CN1671258A - 有机电致发光装置以及电子仪器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备可以高效率发光的有机功能层且能够高亮度显示的有机电致发光装置。本发明的有机电致发光装置(100)，将第1电极(11)和第2电极(21)之间夹持有机功能层(13)而成的有机EL元件(110)配设在基板(10)上，其特征在于，有机功能层(13)含有侧链型高分子液晶材料，该侧链型高分子液晶材料的侧链部朝向配置所述第1电极(11)或所述第2电极(21)的一侧。

Description

有机电致发光装置以及电子仪器
技术领域
本发明涉及有机电致发光装置以及电子仪器。
背景技术
近年来，作为下一代的显示装置，正期待着有机电致发光装置(有机EL装置)的出现。有机EL装置是将上下电极之间夹持有发光层的有机El元件配设在基板上而构成的，典型地，是采取在玻璃等透光性基板上顺次层叠阳极、有机功能层(空穴输送层、发光层、电子输送层)、阴极而成的结构。
另外，以提高有机EL装置的亮度或辨认性为目的，作出了种种努力。例如，提出将具有液晶性的材料用作有机EL元件的技术(例如，参照专利文献1～3。)。
专利文献1：特开平10-321371号公报
专利文献2：特开平11-87064号公报
专利文献3：特开2000-347432号公报
根据上述各专利文献中所述的技术，一般认为通过改善有机功能层的发光效率而能够进行高亮度显示。但是，这些技术无法获得足够的高亮度显示是已由本发明者确认的。
发明内容
本发明的目的在于，提供解决现有技术的问题点并具备可以高效率发光的有机功能层且能够高亮度显示的有机电致发光装置、以及具备该有机电致发光装置的电子仪器。
为了达到上述目的，本发明采用下面的方案。
即，本发明的有机电致发光装置，是将第1电极和第2电极之间夹持有机功能层而成的有机EL元件配设在基板上的有机电致发光装置，其特征在于，上述有机功能层含有侧链型高分子液晶材料，该侧链型高分子液晶材料的侧链部朝向配置在上述第1电极或上述第2电极的一侧。
这里，在有机电致发光装置中，按照电极间的电流量确定亮度，所以为了得到高亮度显示，有必要改善电极间的导电性。
因此，发明者着眼于液晶材料中的侧链型高分子液晶材料，进而着眼于其在该侧链型高分子液晶材料的侧链部纵向上的导电性高的方面。然后，发明者确认，在构成该有机EL元件的有机功能层中含有侧链部，同时该侧链部朝向配置在第1电极或第2电极的一侧，由此解决了上述课题。
在这种本发明的构成中，能够改善第1电极和第2电极对向方向上的导电性，并通过在第1电极和第2电极之间施加规定电压而得到高亮度的发光光。
进而，本发明的有机电致发光装置和主链型高分子液晶材料在面内无规取向的有机电致发光装置相比，已被确认本发明实现约5倍的发光效率。
另外，在上述有机电致发光装置中，其特征在于，上述侧链部朝向第1电极或第2电极的大致垂直方向。
如此，通过侧链部朝向第1电极或第2电极的大致垂直方向，提高在该垂直方向上的导电性，所以可以得到先前所述的有机电致发光装置相同的效果。即，能够通过在第1电极和第2电极之间施加固定电压而得到高亮度的发光光。
另外，在上述有机电致发光装置中，其特征在于，对和上述有机功能层接触的层膜实施垂直取向处理。
这里所说的垂直取向处理是指朝向第1电极和第2电极对向的方向而实施取向处理。
如此，通过对接触有机功能层的层膜实施取向处理，在实施了该取向处理的方向上使侧链型高分子液晶材料取向。因此，沿着该取向方向，侧链部朝向第1电极和第2电极对向的方向而进行取向，同时提高在该方向上的导电性，所以能够通过该第1电极和第2电极之间施加规定电压而得到高亮度的发光光。
另外，在上述有机电致发光装置中，其特征在于，上述有机功能层具有发光层、空穴输送层、以及电子输送层中的任何一层。
这里，本发明的空穴输送层和电子输送层各是含有空穴注入层和电子注入层功能的层。
由此，发光层、空穴输送层以及电子输送层中的任何层都具有高导电性，所以提高在第1电极和第2电极对向的方向上的导电性，能够通过在该第1电极和第2电极之间施加规定电压而得到高亮度的发光光。
另外，在上述有机电致发光装置中，其特征在于，在上述基板的上述有机EL元件的光出射侧上配置偏振光层，在该偏振光层和上述基板之间配置有1/4波长层。
