Poly-TPD)、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等の高分子材料、ポリ(p-フェニレンビニレン)前駆体(Pre-PPV)、ポリ(p-ナフタレンビニレン)前駆体(Pre-PNV)等の高分子材料前駆体等を用いることができる。
正孔輸送層45は、正孔注入層44から効率よく正孔を受け取り、発光層47へ効率よく受け渡すために設けられている。正孔輸送層45に用いられる材料のHOMOレベルは、正孔注入層44のHOMOレベルよりも高く、発光層47のHOMOレベルよりも低いのが好ましい。正孔をより効率よく発光層47に注入、輸送でき、発光に要する電圧の低減効果や発光効率の向上効果を得ることができるからである。
また、発光層47からの電子の漏れが抑制できるように、正孔輸送層45のLUMOレベルは発光層47のLUMOレベルより低くするのが好ましい。そうすれば、発光層47での発光効率を高めることができる。また、正孔輸送層45のバンドギャップは発光層47のバンドギャップより大きくするのが好ましい。そうすれば、発光層47中に励起子を効果的に閉じ込めることができる。
正孔輸送層45は、単層でも多層でもよく、ドライプロセスやウエットプロセスを用い、正孔注入層44と同じようにして形成することができる。
電子ブロッキング層46は、正孔注入層44と同種の材料を用いて形成することができる。但し、その材料のLUMOレベルの絶対値は、電子ブロッキング層46と接する発光層47が含む正孔注入層44の材料のLUMOレベルの絶対値より小さいのが好ましい。
電子をより効果的に発光層47中に閉じ込めることができるからである。
電子ブロッキング層46もまた、単層でも多層であってもよく、ドライプロセスやウエットプロセスを用い、正孔注入層44と同じようにして形成することができる。
電子をより効果的に発光層47中に閉じ込めることができるからである。
電子ブロッキング層46もまた、単層でも多層であってもよく、ドライプロセスやウエットプロセスを用い、正孔注入層44と同じようにして形成することができる。
発光層47は、以下に例示する有機発光材料のみから構成されていてもよく、発光性のドーパントとホスト材料の組み合わせから構成されていてもよく、任意に正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤(ドナー、アクセプター等)等を含んでいてもよい。また、これらの各材料が高分子材料(接着用樹脂)または無機材料中に分散された構成であってもよい。発光効率および耐久性の観点からは、発光層47の材質は、ホスト材料中に発光性のドーパントが分散されたものが好ましい。
有機発光材料としては、有機EL素子向けの公知の発光材料を用いることができる。
このような発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されない。
また、有機発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでもよく、低消費電力化の観点から、発光効率の高い燐光材料を用いることが好ましい。
このような発光材料は、低分子発光材料、高分子発光材料等に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本実施形態はこれらの材料に限定されない。
また、有機発光材料は、蛍光材料、燐光材料等に分類されるものでもよく、低消費電力化の観点から、発光効率の高い燐光材料を用いることが好ましい。
発光層47に用いられる低分子発光材料(ホスト材料を含む)としては、4,4’-ビス(2,2’-ジフェニルビニル)-ビフェニル(DPVBi)等の芳香族ジメチリデン化合物;5-メチル-2-[2-[4-(5-メチル-2-ベンゾオキサゾリル)フェニル]ビニル]ベンゾオキサゾール等のオキサジアゾール化合物;3-(4-ビフェニル)-4-フェニル-5-t-ブチルフェニル-1,2,4-トリアゾール(TAZ)等のトリアゾール誘導体;1,4-ビス(2-メチルスチリル)ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物;チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の蛍光性有機材料;アゾメチン亜鉛錯体、(8-ヒドロキシキノリナト)アルミニウム錯体(Alq3)等の蛍光発光有機金属錯体;BeBq(ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体);4,4’-ビス-(2,2-ジ-p-トリル-ビニル)-ビフェニル(DTVBi);トリス(1,3-ジフェニル-1,3-プロパンジオノ)(モノフェナントロリン)Eu(III)(Eu(DBM)3(Phen));ジフェニルエチレン誘導体;トリス[4-(9-フェニルフルオレン-9-イル)フェニル]アミン(TFTPA)等のトリフェニルアミン誘導体;ジアミノカルバゾール誘導体;ビススチリル誘導体;芳香族ジアミン誘導体;キナクリドン系化合物;ペリレン系化合物;クマリン系化合物;ジスチリルアリーレン誘導体(DPVBi);オリゴチオフェン誘導体(BMA-3T);4,4’-ジ(トリフェニルシリル)-ビフェニル(BSB)、ジフェニル-ジ(o-トリル)シラン(UGH1)、1,4-ビストリフェニルシリルベンゼン(UGH2)、1,3-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(UGH3)、トリフェニル-(4-(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)フェニル)シラン(TPSi-F)等のシラン誘導体;9,9-ジ(4-ジカルバゾール-ベンジル)フルオレン(CPF)、3,6-ビス(トリフェニルシリル)カルバゾール(mCP)、4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)ビフェニル(CBP)、4,4’-ビス(カルバゾール-9-イル)-2,2’-ジメチルビフェニル(CDBP)、N,N-ジカルバゾリル-3,5-ベンゼン(m-CP)、3-(ジフェニルホスホリル)-9-フェニル-9H-カルバゾール(PPO1)、3,6-ジ(9-カルバゾリル)-9-(2-エチルヘキシル)カルバゾール(TCz1)、9,9’-(5-(トリフェニルシリル)-1,3-フェニレン)ビス(9H-カルバゾール)(SimCP)、ビス(3,5-ジ(9H-カルバゾール-9-イル)フェニル)ジフェニルシラン(SimCP2)、3-(ジフェニルホスホリル)-9-(4-ジフェニルホスホリル)フェニル)-9H-カルバゾール(PPO21)、2,2-ビス(4-カルバゾリルフェニル)-1,1-ビフェニル(4CzPBP)、3,6-ビス(ジフェニルホスホリル)-9-フェニル-9H-カルバゾール(PPO2)、9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ビス(トリフェニルシリル)-9H-カルバゾール(CzSi)、3,6-ビス[(3,5-ジフェニル)フェニル]-9-フェニル-カルバゾール(CzTP)、9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ジトリチル-9H-カルバゾール(CzC)、9-(4-tert-ブチルフェニル)-3,6-ビス(9-(4-メトキシフェニル)-9H-フルオレン-9-イル)-9H-カルバゾール(DFC)、2,2’-ビス(4-カルバゾール-9-イル)フェニル)-ビフェニル(BCBP)、9,9’-((2,6-ジフェニルベンゾ[1,2-b:4,5-b’]ジフラン-3,7-ジイル)ビス(4,1-フェニレン))ビス(9H-カルバゾール)(CZBDF)等のカルバゾール誘導体;4-(ジフェニルフォスフォイル)-N,N-ジフェニルアニリン(HM-A1)等のアニリン誘導体;1,3-ビス(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ベンゼン(mDPFB)、1,4-ビス(9-フェニル-9H-フルオレン-9-イル)ベンゼン(pDPFB)、2,7-ビス(カルバゾール-9-イル)-9,9-ジメチルフルオレン(DMFL-CBP)、2-[9,9-ジ(4-メチルフェニル)-フルオレン-2-イル]-9,9-ジ(4-メチルフェニル)フルオレン(BDAF)、2-(9,9-スピロビフルオレン-2-イル)-9,9-スピロビフルオレン(BSBF)、9,9-ビス[4-(ピレニル)フェニル]-9H-フルオレン(BPPF)、2,2’-ジピレニル-9,9-スピロビフルオレン(Spiro-Pye)、2,7-ジピレニル-9,9-スピロビフルオレン(2,2’-Spiro-Pye)、2,7-ビス[9,9-ジ(4-メチルフェニル)-フルオレン-2-イル]-9,9-ジ(4-メチルフェニル)フルオレン(TDAF)、2,7-ビス(9,9-スピロビフルオレン-2-イル)-9,9-スピロビフルオレン(TSBF)、9,9-スピロビフルオレン-2-イル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(SPPO1)等のフルオレン誘導体;1,3-ジ(ピレン-1-イル)ベンゼン(m-Bpye)等のピレン誘導体;プロパン-2,2’-ジイルビス(4,1-フェニレン)ジベンゾエート(MMA1)等のベンゾエート誘導体;4,4’-ビス(ジフェニルフォスフィンオキサイド)ビフェニル(PO1)、2,8-ビス(ジフェニルフォスフォリル)ジベンゾ[b,d]チオフェン(PPT)等のフォスフィンオキサイド誘導体;4,4”-ジ(トリフェニルシリル)-p-ターフェニル(BST)等のターフェニル誘導体;2,4-ビス(フェノキシ)-6-(3-メチルジフェニルアミノ)-1,3,5-トリアジン(BPMT)等トリアジン誘導体等が挙げられる。
発光層47に用いられる高分子発光材料としては、ポリ(2-デシルオキシ-1,4-フェニレン)(DO-PPP)、ポリ[2,5-ビス-[2-(N,N,N-トリエチルアンモニウム)エトキシ]-1,4-フェニル-アルト-1,4-フェニルレン]ジブロマイド(PPP-NEt3+)、ポリ[2-(2’-エチルヘキシルオキシ)-5-メトキシ-1,4-フェニレンビニレン](MEH-PPV)、ポリ[5-メトキシ-(2-プロパノキシサルフォニド)-1,4-フェニレンビニレン](MPS-PPV)、ポリ[2,5-ビス-(ヘキシルオキシ)-1,4-フェニレン-(1-シアノビニレン)](CN-PPV)等のポリフェニレンビニレン誘導体;ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン)(PDAF)等のポリスピロ誘導体;ポリ(N-ビニルカルバゾール)(PVK)等のカルバゾール誘導体等が挙げられる。
有機発光材料は、低分子発光材料が好ましく、低消費電力化の観点から、発光効率の高い燐光材料を用いることが好ましい。
発光層47に用いられる発光性のドーパントとしては、有機EL素子用の公知のドーパントを用いることができる。このようなドーパントとしては、紫外発光材料であれば、p-クォーターフェニル、3,5,3,5-テトラ-tert-ブチルセクシフェニル、3,5,3,5-テトラ-tert-ブチル-p-クィンクフェニル等の蛍光発光材料等が挙げられる。また、青色発光材料であれば、スチリル誘導体等の蛍光発光材料;ビス[(4,6-ジフルオロフェニル)-ピリジナト-N,C2’]ピコリネート イリジウム(III)(FIrpic)、ビス(4’,6’-ジフルオロフェニルポリジナト)テトラキス(1-ピラゾイル)ボレート イリジウム(III)(FIr6)等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。また、緑色発光材料であれば、トリス(2-フェニルピリジナート)イリジウム(Ir(ppy)3)等の燐光発光有機金属錯体等が挙げられる。
発光層47の膜厚は、5nm~500nmであることが好ましい。
発光層47の膜厚は、5nm~500nmであることが好ましい。
電子輸送層48の材料としては、例えば、n型半導体である無機材料、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体等の低分子材料;ポリ(オキサジアゾール)(Poly-OXZ)、ポリスチレン誘導体(PSS)等の高分子材料が挙げられる。
電子注入層49は、第2電極43から効率よく電子を受け取り、電子輸送層48へ効率よく受け渡すために設けられている。電子注入層49の材料としては、例えば、フッ化リチウム(LiF)やフッ化バリウム(BaF2)等のフッ化物、酸化リチウム(Li2O)等の酸化物等が挙げられる。
電子の注入、輸送をより効率よく行うために、電子注入層49に用いる材料は、電子輸送層48に用いられる材料よりもLUMOレベルが高いものが好ましい。また、電子輸送層48に用いる材料は、電子注入層49に用いられる材料より電子の移動度が高い材料を用いることが好ましい。
なお、有機EL層41の構成はこれに限らず、必要に応じて適宜設定することができる。例えば、正孔輸送層/発光層/電子輸送層の構成や、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の構成、正孔注入層/正孔輸送層/電子ブロッキング層/発光層/正孔ブロッキング層/電子注入層の構成にすることもできる。
また、電荷発生層を挟んで、上述の構成の有機EL層を2段以上積層したタンデム構造とすることもできる。電荷発生層の材料としては、金属、金属酸化物、金属酸化物の混合物、複合酸化物、電子受容性有機化合物等が挙げられる。金属としては、Mg、Al、MgやAgの共蒸着膜等が好ましい。金属酸化物としては、ZnO、WO3、MoO3、MoO2等が挙げられる。金属酸化物の混合物としては、ITOやIZO、ZnO:Al等が挙げられる。電子受容性有機化合物としては、CN基を置換基に持つ有機化合物が挙げられる。CN基を含む有機化合物としては、トリフェニレン誘導体やテトラシアノキノジメタン誘導体、インデノフルオレン誘導体等が好ましい。トリフェニレン誘導体としては、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンが好ましい。テトラシアノキノジメタン誘導体としては、テトラフルオロキノジメタン、ジシアノキノジメタンが好ましい。インデノフルオレン誘導体としては、国際公開第2009/011327号、国際公開第2009/069717号または国際公開第2010/064655号に示されるような化合物が好ましい。なお、電子受容性物質は単独物質でも、他の有機化合物と混合されたものでもよい。好適には、電荷発生層からの電子の受け取りを容易にするため、電子輸送層の中の電荷発生層界面近傍にアルカリ金属で代表されるドナーをドープする。ドナーとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物およびドナー性金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。ドナー性金属、ドナー性金属化合物およびドナー性金属錯体に使用できる化合物の具体例としては、国際公開第2010/134352号の公報に記載の化合物が挙げられる。
また、電荷発生層を挟んで、上述の構成の有機EL層を2段以上積層したタンデム構造とすることもできる。電荷発生層の材料としては、金属、金属酸化物、金属酸化物の混合物、複合酸化物、電子受容性有機化合物等が挙げられる。金属としては、Mg、Al、MgやAgの共蒸着膜等が好ましい。金属酸化物としては、ZnO、WO3、MoO3、MoO2等が挙げられる。金属酸化物の混合物としては、ITOやIZO、ZnO:Al等が挙げられる。電子受容性有機化合物としては、CN基を置換基に持つ有機化合物が挙げられる。CN基を含む有機化合物としては、トリフェニレン誘導体やテトラシアノキノジメタン誘導体、インデノフルオレン誘導体等が好ましい。トリフェニレン誘導体としては、ヘキサシアノヘキサアザトリフェニレンが好ましい。テトラシアノキノジメタン誘導体としては、テトラフルオロキノジメタン、ジシアノキノジメタンが好ましい。インデノフルオレン誘導体としては、国際公開第2009/011327号、国際公開第2009/069717号または国際公開第2010/064655号に示されるような化合物が好ましい。なお、電子受容性物質は単独物質でも、他の有機化合物と混合されたものでもよい。好適には、電荷発生層からの電子の受け取りを容易にするため、電子輸送層の中の電荷発生層界面近傍にアルカリ金属で代表されるドナーをドープする。ドナーとしては、ドナー性金属、ドナー性金属化合物およびドナー性金属錯体からなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。ドナー性金属、ドナー性金属化合物およびドナー性金属錯体に使用できる化合物の具体例としては、国際公開第2010/134352号の公報に記載の化合物が挙げられる。
有機EL層41を構成している各層の形成方法には、真空蒸着法等のドライプロセスや、ドクターブレード法、ディップコート法、マイクログラビア法、スプレー法、インクジェット法、印刷法等のウエットプロセスを用いることができる。ウエットプロセスでは、有機EL層41等に対する酸素や水分による影響を考慮すると、不活性ガス雰囲気下や真空条件下で処理するのが好ましい。また、各層の形成後には、溶媒を除去するために加熱等による乾燥処理を行うのが好ましい。その際、乾燥処理は、不活性ガス雰囲気下で行うのが好ましく、減圧下で行うのがより好ましい。
封止層17は、基板11の一方の面11a上に設けられた複数の有機EL素子40を封止するものである。封止層17は、第2隔壁16と第2隔壁16によって区画された有機EL素子40との表面を覆うようにして形成されている。封止層17により、外部から有機EL素子40内へ酸素や水分や混入するのを防止することができ、ひいては、有機EL素子40の寿命を向上させることができる。
封止層17の形成方法としては、例えば、EB蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等を挙げることができる。また、封止層17の材料としては、有機物であればフタロシアニン等が挙げられ、無機物であればSiONやSiO、SiN等が挙げられる。
「波長変換基板(封止基板)」
波長変換基板20は、透明基板21と、透明基板21の一方の面21aに形成された格子状のブラックマトリクス25と、ブラックマトリクス25の透明基板21と接している面とは反対側の面25aに設けられた第1隔壁26と、透明基板21の一方の面21aのうち、第1隔壁26によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられたカラーフィルター層(色調整層)22および波長変換層(色変換層)23とを有して構成されている。
波長変換基板20は、透明基板21と、透明基板21の一方の面21aに形成された格子状のブラックマトリクス25と、ブラックマトリクス25の透明基板21と接している面とは反対側の面25aに設けられた第1隔壁26と、透明基板21の一方の面21aのうち、第1隔壁26によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられたカラーフィルター層(色調整層)22および波長変換層(色変換層)23とを有して構成されている。
透明基板21としては、特に限定されないが、従来の有機EL表示装置で使用される光透過性を有する基板が用いられる。透明基板21の材料としては、例えば、透明無機ガラス基板、各種透明プラスチック基板、各種透明フィルム等が挙げられる。
ブラックマトリクス25は、サブ画素S同士の間に形成される黒色のもので、透明基板21の一方の面21aのうち、カラーフィルター層22の赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)の間に形成されている。
ブラックマトリクス25の材料としては有機樹脂を用いることができる。ブラックマトリクス25の形成方法としては、塗布法を用いることができ、特に、フォトプロセスを用いることが好ましい。
ブラックマトリクス25の材料としては有機樹脂を用いることができる。ブラックマトリクス25の形成方法としては、塗布法を用いることができ、特に、フォトプロセスを用いることが好ましい。
第1隔壁26は、サブ画素S同士の間に形成されるもので、透明基板21の一方の面21aのうち、カラーフィルター層22の赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)の間に形成されている。
具体的に、第1隔壁26は、透明基板21に対向する第1端面26aと、第1端面26aに対向して第1端面26aの面積よりも小さい面積を有する第2端面26bと、側面26cと、を有した順テーパー形状となっている。ここで、「順テーパー形状」とは、透明基板21から離れる方向に断面形状が細くなるテーパー形状のことをいう。
具体的に、第1隔壁26は、透明基板21に対向する第1端面26aと、第1端面26aに対向して第1端面26aの面積よりも小さい面積を有する第2端面26bと、側面26cと、を有した順テーパー形状となっている。ここで、「順テーパー形状」とは、透明基板21から離れる方向に断面形状が細くなるテーパー形状のことをいう。
第1隔壁26は、可視光を透過しないブラックマトリクスからなる。このように、カラーフィルター層22における赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)を区画するように黒色の第1隔壁26を設けることで、コントラストの向上を図ることができる。
第1隔壁26の材料としては有機樹脂を用いることができる。第1隔壁26の形成方法としては、塗布法を用いることができ、特に、フォトプロセスを用いることが好ましい。
第1隔壁26の膜厚は、波長変換層23をインクジェット塗布法で形成する際に波長変換層形成用の材料が所定のサブ画素領域外にあふれるのを防止できる層厚であることが好ましい。
第1隔壁26の膜厚は、波長変換層23をインクジェット塗布法で形成する際に波長変換層形成用の材料が所定のサブ画素領域外にあふれるのを防止できる層厚であることが好ましい。
カラーフィルター層22は、特定の波長の発光を得るもので、それ以外の波長の光を削減する機能を有する。
カラーフィルター層22は、透明基板21の一方の面21aに形成された、赤色カラーフィルター22R、緑色カラーフィルター22G、青色カラーフィルター22Bを有する。赤色カラーフィルター22Rにより赤色画素部S(R)が設定され、緑色カラーフィルター22Gにより緑色画素部S(G)が設定され、青色カラーフィルター22Bにより青色画素部S(B)が設定されることになる。
本実施形態におけるカラーフィルター層22は、波長変換層23よりも低い屈折率を有する。
カラーフィルター層22は、透明基板21の一方の面21aに形成された、赤色カラーフィルター22R、緑色カラーフィルター22G、青色カラーフィルター22Bを有する。赤色カラーフィルター22Rにより赤色画素部S(R)が設定され、緑色カラーフィルター22Gにより緑色画素部S(G)が設定され、青色カラーフィルター22Bにより青色画素部S(B)が設定されることになる。
本実施形態におけるカラーフィルター層22は、波長変換層23よりも低い屈折率を有する。
波長変換層23は、入射光を吸収して、異なる波長域の光を放射する機能を有する。具体的に、波長変換層23は、入射光(基板11上に搭載される複数の有機EL素子40から放出される光)の一部を吸収して波長分布変換を行い、入射光の非吸収分と変換光とを含む光(入射光とは異なる波長分布を有する光)を放出するための層である。
波長変換層23は、複数種の色変換色素からなる層であり、本実施形態においては赤色蛍光体層23Rおよび緑色蛍光体層23Gを有する。赤色蛍光体層23Rおよび緑色蛍光体層23Gは、透明基板21上の第1隔壁26によって区画されたサブ画素のうち、サブ画素S(R)およびサブ画素S(G)に対応する位置に選択的に設けられている。赤色蛍光体層23Rは、赤色画素部S(R)に対応する位置であって、赤色カラーフィルター22Rの表面に積層されている。緑色蛍光体層23Gは、緑色画素部S(G)に対応する位置であって、緑色カラーフィルター22Gの表面に積層されている。
色変換色素は、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上と組み合わせてもよい。すなわち、光源として青色領域から青緑色領域の光を発光する有機EL素子40を用いる場合、有機EL素子40からの光を単なる赤色フィルターに通して赤色領域の光を得ようとすると、元々、赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。したがって、有機EL素子40からの青色領域から青緑色領域の光を、波長変換層23の蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、有機EL素子40からの光を別の有機蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。あるいは、有機EL素子40の発光が緑色領域の光を十分に含んでいれば、有機EL素子40からの光を単に緑色フィルターを通して出力してもよい。
有機EL素子40から放出された光のうち、青色領域から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えば、ローダミンB、ローダミン6G、ローダミン3B、ローダミン101、ローダミン110、スルホローダミン、ベーシックバイオレット11、ベーシックレッド2等のローダミン系色素、シアニン系色素、1-エチル-2-[4-(p-ジメチルアミノフェニル)-1,3-ブタジエニル〕-ピリジニウム パークロレート(ピリジン1)等のピリジン系色素、あるいは、オキサジン系色素等が挙げられる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等)も蛍光性があれば用いることができる。
有機EL素子40から放出された光のうち、青色領域から青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、例えば、3-(2’-ベンゾチアゾリル)-7-ジエチルアミノクマリン(クマリン6)、3-(2’-ベンゾイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン(クマリン7)、3-(2’-N-メチルベンゾイミダゾリル)-7-N,N-ジエチルアミノクマリン(クマリン30)、2,3,5,6-1H,4H-テトラヒドロ-8-トリフルオロメチルキノリジン(9,9a,1-gh)クマリン(クマリン153)等のクマリン系色素、あるいは、クマリン色素系染料であるベーシックイエロー51、さらには、ソルベントイエロー11、ソルベントイエロー116等のナフタルイミド系色素等が挙げられる。さらに、各種染料(直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料等)も蛍光性があれば用いることができる。
なお、本実施形態に用いる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物等に予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料(以下、有機蛍光色素と有機蛍光顔料とを合わせて、「有機蛍光色素」と総称する。)は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態に用いる有機蛍光色素は、波長変換層23に対して、波長変換層23の質量を基準として0.01質量%~5質量%、より好ましくは0.1質量%~2質量%含有される。もし、有機蛍光色素の含有量が、波長変換層23の質量に対して0.01質量%未満ならば、十分な波長変換を行うことができない。また、有機蛍光色素の含有量が、波長変換層23の質量に対して5質量%を超えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
本実施形態の波長変換層23に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂(レジスト)を、光処理および熱処理の少なくともいずれか一方の処理を施し、ラジカル種またはイオン種を発生させて、重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。
また、パターニングに必要な波長変換層23の材料としては、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂を有するとともに、未露光の状態において有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性であることが好ましい。
具体的に、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂は、(1)アクロイル基やメタクロイル基を複数有するアクリル系多官能モノマーおよびアクリル系多官能オリゴマーと、光重合開始剤または熱重合開始剤とからなる組成物、(2)ボリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物、(3)鎖状オレフィンまたは環状オレフィンと、ビスアジドとからなる組成物、および、(4)エポキシ基を有するモノマーと酸発生剤とからなる組成物等を含む。特に(1)のアクリル系多官能モノマーおよびアクリル系多官能オリゴマーと、光重合開始剤または熱重合開始剤とからなる組成物が、高精細なパターニングが可能であること、および、耐溶剤性、耐熱性等の信頼性が高いことから好ましい。前述したように、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂に、光および熱の少なくともいずれか一方を作用させて、マトリクス樹脂を形成する。
本実施形態で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。
波長変換層23において、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂が、光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
波長変換層23において、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂が、光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
有機EL素子基板10と波長変換基板20とは、有機EL素子基板10および波長変換基板20のいずれか一方の基板の周縁部に沿って配置されたシール部材31を介して貼り合わされている。
充填層30は、有機EL素子基板10と波長変換基板20との間であって、シール部材31によって囲まれた空間内に設けられる。
充填層30を形成する充填剤としては、屈折率が1.5~1.9の材料が用いられる。
屈折率が1.5~1.9の充填剤としては、例えば、UV硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、フッ素系不活性液体、フッ素系オイル、SiOx、SiOxNy、AlNx、SiAlOxNy、TiOx等の無機材料等が挙げられる。UV硬化性樹脂としては、アクリル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、シリコーン系樹脂が挙げられる。
充填剤は、有機EL素子基板10と波長変換基板20を貼り合わせる前に、有機EL素子基板10または波長変換基板20上に、塗布または分散されてもよいし、2つの基板が貼り合わされた後に、シール部材31に設けられた注入口を通して、2つの基板間の間隙に充填されてもよい。
充填層30を形成する充填剤としては、屈折率が1.5~1.9の材料が用いられる。
屈折率が1.5~1.9の充填剤としては、例えば、UV硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、フッ素系不活性液体、フッ素系オイル、SiOx、SiOxNy、AlNx、SiAlOxNy、TiOx等の無機材料等が挙げられる。UV硬化性樹脂としては、アクリル樹脂が挙げられる。熱硬化性樹脂としては、シリコーン系樹脂が挙げられる。
充填剤は、有機EL素子基板10と波長変換基板20を貼り合わせる前に、有機EL素子基板10または波長変換基板20上に、塗布または分散されてもよいし、2つの基板が貼り合わされた後に、シール部材31に設けられた注入口を通して、2つの基板間の間隙に充填されてもよい。
有機EL素子40からの発光は、第2電極43を透過して、有機EL素子基板10と波長変換基板20との間の間隙に入るが、第2電極43の屈折率(~1.9)が、その間隙の屈折率よりも大きいため、第2電極43と間隙の屈折率の差だけ大きく屈折する。このとき、有機EL素子基板10と波長変換基板20の貼り合せに位置ずれがあると、その位置ずれの分だけ、波長変換基板20の第1隔壁26における透明基板21に対向する端面26aとは反対側の端面26bに、有機EL素子40からの発光が達しやすく、混色が起こりやすくなる。
そこで、充填層30を形成する充填剤として、屈折率が1.5~1.9の材料を用いることにより、第2電極43と間隙の屈折率の差を小さくすることができるので、混色を防止することができる。
そこで、充填層30を形成する充填剤として、屈折率が1.5~1.9の材料を用いることにより、第2電極43と間隙の屈折率の差を小さくすることができるので、混色を防止することができる。