由此，入射到有机EL装置并透过偏振光层的外光成分，被有机EL元件反射，当再次入射到偏振光层时通过1/4波长层、这里，外光成分通过由1/4波长层赋予的相位差，变换成与入射时的方向成90°的直线偏振光，并被偏振光层吸收，不会漏到有机电致发光装置的外部。
因此，根据本构成的有机EL装置，可以得到先前所述的有机电致发光装置的效果，同时能够有效防止外光反射造成的对比度降低，从而能够得到高画质的显示。
另外，本发明的电子仪器的特征在于，具备先前所述的有机电致发光装置。
作为这种电子仪器，例如可以例示移动电话机、移动信息终端、时钟、文字处理机、个人计算机等信息处理装置等。另外，可以例示具有显示画面的电视、大型监视器等。
由此，提供具备了可以进行高亮度、高对比度的高画质显示的显示部的电子仪器。
附图说明
图1是表示本发明的有机EL装置的第1实施方式的截面构成图。
图2是表示用于说明图1所示的有机EL装置的侧链型高分子液晶材料的模式图。
图3是表示本发明的有机EL装置的第2实施方式的截面构成图。
图4是表示本发明的有机EL装置的第3实施方式的截面构成图。
图5是表示本发明的电子仪器的一个例子的立体构成图。
图中：100、200、300-有机EL装置(有机电致发光装置)，110、210、310-有机EL元件，10-基板，11-阳极(第1电极)，21-阴极(第2电极)，12-空穴输送层(有机功能层)，13-发光层(有机功能层)，14-电子输送层(有机功能层)，30-1/4波长层，31-偏振光层，1300-移动电话机(电子仪器)。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在下面参照的各图中，为了容易看清图而适当更改各构成要素的尺寸等以进行显示。
(第1实施方式)
图1是本实施方式的有机电致发光装置(有机EL装置)的截面构成图，图2是用于说明相同有机EL装置中的侧链型高分子液晶材料的模式图。如图1所示，本实施方式的有机EL装置100是将有机EL装置的输出光从基板侧抽出的下端出射方式的有机EL装置。
如图1所示，有机EL装置100具备在基板10的上面配设了有机EL元件110的构成。有机EL元件110具备从基板10一侧对由ITO(铟锡氧化物)等透明导电膜构成的阳极(第1电极)11、空穴输送层12、发光层13、由Al等光反射性金属膜构成的阴极(第2电极)21进行层叠的构成。发光层13相当于本发明的有机功能层，该发光层13中含有侧链型高分子液晶材料。
这里，作为侧链型高分子液晶材料的具体例子，可以采用例如如下所述(化1)～(化5)所示的液晶组合物、它们的衍生物或聚合物、混合组合物。通过在空穴输送层12的上方形成它们的液晶组合物，可以形成由侧链型高分子液晶材料构成的发光层13。
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
Figure A20051000584700073
【化5】
Figure A20051000584700081
通过在空穴输送层12的上方配置这种侧链型高分子液晶材料，形成图2所示的主链部17和侧链部16。主链部17相对阳极11平行地被配置的。另外，侧链部16从阳极11朝向阴极21配置，朝向符号A所示的方向即相对阳极11大致垂直的方向。
这里，侧链部16不是全部朝向阳极11的垂直方向，而是相对该垂直方向以规定角度倾斜，或在主链部17缠绕等，配置成无规则。因此，在本实施方式中，“侧链部16朝向大致垂直于阳极11的方向”是指侧链部以随机较高的比例朝向该垂直方向。
其中，在图2中，图示的是在阳极11一侧配置主链部17，而侧链部16是朝向阴极21而配置的状态，但实际上侧链部16可以围绕主链部17的周围360°旋转，所以有时侧链部16也朝向主链部17的下侧、即空穴输送层12而配置。另外，在同一图中，图示的是主链部17相对阳极11平行地配置的状态，实际上，有时也在空穴输送层12的上方倾斜规定角度而配置。
无论如何，为了说明上述特征点，侧链部16朝向配置有阳极11或阴极21的一侧，即阳极11的电极面或阴极21的电极面而配置的。
另外，在成为发光层13的高分子液晶材料中，优选具有如下(化6)所示的侧链部16的材料。这种材料具有发光特性优良的性质。
【化6】
另外，可以对接触发光层13的空穴输送层12实施垂直取向处理而形成垂直取向面，并在该垂直取向面上形成侧链型高分子液晶材料。由此，根据垂直取向面而可以朝向阴极21使侧链部16取向。
另外，这种侧链型高分子液晶材料是通过利用湿式成膜法而形成的。作为湿式成膜法，能够采用旋涂法、喷墨法等各种方法。
另外，作为可以混合到发光层13中的发光材料，可以采用能够发出荧光或磷光的公知的高分子发光材料。例如，可以列举出如聚芴衍生物(PF)、聚对亚苯基亚乙烯基衍生物(PPV)、聚亚苯基衍生物(PP)、聚对亚苯基衍生物(PPP)、聚乙烯基咔唑(PVK)、聚噻吩衍生物、聚二烷基芴(PDAF)、聚芴苯并硫二氮杂茂(PFBT)、聚烷基噻吩(PAT)、或聚甲基苯基硅烷(PMPS)等聚硅烷类等。另外，并不限于这些发光材料，也可以并用紫苏烯类色素，香豆素类色素，若丹明类色素，红荧烯、紫苏烯、9，10-二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼罗红、香豆素6、喹吖酮等低分子材料。
空穴输送层12在提高从阳极11到发光层13的电荷注入效率的同时，对在发光层13内移动的电子发挥阻碍功能，发挥增加发光层内的电子和空虚的再结合概率的作用。在该空穴输送层12中可以优选使用自阳极11的注入障碍低且空穴移动度高的材料。作为这种材料，可以使用如聚噻吩衍生物、聚吡咯衍生物等、或它们的掺杂物等。具体地说，能够使用3，4-聚乙烯二羟基噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的分散液，即将3，4-聚乙烯二羟基噻吩分散在作为分散介质聚苯乙烯磺酸中、进而将其分散在水中而成的分散液等。
在阳极11上典型地使用上述ITO，但并不限于此，可以使用公知的透光性导电材料。
另外，作为阴极21，也可以做成多层层叠了铝，以及除此之外的Au(金)、Ag(银)、Ni(镍)、Ca、Mg(镁)、Sr、Yb(镱)、Er(铒)、Tb(铽)、Sm(钐)等金属材料、以及从这些中选择的金属材料的薄膜而成的结构。在本实施方式的构成中，在阴极21上可以优选使用具备良好光反射性的AL膜，此时，兼具将发光层生成的光射出至偏振片16一侧的机构。
具备上述构成的本实施方式的有机EL装置100，通过在阳极11和阴极21之间施加规定电压，将由流到有机功能层5的电流量产生的光，从基板10的下侧(偏振片16侧)取出的。
如上所述，在本实施方式中，发光层13由含有侧链型高分子液晶材料的有机功能层构成，侧链型高分子液晶材料的主链部17相对阳极11平行配置，其侧链部16朝向阴极21侧，所以提高阳极11和阴极21之间的导电性，另外，提高发光层13的发光效率，通过在该阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
另外，通过具有这样的结构，改善发光特性，所以与主链型高分子液晶材料在面内无规取向的有机EL装置相比，可以实现约5倍的发光效率。
另外，在阳极11和阴极21之间，侧链部16朝向阳极11的大致垂直方向，所以改善在该垂直方向上的导电性，通过在阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
另外，对接触发光层13的空穴输送层12实施垂直取向处理，形成垂直取向面，所以在空穴输送层12的上方，侧链部16自阳极11朝向阴极21的方向而取向。由此，提高阳极11和阴极21之间的导电性，所以通过在该阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
(第2实施方式)
接着，参照附图对本发明的第2实施方式进行说明。图3是本实施方式的有机EL装置的截面构成图。而且，在图3中，有关与图1和图2同样的构成要素，用相同符号表示，并简化其说明。
如图3所示，有机EL装置200，具备在基板10的上面配设有机EL元件210的构成。有机EL元件210具备从基板10一侧对由ITO(铟锡氧化物)等透明导电膜构成的阳极11、发光层13、电子输送层14、由Al等光反射性金属膜构成的阴极(第2电极)21进行层叠的构成。电子输送层14相当于本发明的有机功能层，该电子输送层14中含有侧链型高分子液晶材料。