本実施形態の有機EL表示装置100では、有機EL素子40からの発光(励起光)が青色領域から青緑色領域の光である。青色画素部S(B)においては、有機EL素子40からの光が青色カラーフィルター22Bを透過することによって緑色の発光を削減して、色純度の高い青色の発光を得ている。緑色画素部S(G)においては、有機EL素子40からの光が、まず緑色蛍光体層23Gを透過することによって略緑色に変換され、さらに緑色カラーフィルター22Gを透過することによって、略緑色に変換された光のうち青色に近い波長の光を削減して、緑色の発光を得ている。赤色画素部S(R)においては、有機EL素子40からの光が、まず赤色蛍光体層23Rを透過することによって略赤色に変換され、さらに、赤色カラーフィルター22Rを透過することによって、略赤色に変換された光のうち緑色に近い波長の光を削減して、赤色の発光を得ている。
本実施形態の有機EL表示装置100によれば、有機EL素子基板10の第2隔壁16は、隣り合うサブ画素間のうち同色のサブ画素間に対応する位置に、間隙16Bが設けられているので、充填剤を介して、有機EL素子基板10と波長変換基板20とを貼り合せるとき、その充填剤を、有機EL素子基板10の全面および波長変換基板20の全面に十分に拡張させることができるため、有機EL素子基板10と波長変換基板20の間の距離(間隔)を小さくすることができる。これにより、隣り合うサブ画素S間において、一方のサブ画素S(例えば、赤色画素部S(R))に対応する波長変換層23(例えば、赤色蛍光体層23R)に入射すべき光が、他方のサブ画素S(例えば、緑色画素部S(G))に対応する波長変換層23(例えば、緑色蛍光体層23G)に入射して、他方の画素部を形成する蛍光体を発光させることがないので、RGBの各サブ画素S間における混色を防止することができる。ひいては、有機EL素子40からの光の取り出し効率を向上させることができる。
従来の構成においては、カラーフィルター方式やCCM方式の有機EL表示装置は、光の取り出し効率が低く消費電力が高いことが懸念されていたが、上述した本実施形態の有機EL表示装置100によれば、このような懸念をなくすことができる。特に、光取り出し効率の向上は、有機EL表示装置100における低消費電力化に非常に有用である。
また、本実施形態の有機EL表示装置100では、図1Aに示すように、有機EL素子基板10の光出射面の幅をa、封止基板20の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、有機EL素子40からの青色領域から青緑色領域の光の全てが、目的とする波長変換層23に入射するため、RGBの各サブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))間における混色を防止することができる。すなわち、隣り合うサブ画素S間において、一方のサブ画素S(例えば、赤色画素部S(R))に対応する波長変換層23(例えば、赤色蛍光体層23R)に入射すべき光が、他方のサブ画素S(例えば、緑色画素部S(G))に対応する波長変換層23(例えば、緑色蛍光体層23G)に入射して、他方の画素部を形成する蛍光体を発光させることがないので、RGBの各サブ画素S間における混色を防止することができる。ひいては、有機EL素子40からの光の取り出し効率を向上させることができる。
また、本実施形態の有機EL表示装置100では、図1Aに示すように、第1隔壁26における透明基板21に対向する端面26aとは反対側の端面26bの幅をWA、第2隔壁16における基板11に対向する端面16aとは反対側の端面16bの幅をWBとしたとき、WB>WAの関係を満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、有機EL素子40からの青色領域から青緑色領域の光の全てが、目的とする波長変換層23に入射するため、RGBの各サブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))間における混色をより効果的に防止することができる。すなわち、隣り合うサブ画素S間において、一方のサブ画素S(例えば、赤色画素部S(R))に対応する波長変換層23(例えば、赤色蛍光体層23R)に入射すべき光が、他方のサブ画素S(例えば、緑色画素部S(G))に対応する波長変換層23(例えば、緑色蛍光体層23G)に入射して、他方の画素部を形成する蛍光体を発光させることをより効果的に防止することができるので、RGBの各サブ画素S間における混色を防止することができる。
また、本実施形態の有機EL表示装置100では、第1隔壁26および第2隔壁16が、光反射性の材料または光散乱性の材料からなることが好ましい。
また、第1隔壁26が光反射性の材料または光散乱性の材料からなることにより、波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)からの等方発光のうち、側面方向へ発光(波長変換層23を通しての導波成分)して、透明基板21側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。また、波長変換層23からの発光を、各画素内に反射させることができるようになり、波長変換層23からの発光を有効利用できるので、発光効率を向上することができるとともに、消費電力を低下させることができる。
また、第1隔壁26が光反射性の材料または光散乱性の材料からなることにより、波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)からの等方発光のうち、側面方向へ発光(波長変換層23を通しての導波成分)して、透明基板21側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。また、波長変換層23からの発光を、各画素内に反射させることができるようになり、波長変換層23からの発光を有効利用できるので、発光効率を向上することができるとともに、消費電力を低下させることができる。
第2隔壁16が光反射性の材料または光散乱性の材料からなることにより、有機EL素子40からの等方発光のうち、側面方向へ発光(有機EL素子40を通しての導波成分)して、波長変換基板20側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。
第1隔壁26および第2隔壁16を形成する光反射性の材料または光散乱性の材料としては、特に限定されないが、例えば、金、銀、アルミニウム等の金属等の反射膜、酸化チタン等の散乱膜が挙げられる。
第1隔壁26および第2隔壁16の材料として、金属を用いることにより、波長変換層23に含まれる蛍光体からの発光を反射させ、所望の方向にのみ、発光させることが可能となり、ひいては、発光効率を向上させることができるため好ましい。また、第1隔壁26および第2隔壁16自体が光反射性でない場合、第1隔壁26および第2隔壁16上に金属からなる反射膜を形成すれば、波長変換層23に含まれる蛍光体からの発光を所望の方向に反射させることが可能となる。また、波長変換層23上に金属からなる反射膜を形成する方法としては、例えば、化学気相成長(CVD)法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられる。
本実施形態の有機EL表示装置100では、後述する第6実施形態と同様に、カラーフィルター層22または波長変換層23における有機EL素子40と対向する面側に、図示略の光散乱層が設けられてもよい。光散乱層を設けることにより、有機EL素子40からの発光を十分に拡散させて、カラーフィルター層22または波長変換層23に入射することができるので、有機EL表示装置100における輝度ムラを改善することができる。また、波長変換層23を射出した光を、カラーフィルター層22側に散乱させることができるので、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
本実施形態の有機EL表示装置100では、後述する第7実施形態と同様に、カラーフィルター層22および波長変換層23に、有機EL素子40からの発光(青緑色の波長域の光)を透過し、かつ、波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)を構成する蛍光体の発光を反射する、図示略のバンドパスフィルターからなる膜(以下、「第1波長選択膜」と言う。)が積層されていてもよい。
赤色蛍光体層23Rにおける有機EL素子40と対向する面23aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過し、赤色蛍光体層23Rを構成する蛍光体の発光を反射するので、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
また、緑色蛍光体層23Gにおける有機EL素子40と対向する面23aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過し、緑色蛍光体層23Gを構成する蛍光体の発光を反射するので、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
さらに、青色カラーフィルター22Bにおける有機EL素子40と対向する面22aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過するので、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
また、緑色蛍光体層23Gにおける有機EL素子40と対向する面23aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過し、緑色蛍光体層23Gを構成する蛍光体の発光を反射するので、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
さらに、青色カラーフィルター22Bにおける有機EL素子40と対向する面22aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過するので、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
本実施形態の有機EL表示装置100では、後述する第8実施形態と同様に、カラーフィルター層22および波長変換層23に、有機EL素子40からの発光(青緑色の波長域の光)を反射し、かつ、波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)を構成する蛍光体の発光を透過する、図示略のバンドパスフィルターからなる膜(以下、「第2波長選択膜」と言う。)が積層されていてもよい。
赤色カラーフィルター22Rにおける透明基板21と対向する面22bに、第2波長選択膜を設けることにより、有機EL素子40からの発光が、赤色蛍光体層23Rの蛍光体を励起することなく、赤色蛍光体層23Rおよび赤色カラーフィルター22Rを透過して、第2波長選択膜に達した場合、その光を、第2波長選択膜で反射させて、赤色蛍光体層23Rに戻し、赤色蛍光体層23Rの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜は、赤色蛍光体層23Rの蛍光体の発光を透過する。これにより、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
緑色カラーフィルター22Gにおける透明基板21と対向する面22bに、第2波長選択膜を設けることにより、有機EL素子40からの発光が、緑色蛍光体層23Gの蛍光体を励起することなく、緑色蛍光体層23Gおよび緑色カラーフィルター22Gを透過して、第2波長選択膜に達した場合、その光を、第2波長選択膜で反射させて、緑色蛍光体層23Gに戻し、緑色蛍光体層23Gの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜は、緑色蛍光体層23Gの蛍光体の発光を透過する。これにより、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
本実施形態の有機EL表示装置100では、後述する第9実施形態と同様に、カラーフィルター層22および波長変換層23に、有機EL素子40からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を透過し、かつ、波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)を構成する蛍光体の発光を反射する、図示略の第1波長選択膜が積層されるとともに、カラーフィルター層22および波長変換層23に、有機EL素子40からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を反射し、かつ、波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)を構成する蛍光体の発光を透過する第2波長選択膜が積層されていてもよい。
赤色蛍光体層23Rにおける有機EL素子40と対向する面23aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過し、赤色蛍光体層23Rを構成する蛍光体の発光を反射する。
また、赤色カラーフィルター22Rにおける透明基板21と対向する面22bに、第2波長選択膜を設けることにより、有機EL素子40からの発光が、赤色蛍光体層23Rの蛍光体を励起することなく、赤色蛍光体層23Rおよび赤色カラーフィルター22Rを透過して、第2波長選択膜に達した場合、その光を、第2波長選択膜で反射させて、赤色蛍光体層23Rに戻し、赤色蛍光体層23Rの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜は、赤色蛍光体層23Rの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
また、赤色カラーフィルター22Rにおける透明基板21と対向する面22bに、第2波長選択膜を設けることにより、有機EL素子40からの発光が、赤色蛍光体層23Rの蛍光体を励起することなく、赤色蛍光体層23Rおよび赤色カラーフィルター22Rを透過して、第2波長選択膜に達した場合、その光を、第2波長選択膜で反射させて、赤色蛍光体層23Rに戻し、赤色蛍光体層23Rの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜は、赤色蛍光体層23Rの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
また、緑色蛍光体層23Gにおける有機EL素子40と対向する面23aに、第1波長選択膜を設けることにより、第1波長選択膜が有機EL素子40からの発光を透過し、緑色蛍光体層23Gを構成する蛍光体の発光を反射する。
緑色カラーフィルター22Gにおける透明基板21と対向する面22bに、第2波長選択膜を設けることにより、有機EL素子40からの発光が、緑色蛍光体層23Gの蛍光体を励起することなく、緑色蛍光体層23Gおよび緑色カラーフィルター22Gを透過して、第2波長選択膜に達した場合、その光を、第2波長選択膜で反射させて、緑色蛍光体層23Gに戻し、緑色蛍光体層23Gの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜は、緑色蛍光体層23Gの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
緑色カラーフィルター22Gにおける透明基板21と対向する面22bに、第2波長選択膜を設けることにより、有機EL素子40からの発光が、緑色蛍光体層23Gの蛍光体を励起することなく、緑色蛍光体層23Gおよび緑色カラーフィルター22Gを透過して、第2波長選択膜に達した場合、その光を、第2波長選択膜で反射させて、緑色蛍光体層23Gに戻し、緑色蛍光体層23Gの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜は、緑色蛍光体層23Gの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置100における光の取り出し効率を向上することができる。
[第2実施形態]
図4は、本発明の第2実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図4において、図1Aに示した有機EL表示装置100と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置110が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と異なる点は、波長変換基板20の第1隔壁26が、透明基板21に対向する端面26aとは反対側の端面26bの面積が、透明基板21に対向する端面26aの面積よりも大きい、逆テーパー形状となっている点である。ここで、「逆テーパー形状」とは、透明基板21から離れる方向に断面形状が太くなるテーパー形状のことをいう。
図4は、本発明の第2実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図4において、図1Aに示した有機EL表示装置100と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置110が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と異なる点は、波長変換基板20の第1隔壁26が、透明基板21に対向する端面26aとは反対側の端面26bの面積が、透明基板21に対向する端面26aの面積よりも大きい、逆テーパー形状となっている点である。ここで、「逆テーパー形状」とは、透明基板21から離れる方向に断面形状が太くなるテーパー形状のことをいう。
波長変換基板20の第1隔壁26の形状を逆テーパー形状とすることにより、有機EL素子40からの発光が、波長変換基板20の波長変換層23に入射して、波長変換層23で波長変換された光を、波長変換基板20の透明基板21側へ効果的に出射(伝搬)することができる。
ここで、図5に示すように、波長変換基板20の第1隔壁26のテーパー角(第1隔壁26の側面26cと透明基板21の一方の面21aとのなす角)をαとする。図6に示すように、テーパー角αが変化するにつれて、波長変換層23から取り出される光の相対比は、テーパー角αが90°よりも大きく、第1隔壁26の形状が逆テーパー形状の方が、テーパー角αが90°よりも小さく、第1隔壁26の形状が順テーパー形状の場合よりも大きくなる。
波長変換層23から取り出されない光は、吸収される以外は、有機EL素子基板10と波長変換基板20との間で散乱されるため、隣り合うサブ画素へ混入する可能性がある。
そこで、第1隔壁26の形状を逆テーパー形状とすることにより、混色をより低減することができるとともに、光の取り出し効率をより向上することができる。
波長変換層23から取り出されない光は、吸収される以外は、有機EL素子基板10と波長変換基板20との間で散乱されるため、隣り合うサブ画素へ混入する可能性がある。
そこで、第1隔壁26の形状を逆テーパー形状とすることにより、混色をより低減することができるとともに、光の取り出し効率をより向上することができる。
本実施形態の有機EL表示装置110では、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と同様に、光散乱層、第1波長選択膜、第2波長選択膜等を設けることもできる。
[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図7において、図1Aに示した有機EL表示装置100と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置120が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と異なる点は、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極(上部電極)43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121が設けられている点である。
図7は、本発明の第3実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図7において、図1Aに示した有機EL表示装置100と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置120が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と異なる点は、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極(上部電極)43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121が設けられている点である。
すなわち、本実施形態の有機EL表示装置120では、封止層17における波長変換基板20と対向する面17aに、バンドパスフィルター121が設けられている。
バンドパスフィルター121は、有機EL素子40からの発光(青色領域から青緑色領域の光)のみを透過し、かつ、この有機EL素子40からの発光(励起光)によって波長変換層23(赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23G)に生じた光を反射する波長選択膜である。
バンドパスフィルター121としては、例えば、無機蒸着フィルム、有機フィルム、コレステリック液晶フィルム等からなる誘電体多層膜が用いられる。
バンドパスフィルター121としては、例えば、無機蒸着フィルム、有機フィルム、コレステリック液晶フィルム等からなる誘電体多層膜が用いられる。
バンドパスフィルター121に対して斜めに入射する光は、バンドパスフィルター121に対して垂直に入射する光とは光路長が異なる。そこで、バンドパスフィルター121は、有機EL素子40からの発光が斜めに入射した場合には、その光の透過率を低下させて、有機EL素子40から波長変換基板20の波長変換層23への光の指向性を高めることができる。また、バンドパスフィルター121は、波長変換層23で波長変換された光に対しては、反射膜として働くので、波長変換層23を構成する蛍光体の発光の取り出し効率を向上することができる。よって、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121を設けることにより、混色をより低減することができるとともに、光の取り出し効率をより向上することができる。
本実施形態の有機EL表示装置120では、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と同様に、光散乱層、第1波長選択膜、第2波長選択膜等を設けることもできる。
[第4実施形態]
図8は、本発明の第4実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図8において、図1Aに示した有機EL表示装置100、図4に示した有機EL表示装置110および図7に示した有機EL表示装置120と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置130が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と異なる点は、波長変換基板20の第1隔壁26が、透明基板21に対向する端面26aとは反対側の端面26bの面積が、透明基板21に対向する端面26aの面積よりも大きい、逆テーパー形状となっている点、および、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極(上部電極)43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121が設けられている点である。
図8は、本発明の第4実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図8において、図1Aに示した有機EL表示装置100、図4に示した有機EL表示装置110および図7に示した有機EL表示装置120と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置130が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と異なる点は、波長変換基板20の第1隔壁26が、透明基板21に対向する端面26aとは反対側の端面26bの面積が、透明基板21に対向する端面26aの面積よりも大きい、逆テーパー形状となっている点、および、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極(上部電極)43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121が設けられている点である。
波長変換基板20の第1隔壁26の形状を逆テーパー形状とすることにより、有機EL素子40からの発光が、波長変換基板20の波長変換層23に入射して、波長変換層23で波長変換された光を、波長変換基板20の透明基板21側へ効果的に出射(伝搬)することができる。
また、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121を設けることにより、有機EL素子40から波長変換層23への光の指向性を高めることができるとともに、波長変換層23を構成する蛍光体の発光の取り出し効率を向上することができる。
よって、波長変換基板20の第1隔壁26の形状を逆テーパー形状とするとともに、有機EL素子40の第2電極43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過するバンドパスフィルター121を設けることにより、混色をより低減することができるとともに、光の取り出し効率をより向上することができる。
また、有機EL素子基板10を構成する有機EL素子40の第2電極43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過する誘電体多層膜からなるバンドパスフィルター121を設けることにより、有機EL素子40から波長変換層23への光の指向性を高めることができるとともに、波長変換層23を構成する蛍光体の発光の取り出し効率を向上することができる。
よって、波長変換基板20の第1隔壁26の形状を逆テーパー形状とするとともに、有機EL素子40の第2電極43上に、有機EL素子40からの発光のみを透過するバンドパスフィルター121を設けることにより、混色をより低減することができるとともに、光の取り出し効率をより向上することができる。
本実施形態の有機EL表示装置130では、上述の第1実施形態の有機EL表示装置100と同様に、光散乱層、第1波長選択膜、第2波長選択膜等を設けることもできる。
[第5実施形態]
図9Aは、本発明の第5実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図9Bは、有機EL素子の概略構成を示す図である。
図9Aに示すように、本実施形態の有機EL表示装置300は、有機EL素子基板210と、封止基板(波長変換基板)220と、有機EL素子基板210と封止基板220との間に設けられた充填層230と、を備え、アクティブ駆動方式で駆動されるトップエミッションタイプの有機EL表示装置である。
図9Aは、本発明の第5実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図9Bは、有機EL素子の概略構成を示す図である。
図9Aに示すように、本実施形態の有機EL表示装置300は、有機EL素子基板210と、封止基板(波長変換基板)220と、有機EL素子基板210と封止基板220との間に設けられた充填層230と、を備え、アクティブ駆動方式で駆動されるトップエミッションタイプの有機EL表示装置である。
本実施形態の有機EL表示装置300は、図9Aに示すように、有機EL素子基板210の光出射面の幅をa、封止基板220の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たしている。
ここで、有機EL素子基板210の光出射面の幅aとは、後述する第2隔壁216の開口部の幅、すなわち、隣り合う第2隔壁216同士において、第2端面216b同士の間隔のことである。
また、封止基板220の光入射面の幅bとは、後述する第1隔壁226の開口部の幅、すなわち、隣り合う第1隔壁226同士において、第2端面226b同士の間隔のことである。
ここで、有機EL素子基板210の光出射面の幅aとは、後述する第2隔壁216の開口部の幅、すなわち、隣り合う第2隔壁216同士において、第2端面216b同士の間隔のことである。
また、封止基板220の光入射面の幅bとは、後述する第1隔壁226の開口部の幅、すなわち、隣り合う第1隔壁226同士において、第2端面226b同士の間隔のことである。
有機EL素子基板210は、基板211、TFT(薄膜トランジスタ)回路212、有機EL素子(有機発光素子)240を主として構成されており、TFT回路212を備えた基板211上に複数の有機EL素子240が設けられている。
封止基板(波長変換基板)220は、透明基板221、カラーフィルター層(色調整層)222および波長変換層(色変換層)223を主として構成されており、透明基板221の一面221a側に、R,G,Bの各サブ画素Sに対応したカラーフィルター層(色調整層)222および波長変換層223が設けられている。
本実施形態の有機EL表示装置300は、光源である有機EL素子240から発光された光が、波長変換層223およびカラーフィルター層222へと入射することで、赤色、緑色、青色の三色の光として封止基板220の外側(観測者側)へと射出されるようになっている。
図9Bに示すように、有機EL素子240は、有機EL層241が第1電極242と第2電極243とにより挟持されて構成されている。図9Aに示すように、第1電極242は、層間絶縁膜213および平坦化膜214を貫通して設けられたコンタクトホール212bにより、TFT回路212の1つに接続されている。第2電極243は、層間絶縁膜213、平坦化膜214を貫通して設けられた不図示の配線によりTFT回路212の1つに接続されている。
図10は、有機EL表示装置100を示す上面図である。
図10に示すように、本実施形態の有機EL表示装置300は、複数の画素224を有している。各画素24は、赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)のそれぞれに対応する3つのサブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))から構成されている。
図10に示すように、本実施形態の有機EL表示装置300は、複数の画素224を有している。各画素24は、赤色光(R)、緑色光(G)、青色光(B)のそれぞれに対応する3つのサブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))から構成されている。
赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)は、y軸に沿ってストライプ状に延長され、x軸に沿って赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)が順に配置された、2次元的なストライプ配列とされている。
なお、図10に示す例では、RGBの各サブ画素(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))がストライプ配列された例を示しているが、本実施形態はこれに限定されず、RGBの各サブ画素(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))の配列はモザイク配列、デルタ配列等、従来公知のRGB画素配列とすることもできる。
「有機EL素子基板」
有機EL素子基板210は、図9Aに示すように、アクティブマトリクス基板215と、アクティブマトリクス基板215上に設けられた複数の有機EL素子240と、第2隔壁216と、封止層217とを有して構成されている。アクティブマトリクス基板215は、基板211、基板211上に形成されたTFT回路212、層間絶縁膜213および平坦化膜214を有する。
有機EL素子基板210は、図9Aに示すように、アクティブマトリクス基板215と、アクティブマトリクス基板215上に設けられた複数の有機EL素子240と、第2隔壁216と、封止層217とを有して構成されている。アクティブマトリクス基板215は、基板211、基板211上に形成されたTFT回路212、層間絶縁膜213および平坦化膜214を有する。
基板211上には、TFT回路212および各種配線(図示略)が形成され、さらに、基板211の上面およびTFT回路212を覆うように層間絶縁膜213と平坦化膜214が順次積層形成されている。
基板211としては、上述の基板11と同様の基板が用いられる。
TFT回路212としては、上述のTFT回路12と同様のTFT回路が用いられる。
層間絶縁膜213としては、上述の層間絶縁膜13と同様の層間絶縁膜が用いられる。
平坦化膜214としては、上述の平坦化膜14と同様の平坦化膜が用いられる。