这里，作为侧链型高分子液晶材料的具体例子，可以采用先前的实施方式中所述的(化1)～(化5)所示的液晶组合物、它们的衍生物或聚合物、混合组合物。通过在发光层13的上方形成它们的液晶组合物，可以形成由侧链型高分子液晶材料构成的电子输送层14。
通过在发光层13的上方配置这种电子输送层14，形成图2所示的主链部17和侧链部16。主链部17相对阳极11平行，并配置在发光层13的上方。另外，侧链部16在发光层13的上方从阳极11朝向阴极21而被配置的，朝向符号A所示的方向即相对阳极11大致垂直的方向。
其中，在图2中，图示的是在阳极11一侧配置主链部17、而侧链部16是朝向阴极21而配置的状态，但实际上侧链部16可以围绕主链部17的周围360°旋转，所以有时侧链部16也朝向主链部17的下侧、即发光层13而被配置的。另外，在同一图中，图示的是主链部17相对阳极11平行配置的状态，实际上，有时也在发光层13的上方倾斜规定角度而配置。
无论如何，为了说明上述特征点，侧链部16朝向配置有阳极11或阴极21的一侧，即阳极11的电极面或阴极21的电极面而被配置的。
另外，在成为电子输送层14的高分子液晶材料中，也优选具有如下(化7)所示的侧链部16的材料。这种材料具有电子输送特性优良的性质。
【化7】
另外，可以对接触电子输送层14的发光层13实施垂直取向处理而形成垂直取向面，并在该垂直取向面上形成侧链型高分子液晶材料。由此，根据垂直取向面而能够朝向阴极21使侧链部16取向。
如上所述，在本实施方式中，电子输送层14是由含有侧链型高分子液晶材料的有机功能层构成，侧链型高分子液晶材料的主链部17相对阳极11平行配置，其侧链部16朝向阴极21侧，所以提高阳极11和阴极21之间的导电性，另外，提高电子输送层14的电子注入/输送特性，通过在该阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
另外，通过具有这样的结构，改善发光特性，所以与主链型高分子液晶材料在面内无规取向的有机EL装置相比，可以实现约5倍的发光效率。
另外，在阳极11和阴极21之间，侧链部16朝向阳极11的大致垂直方向，所以改善在该垂直方向上的导电性，通过在阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
另外，对接触电子输送层14的发光层13实施垂直取向处理，形成垂直取向面，所以在发光层13的上方，侧链部16自阳极11朝向阴极21的方向而取向。由此，提高阳极11和阴极21之间的导电性，所以通过在该阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
(第3实施方式)
接着，参照附图对本发明的第3实施方式进行说明。图4是表示本实施方式的有机EL装置的截面构成图。其中，在图4中，有关与图1～图3讨同样的构成要素，用相同符号表示，并简化对其的说明。
如图4所示，有机EL装置300具备在基板10的上面配设了有机EL元件310的构成。有机EL元件310具备：从基板10一侧对由ITO(铟锡氧化物)等透明导电膜构成的阳极11、空穴输送层12、发光层13、电子输送层14、由Al等光反射性金属膜构成的阴极(第2电极)21进行层叠的构成。空穴输送层12相当于本发明的有机功能层，该空穴输送层12中含有侧链型高分子液晶材料。
另外，在基板10的与形成发光层13侧相反的一侧上，形成有1/4波长薄膜(1/4波长层)30和偏振光层31。
这里，作为侧链型高分子液晶材料的具体例子，可以采用先前的实施方式中所述的(化1)～(化5)所示的液晶组合物、它们的衍生物或聚合物、混合组合物。通过在阳极11的上方形成它们的液晶组合物，可以形成由侧链型高分子液晶材料构成的空穴输送层12。
通过在阳极11的上方配置这种空穴输送层12，形成如图2所示的主链部17和侧链部16。主链部17相对阳极11平行并配置在阳极11的上方。另外，侧链部16在阳极11的上方从阳极11朝向阴极21配置，朝向符号A所示的方向即相对阳极11大致垂直的方向。
其中，在图2中，图示的是在阳极11一侧配置主链部17、而侧链部16是朝向阴极21而配置的状态，但实际上侧链部16能够围绕主链部17的周围360°旋转，所以有时侧链部16也朝向主链部17的下侧、即阳极11而配置。另外，在同一图中，图示的是主链部17相对阳极11平行配置的状态，实际上，有时也在阳极11的上方倾斜规定角度而被配置的。