第2隔壁216は、有機EL素子240の周囲を取り囲み、各サブ画素Sを区画するようにして形成されている。第2隔壁216は、基板211の一方の面211a上の少なくとも各サブ画素S間に形成され、第1電極242と第2電極243との間でリークを起こすことを防止するものである。
具体的に、第2隔壁216は、基板211に対向する第1端面216aと、第1端面216aに対向して第1端面216aの面積よりも小さい面積を有する第2端面216bと、側面216cと、を有し、形状は、順テーパー形状または逆テーパー形状のどちらでもよい。ここで、「順テーパー形状」とは、基板11から離れる方向に断面形状が細くなるテーパー形状のことをいい、「逆テーパー形状」とは、基板11から離れる方向に断面形状が太くなるテーパー形状のことをいう。
第2隔壁216は、図11に示すように、隣り合うサブ画素間のうち同色のサブ画素間に対応する位置に、間隙216Bが設けられている。
すなわち、第2隔壁216は、隣り合うサブ画素間のうち、異なる色のサブ画素間に対応する有機EL素子240を区画するように設けられた主要部216Aと、隣り合うサブ画素間のうち、同色のサブ画素間に対応する有機EL素子240の間に設けられた間隙216Bとを有している。
すなわち、第2隔壁216は、隣り合うサブ画素間のうち、異なる色のサブ画素間に対応する有機EL素子240を区画するように設けられた主要部216Aと、隣り合うサブ画素間のうち、同色のサブ画素間に対応する有機EL素子240の間に設けられた間隙216Bとを有している。
基板211の一方の面211aを基準とする主要部216Aの高さをh1、基板211の一方の面211aを基準とする間隙216Bの高さをh2としたとき、h1>h2の関係を満たしている。
間隙216Bの高さをh2は、特に限定されず、有機EL素子基板210と波長変換基板220の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板210の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
また、間隙216Bの幅(第2隔壁216の沿在する方向(長手方向)に沿う幅)wは、特に限定されず、有機EL素子基板210と波長変換基板220の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板210の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
間隙216Bの高さをh2は、特に限定されず、有機EL素子基板210と波長変換基板220の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板210の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
また、間隙216Bの幅(第2隔壁216の沿在する方向(長手方向)に沿う幅)wは、特に限定されず、有機EL素子基板210と波長変換基板220の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板210の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
間隙216Bの形状は、特に限定されず、有機EL素子基板210と波長変換基板220の間に充填される充填剤が、有機EL素子基板210の全面に十分に拡張することができる範囲で適宜設定される。
本実施形態における第2隔壁216は、有機EL素子240からの光取り出し効率を考慮した白色のホワイトバンクからなる。これにより輝度が向上する。
第2隔壁216は、上述の第2隔壁16と同様に形成することができる。
第2隔壁216は、上述の第2隔壁16と同様に形成することができる。
第2隔壁216は、第1電極142と第2電極143との絶縁性を十分に確保することのできる膜厚を有する。第2隔壁216の膜厚としては、例えば、100nm~2000nmであることが好ましい。第2隔壁216の膜厚が100nm未満であると、絶縁性が十分ではなく、第1電極142と第2電極143との間でリークが起こり、消費電力の上昇、非発光の原因となる。一方、第2隔壁216の膜厚が2000nmを超えると、成膜プロセスに時間がかかるため生産性の悪化が懸念される。
有機EL素子240は、第1電極242、有機EL層241、第2電極243を有する。
第1電極242および第2電極243は、有機EL素子240の陽極または陰極として対で機能する。
図9A、図9Bおよび以下の説明においては、第1電極242が陽極、第2電極243が陰極の場合を例に説明する。
第1電極242および第2電極243は、有機EL素子240の陽極または陰極として対で機能する。
図9A、図9Bおよび以下の説明においては、第1電極242が陽極、第2電極243が陰極の場合を例に説明する。
有機EL素子の色純度の向上、発光効率の向上、正面輝度の向上等の目的でマイクロキャビティ効果を用いる場合、有機EL層241からの発光を透明基板221側から取り出すトップエミッション型の構造では、第1電極242としては、反射電極と透明電極からなり、光を反射する反射率の高い反射電極を用いることが好ましい。また、有機EL層241からの発光を透明基板221側から取り出すトップエミッション型の構造では、第2電極243として半透明電極を用いることが好ましい。
第1電極242を構成する反射電極としては、例えば、アルミニウム、銀、金、アルミニウム-リチウム合金、アルミニウム-ネオジウム合金およびアルミニウム-シリコン合金等の反射性金属電極が挙げられる。
第1電極242を構成する透明電極としては、例えば、インジウムと錫からなる酸化物(ITO)、錫の酸化物インジウムと亜鉛からなる酸化物(IZO)等の透明電極材料からなるものが挙げられる。
なお、第1電極242は上記の構成に限定されるものではなく、上記の反射性金属電極のみから構成されていてもよい。
第1電極242を構成する透明電極としては、例えば、インジウムと錫からなる酸化物(ITO)、錫の酸化物インジウムと亜鉛からなる酸化物(IZO)等の透明電極材料からなるものが挙げられる。
なお、第1電極242は上記の構成に限定されるものではなく、上記の反射性金属電極のみから構成されていてもよい。
第2電極(半透明電極)243としては、金属の半透明電極単体、もしくは、金属の半透明電極と透明電極材料を組み合わせたものを用いることができる。特に、半透明電極の材料としては、反射率と透過率の観点から、銀が好ましい。
半透明電極の膜厚は、5nm~30nmが好ましい。半透明電極の膜厚が5nm未満の場合には、光の反射が十分に行えず、干渉の効果を十分に得るとこができない。一方、半透明電極の膜厚が30nmを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから、有機EL表示装置300の輝度および発光効率が低下するおそれがある。
半透明電極の膜厚は、5nm~30nmが好ましい。半透明電極の膜厚が5nm未満の場合には、光の反射が十分に行えず、干渉の効果を十分に得るとこができない。一方、半透明電極の膜厚が30nmを超える場合には、光の透過率が急激に低下することから、有機EL表示装置300の輝度および発光効率が低下するおそれがある。
第1電極242および第2電極243は、従来の電極材料を用いて形成することができる。
第1電極242は、例えば、有機EL層241にホールを効率良く注入するために、ITOやIDIXO、IZO、GZO、SnO2等を用いて透明電極を形成することができる。
第1電極242は、例えば、有機EL層241にホールを効率良く注入するために、ITOやIDIXO、IZO、GZO、SnO2等を用いて透明電極を形成することができる。
第2電極243は、電子を効率良く注入するために、Ca/AlやCe/Al、Cs/Al、Ba/Al等の仕事関数の低い金属と安定な金属とを積層して形成するのが好ましい。また、第2電極243は、Ca:Al合金やMg:Ag合金、Li:Al合金等の仕事関数の低い金属を含有する合金で形成してもよいし、LiF/AlやLiF/Ca/Al、BaF2/Ba/Al、LiF/Al/Ag等の薄膜の絶縁層と金属電極とを組み合わせて形成してもよい。
有機EL層241は、第1電極242と第2電極243との間に配置され、電圧が印加されることによって発光する。有機EL層241は、例えば、図9Bに示すように、第1電極242側から順に、正孔注入層244、正孔輸送層245、電子ブロッキング層246、発光層247、電子輸送層248、電子注入層249が設けられている(正孔注入層/正孔輸送層/電子ブロッキング層/発光層/電子輸送層/電子注入層)。本実施形態の発光層247は、青色~青緑色光を発光する単層構造とされている。
第1電極242と第2電極243により微小共振器構造が構成されると、第1電極242と第2電極243との干渉効果により、有機EL層241の発光を正面方向(光取り出し方向)に集光することができる。その際、有機EL層241の発光に指向性を持たせることができるため、周囲に逃げる発光損失を低減することができ、その発光効率を高めることができる。これにより、有機EL層241で生じる発光エネルギーをより効率良く、波長変換層223側へ出射させることができ、ひいては、有機EL素子240の正面輝度を高めることができる。
また、第1電極242と第2電極243により構成される微小共振器構造によれば、有機EL層241の発光スペクトルを調整することも可能となり、所望の発光ピーク波長および半値幅に調整することができる。これにより、有機EL層241の発光スペクトルを、波長変換層223中の有機蛍光色素を効果的に励起することが可能なスペクトルに制御することができる。
第1電極242と第2電極243の形成には、上述の第1電極42と第2電極43と同様の方法を用いることができる。
正孔注入層244は、第1電極242から効率良く正孔を受け取り、正孔輸送層245へ効率良く受け渡すために設けられている。正孔注入層244に用いられる材料のHOMOレベルは、正孔輸送層245に用いられるHOMOレベルよりも低く、第1電極242の仕事関数よりも高いのが好ましい。正孔注入層244は、単層でも多層であってもよい。
接着用の樹脂としては、上述の第1実施形態と同様の樹脂を用いることができる。
正孔注入層244の材料としては、上述の正孔注入層44の材料と同様の樹脂を用いることができる。
正孔輸送層245は、正孔注入層244から効率良く正孔を受け取り、発光層247へ効率良く受け渡すために設けられている。正孔輸送層245に用いられる材料のHOMOレベルは、正孔注入層24のHOMOレベルよりも高く、発光層247のHOMOレベルよりも低いのが好ましい。正孔をより効率よく発光層247に注入、輸送でき、発光に要する電圧の低減効果や発光効率の向上効果を得ることができるからである。
また、発光層247からの電子の漏れが抑制できるように、正孔輸送層245のLUMOレベルは発光層247のLUMOレベルより低くするのが好ましい。そうすれば、発光層247での発光効率を高めることができる。また、正孔輸送層245のバンドギャップは発光層247のバンドギャップより大きくするのが好ましい。そうすれば、発光層247中に励起子を効果的に閉じ込めることができる。
正孔輸送層245は、単層でも多層でもよく、ドライプロセスやウエットプロセスを用い、正孔注入層44と同じようにして形成することができる。
電子ブロッキング層246は、正孔注入層244と同種の材料を用いて形成することができる。但し、その材料のLUMOレベルの絶対値は、電子ブロッキング層246と接する発光層247が含む正孔注入層244の材料のLUMOレベルの絶対値より小さいのが好ましい。
電子をより効果的に発光層247中に閉じ込めることができるからである。
電子ブロッキング層246もまた、単層でも多層であってもよく、ドライプロセスやウエットプロセスを用い、正孔注入層244と同じようにして形成することができる。
電子をより効果的に発光層247中に閉じ込めることができるからである。
電子ブロッキング層246もまた、単層でも多層であってもよく、ドライプロセスやウエットプロセスを用い、正孔注入層244と同じようにして形成することができる。
発光層247の材料としては、上述の発光層47と同様の材料を用いることができる。
電子輸送層248の材料としては、上述の電子輸送層48と同様の材料を用いることができる。
電子注入層249は、第2電極243から効率良く電子を受け取り、電子輸送層248へ効率良く受け渡すために設けられている。
電子注入層249の材料としては、上述の電子注入層49と同様の材料を用いることができる。
電子注入層249の材料としては、上述の電子注入層49と同様の材料を用いることができる。
なお、有機EL層241の構成はこれに限らず、必要に応じて適宜設定することができる。例えば、正孔輸送層/発光層/電子輸送層の構成や、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の構成、正孔注入層/正孔輸送層/電子ブロッキング層/発光層/正孔ブロッキング層/電子注入層の構成にすることもできる。
有機EL層241を構成している各層の形成方法としては、上述の有機EL層41を構成している各層の形成方法と同様の方法を用いることができる。
封止層217は、基板211の一方の面211a上に設けられた複数の有機EL素子240を封止するものである。封止層217は、第2隔壁216と第1隔壁226によって区画された有機EL素子240との表面を覆うようにして形成されている。封止層217により、外部から有機EL素子240内へ酸素や水分や混入するのを防止することができ、ひいては、有機EL素子240の寿命を向上させることができる。
封止層217の形成方法としては、上述の封止層17の形成方法と同様の方法を用いることができる。
「波長変換基板(封止基板)」
波長変換基板(封止基板)220は、透明基板221と、透明基板221上に形成されたカラーフィルター層(色調整層)222と、波長変換層(色変換層)223と、第1隔壁226とを有して構成されている。
波長変換基板(封止基板)220は、透明基板221と、透明基板221上に形成されたカラーフィルター層(色調整層)222と、波長変換層(色変換層)223と、第1隔壁226とを有して構成されている。
透明基板221としては、特に限定されないが、従来の有機EL表示装置で使用される光透過性を有する基板が用いられる。透明基板221の材料としては、例えば、透明無機ガラス基板、各種透明プラスチック基板、各種透明フィルム等が挙げられる。
第1隔壁226は、サブ画素S同士の間に形成されるもので、透明基板221の一方の面221aのうち、カラーフィルター層222の赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)の間に形成されている。
具体的に、第1隔壁226は、透明基板221に対向する第1端面226aと、第1端面226aに対向して第1端面226aの面積よりも小さい面積を有する第2端面226bと、側面226cと、を有し、形状は、順テーパー形状または逆テーパー形状のどちらでもよい。ここで、「順テーパー形状」とは、基板221から離れる方向に断面形状が細くなるテーパー形状のことをいい、「逆テーパー形状」とは、基板221から離れる方向に断面形状が太くなるテーパー形状のことをいう。
具体的に、第1隔壁226は、透明基板221に対向する第1端面226aと、第1端面226aに対向して第1端面226aの面積よりも小さい面積を有する第2端面226bと、側面226cと、を有し、形状は、順テーパー形状または逆テーパー形状のどちらでもよい。ここで、「順テーパー形状」とは、基板221から離れる方向に断面形状が細くなるテーパー形状のことをいい、「逆テーパー形状」とは、基板221から離れる方向に断面形状が太くなるテーパー形状のことをいう。
第1隔壁226は、可視光を透過しないブラックマトリクスからなる。このように、カラーフィルター層222における赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B)を区画するように黒色の第1隔壁226を設けることで、コントラストの向上を図ることができる。
第1隔壁226の材料としては有機樹脂を用いることができる。第1隔壁226の形成方法としては、塗布法を用いることができ、特に、フォトプロセスを用いることが好ましい。第1隔壁226の膜厚は、波長変換層223をインクジェット塗布法で形成する際に色変換層材料が所定のサブ画素領域外にあふれるのを防止できる層厚であることが好ましい。
カラーフィルター層222は、特定の波長の発光を得るもので、それ以外の波長の光を削減する機能を有する。
カラーフィルター層222は、透明基板221の一方の面221aに形成された、赤色カラーフィルター222R、緑色カラーフィルター222G、青色カラーフィルター222Bを有する。赤色カラーフィルター222Rにより赤色画素部S(R)が設定され、緑色カラーフィルター222Gにより緑色画素部S(G)が設定され、青色カラーフィルター222Bにより青色画素部S(B)が設定されることになる。
カラーフィルター層222は、透明基板221の一方の面221aに形成された、赤色カラーフィルター222R、緑色カラーフィルター222G、青色カラーフィルター222Bを有する。赤色カラーフィルター222Rにより赤色画素部S(R)が設定され、緑色カラーフィルター222Gにより緑色画素部S(G)が設定され、青色カラーフィルター222Bにより青色画素部S(B)が設定されることになる。
波長変換層223は、入射光を吸収して、異なる波長域の光を放射する機能を有する。
具体的に、波長変換層223は、入射光(基板211上に搭載される複数の有機EL素子240から放出される光)の一部を吸収して波長分布変換を行い、入射光の非吸収分と変換光とを含む光(入射光とは異なる波長分布を有する光)を放出するための層である。
具体的に、波長変換層223は、入射光(基板211上に搭載される複数の有機EL素子240から放出される光)の一部を吸収して波長分布変換を行い、入射光の非吸収分と変換光とを含む光(入射光とは異なる波長分布を有する光)を放出するための層である。
波長変換層223は、複数種の色変換色素からなる層であり、本実施形態においては赤色蛍光体層223Rおよび緑色蛍光体層223Gを有する。赤色蛍光体層223Rおよび緑色蛍光体層223Gは、透明基板221上の第1隔壁226によって区画されたサブ画素のうち、サブ画素S(R)およびサブ画素S(G)に対応する位置に選択的に設けられている。赤色蛍光体層223Rは、赤色画素部S(R)に対応する位置であって、赤色カラーフィルター222Rの表面に積層されている。緑色蛍光体層223Gは、緑色画素部S(G)に対応する位置であって、緑色カラーフィルター222Gの表面に積層されている。
色変換色素は、少なくとも赤色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上を用い、さらに緑色領域の蛍光を発する蛍光色素の1種類以上と組み合わせてもよい。すなわち、光源として青色領域から青緑色領域の光を発光する有機EL素子240を用いる場合、有機EL素子240からの光を単なる赤色フィルターに通して赤色領域の光を得ようとすると、元々赤色領域の波長の光が少ないために極めて暗い出力光になってしまう。したがって、有機EL素子240からの青色領域から青緑色領域の光を、波長変換層223の蛍光色素によって赤色領域の光に変換することにより、十分な強度を有する赤色領域の光の出力が可能となる。
一方、緑色領域の光は、赤色領域の光と同様に、有機EL素子240からの光を別の有機蛍光色素によって緑色領域の光に変換させて出力してもよい。あるいは、有機EL素子240の発光が緑色領域の光を十分に含んでいれば、有機EL素子240からの光を単に緑色フィルターを通して出力してもよい。
有機EL素子240から放出された光のうち、青色領域から青緑色領域の光を吸収して、赤色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、上述の波長変換層23で用いられるものと同様の蛍光色素が用いられる。
有機EL素子40から放出された光のうち、青色領域から青緑色領域の光を吸収して、緑色領域の蛍光を発する蛍光色素としては、上述の波長変換層23で用いられるものと同様の蛍光色素が用いられる。
なお、本実施形態に用いる有機蛍光色素を、ポリメタクリル酸エステル、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合樹脂、アルキッド樹脂、芳香族スルホンアミド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ベンゾグアナミン樹脂およびこれらの樹脂混合物等に予め練り込んで顔料化して、有機蛍光顔料としてもよい。また、これらの有機蛍光色素や有機蛍光顔料(以下、有機蛍光色素と有機蛍光顔料とを合わせて有機蛍光色素と総称する。)は単独で用いてもよく、蛍光の色相を調整するために2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本実施形態に用いる有機蛍光色素は、波長変換層223に対して、波長変換層223の質量を基準として0.01質量%~5質量%、より好ましくは0.1質量%~2質量%含有される。もし、有機蛍光色素の含有量が、波長変換層223の質量に対して0.01質量%未満ならば、十分な波長変換を行うことができない。また、有機蛍光色素の含有量が、波長変換層223の質量に対して5質量%を超えるならば、濃度消光等の効果により色変換効率の低下をもたらす。
本実施形態の波長変換層223に用いられるマトリクス樹脂は、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂(レジスト)を、光処理および熱処理の少なくともいずれか一方の処理を施し、ラジカル種またはイオン種を発生させて、重合または架橋させ、不溶不融化させたものである。
また、パターニングに必要な波長変換層223の材料としては、上述の波長変換層23で用いられるものと同様の材料が用いられる。
具体的に、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂としては、上述の波長変換層23で用いられるものと同様の材料が用いられる。
本実施形態で用いることができる光重合開始剤、増感剤および酸発生剤は、含まれる蛍光変換色素が吸収しない波長の光によって重合を開始させるものであることが好ましい。
波長変換層223において、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂が、光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
波長変換層223において、光硬化性樹脂または光熱併用型硬化性樹脂中の樹脂が、光または熱により重合することが可能である場合には、光重合開始剤および熱重合開始剤を添加しないことも可能である。
有機EL素子基板210と封止基板220とは、有機EL素子基板210および封止基板220のいずれか一方の基板の周縁部に沿って配置されたシール部材231を介して貼り合わされている。
充填層230は、有機EL素子基板210と封止基板220との間であって、シール部材231によって囲まれた空間内に設けられる。
充填層230は、透明性媒体からなる。透明性媒体としては、空気、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス、樹脂材料が用いられる。
充填層230は、透明性媒体からなる。透明性媒体としては、空気、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス、樹脂材料が用いられる。
本実施形態の有機EL表示装置300では、有機EL素子240からの発光(励起光)が青色領域から青緑色領域の光である。青色画素部S(B)においては、有機EL素子240からの光が青色カラーフィルター222Bを透過することによって緑色の発光を削減して、色純度の高い青色の発光を得ている。緑色画素部S(G)においては、有機EL素子240からの光がまず緑色蛍光体層223Gを透過することによって略緑色に変換され、さらに緑色カラーフィルター222Gを透過することによって、略緑色に変換された光のうち青色に近い波長の光を削減して、緑色の発光を得ている。赤色画素部S(R)においては、有機EL素子240からの光がまず赤色蛍光体層223Rを透過することによって略赤色に変換され、さらに、赤色カラーフィルター222Rを透過することによって、略赤色に変換された光のうち緑色に近い波長の光を削減して、赤色の発光を得ている。
本実施形態の有機EL表示装置300によれば、有機EL素子基板210の光出射面の幅をa、封止基板220の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たしているので、有機EL素子240からの青色領域から青緑色領域の光の全てが、目的とする波長変換層223に入射するため、RGBの各サブ画素S(赤色画素部S(R)、緑色画素部S(G)、青色画素部S(B))間における混色を防止することができる。すなわち、隣り合うサブ画素S間において、一方のサブ画素S(例えば、赤色画素部S(R))に対応する波長変換層223(例えば、赤色蛍光体層223R)に入射すべき光が、他方のサブ画素S(例えば、緑色画素部S(G))に対応する波長変換層223(例えば、緑色蛍光体層223G)に入射して、他方の画素部を形成する蛍光体を発光させることがないので、RGBの各サブ画素S間における混色を防止することができる。ひいては、有機EL素子240からの光の取り出し効率を向上させることができる。
従来の構成においては、カラーフィルター方式やCCM方式の有機EL表示装置は、光の取り出し効率が低く消費電力が高いことが懸念されていたが、上述した本実施形態の有機EL表示装置300によれば、このような懸念をなくすことができる。特に、光取り出し効率の向上は、有機EL表示装置300における低消費電力化に非常に有用である。
[第6実施形態]
図12は、本発明の第6実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図12において、図9Aに示した有機EL表示装置300と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置310が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置300と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223における有機EL素子240と対向する面223aに、光散乱層311,312,313が設けられている点である。
図12は、本発明の第6実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図12において、図9Aに示した有機EL表示装置300と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置310が、上述の第1実施形態の有機EL表示装置300と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223における有機EL素子240と対向する面223aに、光散乱層311,312,313が設けられている点である。
すなわち、本実施形態の有機EL表示装置310では、赤色蛍光体層223Rにおける有機EL素子240と対向する面223aに、光散乱層311が設けられている。また、緑色蛍光体層223Gにおける有機EL素子240と対向する面223aに、光散乱層312が設けられている。さらに、青色カラーフィルター222Bにおける有機EL素子240と対向する面222aに、光散乱層313が設けられている。
光散乱層311,312,313は、光散乱体314と、不図示のバインダー樹脂とから構成されている。すなわち、光散乱層311,312,313は、バインダー樹脂に、複数の光散乱体314が分散されてなる層である。
バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が用いられる。
バインダー樹脂としては、例えば、アクリル樹脂等が用いられる。
光散乱体314としては、例えば、アクリルビーズ等が用いられる。光散乱体314としては、例えば、球状の粒子が用いられるが、その粒径は、有機EL素子240から発光の波長の1/10よりも大きいことが好ましい。光散乱体314を構成する粒子の粒径が上記の範囲であれば、光散乱体314に入射した光はミー散乱するため、前方散乱が後方散乱に比べて大きくなる。これにより、有機EL素子240から発光が、光散乱体314に入射すると、波長変換層223側に強く散乱するため、有機EL表示装置310における光の取り出し効率を向上することができる。
光散乱層311,312,313は、光を異方的に散乱させるものであってもよいし、光を等方的に散乱させるものであってもよい。光散乱層311,312,313を設けることにより、有機EL素子240からの発光を十分に拡散させて、カラーフィルター層222および波長変換層223に入射することができるので、有機EL表示装置310における輝度ムラを改善することができる。また、波長変換層223を射出した光を、カラーフィルター層222側に散乱させることができるので、有機EL表示装置310における光の取り出し効率を向上することができる。
また、光散乱層311,312,313は、有機EL素子240からの発光240Aを効率的に波長変換(色変換)するために用いられる。光散乱層311,312,313によって得られる効果を説明する。
図13に示すように、有機EL素子240からの発光240Aを吸収する、波長変換層223に含まれる、蛍光色素315の遷移双極子モーメントの方向315A、および、ホスト材料(マトリクス樹脂)316の遷移双極子モーメントの方向316Aは、一般的にランダムである。
一方、有機EL素子240からの発光240Aを効率的に波長変換層223に到達させるためには、有機EL素子240微小共振器構造にして発光の指向性を高くすることが考えられる。その場合、有機EL素子240からの発光240Aの電界の振動方向240Bは、波長変換層223における有機EL素子240と対向する面223a方向に偏った状態となる。
図13に示すように、有機EL素子240からの発光240Aを吸収する、波長変換層223に含まれる、蛍光色素315の遷移双極子モーメントの方向315A、および、ホスト材料(マトリクス樹脂)316の遷移双極子モーメントの方向316Aは、一般的にランダムである。
一方、有機EL素子240からの発光240Aを効率的に波長変換層223に到達させるためには、有機EL素子240微小共振器構造にして発光の指向性を高くすることが考えられる。その場合、有機EL素子240からの発光240Aの電界の振動方向240Bは、波長変換層223における有機EL素子240と対向する面223a方向に偏った状態となる。
蛍光色素315の遷移双極子モーメントの方向315A、および、ホスト材料(マトリクス樹脂)316の遷移双極子モーメントの方向316Aがランダムな波長変換層223に、電界の振動方向240Bが偏った、有機EL素子240からの発光240Aが入射した場合、その光は、蛍光色素315に効率的に吸収されない。
そこで、有機EL素子240からの発光240Aを、蛍光色素315に効率的に吸収させるために、カラーフィルター層222および波長変換層223における有機EL素子240と対向する面223aに、光散乱層311,312を設ける。これにより、図13に示すように、波長変換層223に入射する、有機EL素子240からの発光240Aの方向がランダムになり、波長変換層223における光の吸収効率が向上する。その結果、波長変換層223の膜厚をより薄くすることができる。波長変換層223の膜厚を薄くすることができれば、波長変換層223をより高精細にパターニングすることができる。
そこで、有機EL素子240からの発光240Aを、蛍光色素315に効率的に吸収させるために、カラーフィルター層222および波長変換層223における有機EL素子240と対向する面223aに、光散乱層311,312を設ける。これにより、図13に示すように、波長変換層223に入射する、有機EL素子240からの発光240Aの方向がランダムになり、波長変換層223における光の吸収効率が向上する。その結果、波長変換層223の膜厚をより薄くすることができる。波長変換層223の膜厚を薄くすることができれば、波長変換層223をより高精細にパターニングすることができる。
なお、本実施形態の有機EL表示装置110では、赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23Gおよび青色カラーフィルター22Bにおける有機EL素子40と対向する面のそれぞれに、光散乱層111,112,113が設けられている場合を例示したが、本実施形態はこれに限定されない。本実施形態にあっては、赤色蛍光体層23R、緑色蛍光体層23Gおよび青色カラーフィルター22Bにおける有機EL素子40と対向する面の少なくとも1つに、光散乱層が設けられていてもよい。
また、本実施形態の有機EL表示装置310では、第2隔壁216および第1隔壁226の少なくとも一方が、光反射性または光散乱性であることが好ましい。
第2隔壁216が光反射性または光散乱性であることにより、有機EL素子240からの等方発光のうち、側面方向へ発光(有機EL素子240を通しての導波成分)して、波長変換基板220側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。