无论如何，如作为上述特征点所说明的那样，侧链部16朝向配置有阳极11或阴极21的一侧，即阳极11的电极面或阴极21的电极面而被配置的。
另外，在成为空穴输送层12的高分子液晶材料中，也优选具有如下(化8)所示的侧链部16的材料。这种材料具有电子输送特性优良的性质。
【化8】
另外，可以对接触空穴输送层12的阳极11实施垂直取向处理而形成垂直取向面，并在该垂直取向面上形成侧链型高分子液晶材料。由此，根据垂直取向面而能够朝向阴极21使侧链部16取向。
具备上述构成的本实施方式的有机EL装置300，通过在阳极11和阴极21之间施加电压，将由流向有机功能层15的电流而产生的光从基板10的下侧(偏振片16侧)取出。另外，从偏振光层31侧入射到有机EL装置300的外光，在通过1/4波长层30之后，由阴极21反射，再次通过1/4波长层30入射到偏振光层31。这里，外光成分通过1/4波长层30所赋予的相位差，变换成与上述入射时成90°夹角的直线偏振光，并被上述偏振光层吸收而不会漏到装置外部。
如上所述，在本实施方式中，空穴输送层12是由含有侧链型高分子液晶材料的有机功能层构成，侧链型高分子液晶材料的主链部17相对阳极11平行配置，其侧链部16朝向阴极21侧，所以提高阳极11和阴极21之间的导电性，另外，提高空穴输送层12的空穴注入/输送特性，通过在该阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
另外，通过具有这样的结构，改善发光特性，所以与主链型高分子液晶材料在面内无规取向的有机EL装置相比，可以实现约5倍的发光效率。
另外，在阳极11和阴极21之间，侧链部16朝向阳极11的大致垂直方向，所以改善在该垂直方向上的导电性，通过在阳极11和阴极21之间施加规定电压，可以得到高亮度的发光光。
另外，在本实施方式中，可以有效防止外光反射造成的对比度降低。进而，如上所述，通过具备含有侧链型高分子液晶材料的有机功能层，能够进行高效率的发光动作，所以可以得到高画质的显示。
而且，本发明的技术范围并不限于上述的实施方式，可以在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种变更。
(电子仪器)
图5是表示具备了上述实施方式的有机EL装置的电子仪器的一个例子的立体构成图。同图所示的移动电话机1300，具备多个操作按钮1302、受话器耳承1303、送话器口承1304、由先前的实施方式的有机EL装置构成的显示部1301而构成的。于是，根据该移动电话机1300，在显示部有所具备的有机EL装置引起的高亮度、高对比度的高画质显示成为可能。
另外，作为具备本发明的有机EL装置的电子仪器，并不限于上述，另外还可以列举出如数码相机、个人计算机、电视、便携电视、取景器型·监视器直视型磁带录像机、PDA、便携式游戏机、车载声频设备、汽车计量仪表、CRT、导航装置、寻呼机、电子记事本、计算器、时钟、文字处理器、工作站、电视电话、POS终端、具备触摸式面板的设备等。

Claims (6)

1、一种有机电致发光装置，将第1电极和第2电极之间夹持有机功能层而成的有机EL元件配设在基板上，其特征在于，
所述有机功能层含有侧链型高分子液晶材料，
该侧链型高分子液晶材料的侧链部朝向配置所述第1电极或所述第2电极的一侧。
2、根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述侧链部朝向所述第1电极或所述第2电极的大致垂直方向。
3、根据权利要求1或者2所述的有机电致发光装置，其特征在于，对与所述有机功能层接触的层膜实施有垂直取向处理。
4、根据权利要求1～3中任意一项所述的有机电致发光装置，其特征在于，所述有机功能层具有发光层、空穴输送层、以及电子输送层中的任何一层。
5、根据权利要求1所述的有机电致发光装置，其特征在于，在所述基板的所述有机EL元件的光出射侧上配置偏振光层，在该偏振光层和所述基板之间设有1/4波长层。
6、一种电子仪器，其特征在于，具备权利要求1～6中任意一项所述的有机电致发光装置。
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