また、第1隔壁226が光反射性または光散乱性であることにより、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)からの等方発光のうち、側面方向へ発光(波長変換層223を通しての導波成分)して、透明基板221側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。また、波長変換層223からの発光を、各画素内に反射させることができるようになり、波長変換層223からの発光を有効利用できるので、発光効率を向上することができるとともに、消費電力を低下させることができる。
第2隔壁216が光反射性または光散乱性であることにより、有機EL素子240からの等方発光のうち、側面方向へ発光(有機EL素子240を通しての導波成分)して、波長変換基板220側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。
また、第1隔壁226が光反射性または光散乱性であることにより、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)からの等方発光のうち、側面方向へ発光(波長変換層223を通しての導波成分)して、透明基板221側に取り出すことができない発光の損失成分を、光反射性または光散乱性の隔壁により、所望の画素内に反射、散乱させることで、発光を有効利用することができるようになり、所望の画素以外への発光の漏れによる色純度の低下を防止することができる。また、波長変換層223からの発光を、各画素内に反射させることができるようになり、波長変換層223からの発光を有効利用できるので、発光効率を向上することができるとともに、消費電力を低下させることができる。
光反射性または光散乱性の第2隔壁216および第1隔壁226を形成する材料としては、特に限定されないが、例えば、金、銀、アルミニウム等の金属等の反射膜、酸化チタン等の散乱膜が挙げられる。
第2隔壁216および第1隔壁226の材料として、金属を用いることにより、波長変換層223に含まれる蛍光体からの発光を反射させ、所望の方向にのみ、発光させることが可能となり、ひいては、発光効率を向上させることができるため好ましい。また、第2隔壁216および第1隔壁226自体が反射性でない場合、第2隔壁216および第1隔壁226上に金属からなる反射膜を形成すれば、波長変換層223に含まれる蛍光体からの発光を所望の方向に反射させることが可能となる。波長変換層223上に金属からなる反射膜を形成する方法としては、例えば、化学気相成長(CVD)法、真空蒸着法等のドライプロセス、スピンコート法等のウエットプロセスが挙げられる。
[第7実施形態]
図14は、本発明の第7実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図14において、図9Aに示した有機EL表示装置300および図12に示した有機EL表示装置310と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置320が、上述の第6実施形態の有機EL表示装置310と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青緑色の波長域の光)を透過し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を反射する膜(以下、「第1波長選択膜」と言う。)321,322,323が積層されている点である。
図14は、本発明の第7実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図14において、図9Aに示した有機EL表示装置300および図12に示した有機EL表示装置310と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置320が、上述の第6実施形態の有機EL表示装置310と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青緑色の波長域の光)を透過し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を反射する膜(以下、「第1波長選択膜」と言う。)321,322,323が積層されている点である。
すなわち、本実施形態の有機EL表示装置320では、赤色蛍光体層223Rにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜321が設けられている。
さらに、第1波長選択膜321における有機EL素子240と対向する面321aに、光散乱層311が設けられている。
また、緑色蛍光体層223Gにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜322が設けられている。さらに、第1波長選択膜322における有機EL素子240と対向する面322aに、光散乱層312が設けられている。
また、青色カラーフィルター222Bにおける有機EL素子240と対向する面222aに、第1波長選択膜323が設けられている。さらに、第1波長選択膜323における有機EL素子240と対向する面323aに、光散乱層313が設けられている。
さらに、第1波長選択膜321における有機EL素子240と対向する面321aに、光散乱層311が設けられている。
また、緑色蛍光体層223Gにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜322が設けられている。さらに、第1波長選択膜322における有機EL素子240と対向する面322aに、光散乱層312が設けられている。
また、青色カラーフィルター222Bにおける有機EL素子240と対向する面222aに、第1波長選択膜323が設けられている。さらに、第1波長選択膜323における有機EL素子240と対向する面323aに、光散乱層313が設けられている。
第1波長選択膜321,322,323は、バンドパスフィルターから構成されている。
バンドパスフィルターは、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を透過し、かつ、この有機EL素子240からの発光(励起光)によって波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)に生じた光を反射する波長選択膜である。
バンドパスフィルターとしては、例えば、無機蒸着フィルム、有機フィルム、コレステリック液晶フィルム等からなる誘電体多層膜が用いられる。
バンドパスフィルターは、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を透過し、かつ、この有機EL素子240からの発光(励起光)によって波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)に生じた光を反射する波長選択膜である。
バンドパスフィルターとしては、例えば、無機蒸着フィルム、有機フィルム、コレステリック液晶フィルム等からなる誘電体多層膜が用いられる。
赤色蛍光体層223Rにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜321を設けることにより、第1波長選択膜321が有機EL素子240からの発光を透過し、赤色蛍光体層223Rを構成する蛍光体の発光を反射するので、有機EL表示装置320における光の取り出し効率を向上することができる。
また、緑色蛍光体層323Gにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜322を設けることにより、第1波長選択膜322が有機EL素子240からの発光を透過し、緑色蛍光体層223Gを構成する蛍光体の発光を反射するので、有機EL表示装置320における光の取り出し効率を向上することができる。
さらに、青色カラーフィルター222Bにおける有機EL素子240と対向する面222aに、第1波長選択膜323を設けることにより、第1波長選択膜323が有機EL素子240からの発光を透過するので、有機EL表示装置320における光の取り出し効率を向上することができる。
また、緑色蛍光体層323Gにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜322を設けることにより、第1波長選択膜322が有機EL素子240からの発光を透過し、緑色蛍光体層223Gを構成する蛍光体の発光を反射するので、有機EL表示装置320における光の取り出し効率を向上することができる。
さらに、青色カラーフィルター222Bにおける有機EL素子240と対向する面222aに、第1波長選択膜323を設けることにより、第1波長選択膜323が有機EL素子240からの発光を透過するので、有機EL表示装置320における光の取り出し効率を向上することができる。
[第8実施形態]
図15は、本発明の第8実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図15において、図9Aに示した有機EL表示装置300および図12に示した有機EL表示装置310と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置330が、上述の第6実施形態の有機EL表示装置310と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青緑色の波長域の光)を反射し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を透過する膜(以下、「第2波長選択膜」と言う。)331,332,333が積層されている点である。
図15は、本発明の第8実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図15において、図9Aに示した有機EL表示装置300および図12に示した有機EL表示装置310と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置330が、上述の第6実施形態の有機EL表示装置310と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青緑色の波長域の光)を反射し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を透過する膜(以下、「第2波長選択膜」と言う。)331,332,333が積層されている点である。
すなわち、本実施形態の有機EL表示装置330では、赤色カラーフィルター222Rにおける透明基板221と対向する面222b、すなわち、赤色カラーフィルター222Rと透明基板221との間に、第2波長選択膜331が設けられている。また、緑色カラーフィルター222Gにおける透明基板221と対向する面222b、すなわち、緑色カラーフィルター222Gと透明基板221との間に、第2波長選択膜332が設けられている。さらに、青色カラーフィルター222Bにおける透明基板221と対向する面222b、すなわち、青色カラーフィルター222Bと透明基板221との間に、第2波長選択膜333が設けられている。
第2波長選択膜331,332,333は、バンドパスフィルターから構成されている。
バンドパスフィルターは、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を反射し、かつ、この有機EL素子240からの発光(励起光)によって波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)に生じた光を透過する波長選択膜である。
バンドパスフィルターとしては、例えば、無機蒸着フィルム、有機フィルム、コレステリック液晶フィルム等からなる誘電体多層膜が用いられる。
バンドパスフィルターは、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を反射し、かつ、この有機EL素子240からの発光(励起光)によって波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)に生じた光を透過する波長選択膜である。
バンドパスフィルターとしては、例えば、無機蒸着フィルム、有機フィルム、コレステリック液晶フィルム等からなる誘電体多層膜が用いられる。
赤色カラーフィルター222Rにおける透明基板221と対向する面222bに、第2波長選択膜331を設けることにより、有機EL素子240からの発光が、赤色蛍光体層223Rの蛍光体を励起することなく、赤色蛍光体層223Rおよび赤色カラーフィルター222Rを透過して、第2波長選択膜331に達した場合、その光を、第2波長選択膜331で反射させて、赤色蛍光体層223Rに戻し、赤色蛍光体層223Rの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜331は、赤色蛍光体層223Rの蛍光体の発光を透過する。これにより、有機EL表示装置330における光の取り出し効率を向上することができる。
緑色カラーフィルター222Gにおける透明基板221と対向する面222bに、第2波長選択膜332を設けることにより、有機EL素子240からの発光が、緑色蛍光体層223Gの蛍光体を励起することなく、緑色蛍光体層223Gおよび緑色カラーフィルター222Gを透過して、第2波長選択膜332に達した場合、その光を、第2波長選択膜332で反射させて、緑色蛍光体層223Gに戻し、緑色蛍光体層223Gの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜332は、緑色蛍光体層223Gの蛍光体の発光を透過する。これにより、有機EL表示装置330における光の取り出し効率を向上することができる。
[第9実施形態]
図16は、本発明の第9実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図16において、図9Aに示した有機EL表示装置300、図12に示した有機EL表示装置310、図14に示した有機EL表示装置320および図15に示した有機EL表示装置330と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置340が、上述の第6実施形態の有機EL表示装置310と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を透過し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を反射する第1波長選択膜321,322,323が積層されている点、並びに、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を反射し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を透過する第2波長選択膜331,332,333が積層されている点である。
図16は、本発明の第9実施形態である有機EL表示装置の概略構成を示す断面図である。図16において、図9Aに示した有機EL表示装置300、図12に示した有機EL表示装置310、図14に示した有機EL表示装置320および図15に示した有機EL表示装置330と同一の構成要素には同一符号を付して、その説明を省略する。
本実施形態の有機EL表示装置340が、上述の第6実施形態の有機EL表示装置310と異なる点は、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を透過し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を反射する第1波長選択膜321,322,323が積層されている点、並びに、カラーフィルター層222および波長変換層223に、有機EL素子240からの発光(青色領域から青緑色領域の光)を反射し、かつ、波長変換層223(赤色蛍光体層223R、緑色蛍光体層223G)を構成する蛍光体の発光を透過する第2波長選択膜331,332,333が積層されている点である。
赤色蛍光体層223Rにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜321を設けることにより、第1波長選択膜321が有機EL素子240からの発光を透過し、赤色蛍光体層223Rを構成する蛍光体の発光を反射する。
また、赤色カラーフィルター222Rにおける透明基板221と対向する面222bに、第2波長選択膜331を設けることにより、有機EL素子240からの発光が、赤色蛍光体層223Rの蛍光体を励起することなく、赤色蛍光体層223Rおよび赤色カラーフィルター222Rを透過して、第2波長選択膜331に達した場合、その光を、第2波長選択膜331で反射させて、赤色蛍光体層223Rに戻し、赤色蛍光体層223Rの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜331は、赤色蛍光体層223Rの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置340における光の取り出し効率を向上することができる。
また、赤色カラーフィルター222Rにおける透明基板221と対向する面222bに、第2波長選択膜331を設けることにより、有機EL素子240からの発光が、赤色蛍光体層223Rの蛍光体を励起することなく、赤色蛍光体層223Rおよび赤色カラーフィルター222Rを透過して、第2波長選択膜331に達した場合、その光を、第2波長選択膜331で反射させて、赤色蛍光体層223Rに戻し、赤色蛍光体層223Rの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜331は、赤色蛍光体層223Rの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置340における光の取り出し効率を向上することができる。
また、緑色蛍光体層223Gにおける有機EL素子240と対向する面223aに、第1波長選択膜322を設けることにより、第1波長選択膜322が有機EL素子240からの発光を透過し、緑色蛍光体層223Gを構成する蛍光体の発光を反射する。
緑色カラーフィルター222Gにおける透明基板221と対向する面222bに、第2波長選択膜332を設けることにより、有機EL素子240からの発光が、緑色蛍光体層223Gの蛍光体を励起することなく、緑色蛍光体層223Gおよび緑色カラーフィルター222Gを透過して、第2波長選択膜332に達した場合、その光を、第2波長選択膜332で反射させて、緑色蛍光体層223Gに戻し、緑色蛍光体層223Gの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜332は、緑色蛍光体層223Gの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置340における光の取り出し効率を向上することができる。
緑色カラーフィルター222Gにおける透明基板221と対向する面222bに、第2波長選択膜332を設けることにより、有機EL素子240からの発光が、緑色蛍光体層223Gの蛍光体を励起することなく、緑色蛍光体層223Gおよび緑色カラーフィルター222Gを透過して、第2波長選択膜332に達した場合、その光を、第2波長選択膜332で反射させて、緑色蛍光体層223Gに戻し、緑色蛍光体層223Gの蛍光体を励起するために再度利用することができる。また、第2波長選択膜332は、緑色蛍光体層223Gの蛍光体の発光を透過する。
これにより、有機EL表示装置340における光の取り出し効率を向上することができる。
[第10実施形態]
<表示装置>
図17は、本発明の第10実施形態である表示装置を示す概略正面図である。
図17に示す表示装置2000は、有機EL基板2001および有機EL基板2001に対向配置された波長変換基板2002を備えた有機EL発光装置2010と、有機EL基板2001および波長変換基板2002が対向する領域に設けられた画素部2003と、画素部2003に駆動信号を供給するゲート信号側駆動回路2004、データ信号側駆動回路2005、信号配線2006および電流供給線2007と、有機EL基板2001に接続されたフレキシブルプリント配線板(FPC)2008と、外部駆動回路2009とを備えて、構成されている。
表示装置2000は、画素部2003等を曲面状に曲げることが可能なフレキシブル表示装置とすることが可能である。
<表示装置>
図17は、本発明の第10実施形態である表示装置を示す概略正面図である。
図17に示す表示装置2000は、有機EL基板2001および有機EL基板2001に対向配置された波長変換基板2002を備えた有機EL発光装置2010と、有機EL基板2001および波長変換基板2002が対向する領域に設けられた画素部2003と、画素部2003に駆動信号を供給するゲート信号側駆動回路2004、データ信号側駆動回路2005、信号配線2006および電流供給線2007と、有機EL基板2001に接続されたフレキシブルプリント配線板(FPC)2008と、外部駆動回路2009とを備えて、構成されている。
表示装置2000は、画素部2003等を曲面状に曲げることが可能なフレキシブル表示装置とすることが可能である。
有機EL発光装置2010としては、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を用いることができる。有機EL基板2001は、陽極、有機EL層および陰極を含む発光部を駆動するために走査線電極回路、データ信号電極回路および電源回路等を含む外部駆動回路2009に、FPC2008を介して電気的に接続されている。本実施形態の場合、TFT等のスイッチング回路が画素部2003内に配置され、TFT等が接続されるデータ線、ゲート線等の配線に発光部を駆動するためのデータ信号側駆動回路2005およびゲート信号側駆動回路2004がそれぞれ接続され、これら駆動回路に信号配線2006を介して外部駆動回路2009が接続されている。画素部2003内には、複数のゲート線および複数のデータ線が配置され、ゲート線とデータ線との交差部にTFTが配置されている。
[第11実施形態]
<電子機器>
本発明に係る電子機器は、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えたものである。
図18は、本発明の第11実施形態である電子機器の一例を示す概略正面図である。ここに示す電子機器は、テレビ受信装置である。
図18に示すテレビ受信装置2100は、表示部2101、スピーカ2102、キャビネット2103およびスタンド2104等を備え、さらに表示部2101に上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
テレビ受信装置2100は、上述の波長変換方式の有機EL表示装置を備えていることで、光の取り出し効率が高くて消費電力が低く、高精細な表示が可能となっている。
<電子機器>
本発明に係る電子機器は、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えたものである。
図18は、本発明の第11実施形態である電子機器の一例を示す概略正面図である。ここに示す電子機器は、テレビ受信装置である。
図18に示すテレビ受信装置2100は、表示部2101、スピーカ2102、キャビネット2103およびスタンド2104等を備え、さらに表示部2101に上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
テレビ受信装置2100は、上述の波長変換方式の有機EL表示装置を備えていることで、光の取り出し効率が高くて消費電力が低く、高精細な表示が可能となっている。
図19は、本発明の第11実施形態である電子機器の一例を示す概略正面図である。ここに示す電子機器は、携帯型ゲーム機である。
図19に示す携帯型ゲーム機2200は、操作ボタン2201、赤外線ポート2202、LEDランプ2203、表示部2204並びに筐体2205等を備え、さらに表示部2204に上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
携帯型ゲーム機2200は、上述の波長変換方式の有機EL表示装置を備えていることで、光の取り出し効率が高くて消費電力が低く、高精細な表示が可能となっている。
図19に示す携帯型ゲーム機2200は、操作ボタン2201、赤外線ポート2202、LEDランプ2203、表示部2204並びに筐体2205等を備え、さらに表示部2204に上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
携帯型ゲーム機2200は、上述の波長変換方式の有機EL表示装置を備えていることで、光の取り出し効率が高くて消費電力が低く、高精細な表示が可能となっている。
図20は、本発明の第11実施形態である電子機器の一例を示す概略斜視図である。ここに示す電子機器は、ノートパソコンである。
図20に示すノートパソコン2300は、表示部2301、キーボード2302、ポインティングデバイス2303、電源スイッチ2304、カメラ2305、外部接続ポート2306および筐体2307等を備え、さらに表示部2301に上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
ノートパソコン2300は、上述の波長変換方式の有機EL表示装置を備えていることで、光の取り出し効率が高くて消費電力が低く、高精細な表示が可能となっている。
図20に示すノートパソコン2300は、表示部2301、キーボード2302、ポインティングデバイス2303、電源スイッチ2304、カメラ2305、外部接続ポート2306および筐体2307等を備え、さらに表示部2301に上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
ノートパソコン2300は、上述の波長変換方式の有機EL表示装置を備えていることで、光の取り出し効率が高くて消費電力が低く、高精細な表示が可能となっている。
図21は、本発明の第11実施形態である電子機器の一例を示す概略正面図である。ここに示す電子機器は、携帯電話である。
図21に示す携帯電話2400は、音声入力部2401、音声出力部2402、アンテナ2403、操作スイッチ2404、表示部2405及び筐体2406等を備えて、概略構成されている。そして、表示部2405として、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
図21に示す携帯電話2400は、音声入力部2401、音声出力部2402、アンテナ2403、操作スイッチ2404、表示部2405及び筐体2406等を備えて、概略構成されている。そして、表示部2405として、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
その他、スマートフォン、腕時計型ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイの表示部に本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を適用することができる。
図22は、本発明の第11実施形態である電子機器の一例を示す概略斜視図である。ここに示す電子機器は、折り畳み式のタブレット端末あるいは電子書籍である。
図22に示す折り畳み式のタブレット端末あるいは電子書籍2500は、表示部2501を備えて、概略構成され、広げた状態で1枚のディスプレイとなる。そして、表示部2501として、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
図22に示す折り畳み式のタブレット端末あるいは電子書籍2500は、表示部2501を備えて、概略構成され、広げた状態で1枚のディスプレイとなる。そして、表示部2501として、上述の本発明に係る波長変換方式の有機EL表示装置を備えて構成されている。
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス表示装置に利用可能である。
10,210・・・有機EL素子基板、11,211・・・基板、12,212・・・TFT回路、13,213・・・層間絶縁膜、14,214・・・平坦化膜、15,215・・・アクティブマトリクス基板、16,216・・・第2隔壁、17,217・・・封止層、20,220・・・波長変換基板、21,221・・・透明基板、22,222・・・カラーフィルター層、23,223・・・波長変換層、24,224・・・画素、25,225・・・ブラックマトリクス、26,226・・・第1隔壁、30,230・・・充填層、31,231・・・シール部材、40,240・・・有機EL素子、41,241・・・有機EL層、42,242・・・第1電極、43,243・・・第2電極、44,244・・・正孔注入層、45,245・・・正孔輸送層、46,246・・・電子ブロッキング層、47,247・・・発光層、48,248・・・電子輸送層、49,249・・・電子注入層、100,110,120,130,300,310,320,330,340・・・有機エレクトロルミネッセンス表示装置(有機EL表示装置)、121・・・バンドパスフィルター、311,312,313・・・光散乱層、321,322,323・・・第1波長選択膜、331,332,333・・・第2波長選択膜。
Claims (9)
- 透明基板と、前記透明基板の一方の面に形成された格子状のブラックマトリクスと、該ブラックマトリクス上に設けられた第1隔壁と、前記透明基板の一方の面のうち、前記第1隔壁によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられたカラーフィルター層および波長変換層の少なくとも一方と、を有する波長変換基板と、
基板と、前記波長変換層に対応して、前記基板の一方の面側を区画する第2隔壁と、前記第2隔壁によって区画された複数の領域内にそれぞれ設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子と、を有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板と、
前記波長変換基板と前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の間に充填された充填剤からなる充填剤層と、を備え、
前記第2隔壁は、隣り合うサブ画素間のうち同色のサブ画素間に対応する位置に、間隙が設けられている有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の光出射面の幅をa、前記封止基板の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たす請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記第1隔壁および前記第2隔壁は、光反射性の材料または光散乱性の材料からなる請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記第1隔壁は、前記透明基板に対向する端面とは反対側の端面の面積が、前記透明基板に対向する端面の面積よりも大きい請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 基板、および、該基板の一方の面に形成された有機エレクトロルミネッセンス素子を有する有機エレクトロルミネッセンス素子基板と、
透明基板、並びに、該透明基板の一方の面に形成されたカラーフィルター層および波長変換層を有する封止基板と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板と前記封止基板の間に充填された透明性媒体と、を備え、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子基板の光出射面の幅をa、前記封止基板の光入射面の幅をbとしたとき、b≧aの関係を満たす有機エレクトロルミネッセンス表示装置。 - 前記カラーフィルター層または前記波長変換層における前記有機エレクトロルミネッセ ンス素子と対向する面側に、光散乱層が設けられている請求項1または5に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記カラーフィルター層および前記波長変換層に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過し、かつ、蛍光体の発光を反射する膜が積層されている請求項1または5に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記カラーフィルター層および前記波長変換層に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を反射し、かつ、蛍光体の発光を透過する膜が積層されている請求項1または5に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
- 前記カラーフィルター層および前記波長変換層に、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を透過し、かつ、蛍光体の発光を反射する膜、並びに、前記有機エレクトロルミネッセンス素子からの発光を反射し、かつ、蛍光体の発光を透過する膜が積層されている請求項1または5に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示装置。
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