JP2005072002A

JP2005072002A - 有機発光ディスプレイ装置とその製造方法

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Publication number: JP2005072002A
Application number: JP2004240884A
Authority: JP
Inventors: Cheng-Chung Yang; ヤンチェン−チャン; Kuo Han-Ju; クオハン−ジュ; Jun-Wen Chung; チャンジュン−ウェン
Original assignee: Kyocera Corp; Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Kyocera Corp; Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2004-08-20
Publication date: 2005-03-17
Anticipated expiration: 2024-08-20
Also published as: TWI224762B; JP4734869B2; TW200509013A

Abstract

【課題】視角の制約を受けにくい有機発光ディスプレイ装置とその製造方法を提供する。
【解決手段】有機発光ディスプレイ装置は、基板と、前記基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された有機発光構造層と、前記有機発光構造層の上方に形成された透明導電層と、前記透明導電層の上方に形成された分布ブラッグ反射層と、前記分布ブラッグ反射層の上方に形成された光散乱層とを備えている。この有機発光ディスプレイ装置は、分布ブラッグ反射層上に、例えばスパッタ蒸着法を用いて複数の小突起を表面に備える光散乱層を形成することによって製造することができる。あるいは、高分子材料で形成する光散乱層に微小な粒子を混在させることによって製造することができる。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、有機発光ディスプレイ装置に関する。特に、最上部に光散乱層を備える有機発光ディスプレイ装置に関する。

有機発光ディスプレイ装置の構造として、例えば特許文献１の有機発光ディスプレイ装置の構造が挙げられる。図３に示すように、特許文献１の有機発光ディスプレイ装置では、基板１０の上方に、順に陽極１２、導電層１３、正孔輸送層１４、電子輸送層／発光層１６、電子注入層１８及び透明導電層２０が形成されている。発光層１６が光を発生した後、一部の光は透明導電層２０を透過して正面から外へ照射されるが、一部の光は内部において全反射されたり吸収されたりする。それにより、全体的な透過量は減少し、素子効率が低下する。即ち、外部量子効率が低下する。
この問題に対して、透明導電層２０の上方に分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ）２６を形成することができる。分布ブラッグ反射層２６を形成し、素子の外部の屈折率を変えることによって、内部で全反射されてしまう光を減少させる。それにより、素子効率が向上する。即ち、外部量子効率を向上する。正面からより多くの光を取出すことができ、画面の輝度を増加させることができる。
米国特許第６，３６６，０１７号明細書

しかしながらこの構造では、分布ブラッグ反射層２６により光がある特定の角度に集中してしまう。長波長の光と短波長の光とでは屈折角等が異なることから、見る角度が異なるとそれぞれの波長の光の分布も異なるので、色ずれという問題が生じてしまう。この問題を解決するためには、分布ブラッグ反射層により集められた光に対し、さらにこれを均一に散乱させ、これにより異なる角度において観察される色ずれを低減させることが必要となる。
本発明は、ブラッグ反射層により集められた光を均一に散乱させることを可能にし、使用者があらゆる角度から見たときの画面の色ずれを減少させることを目的とする。

前述の目的を達成するために、本発明は、光散乱層を備えた有機発光ディスプレイ装置を提供する。その光散乱層はブラッグ反射層の上方に形成され、ブラッグ反射層により集められた光を均一に散乱させることができる。それにより、画面の色ずれを減少させることができる。

本発明の有機発光ディスプレイ装置は、基板と、前記基板上に形成された電極層と、前記電極層上に形成された有機発光構造層と、前記有機発光構造層の上方に形成された透明導電層と、前記透明導電層の上方に形成された分布ブラッグ反射層と、前記分布ブラッグ反射層の上方に形成された光散乱層とを備えている。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記有機発光構造層は、電極層の上方に形成された正孔輸送層と、正孔輸送層の上方に形成された有機発光層と、有機発光層の上方に形成された電子輸送層とを備えることが好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記光散乱層は、粗い表面を備えることが好ましい。それにより、光を均一に散乱させる（マイクロレンズ構造体を備えることにより光を散乱させる）ことができる。前記光散乱層の光屈折率は１．７より大きく２．３未満であることが好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記光散乱層の中に微小な粒子を混在させることが好ましい。それにより、光の散乱を均一化することができる。光散乱層の光屈折率は１．７より大きく２．３未満であることが好ましく、厚さは１１０ｎｍ〜３１０ｎｍの間であることが好ましく、混在させる粒子のサイズは１００ｎｍ〜１５０ｎｍの間であることが好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記光散乱層中に混在させる粒子の材料は、アルミニウム、シリコン、鉄、チタン、タングステン、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、硫化亜鉛等が好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記光散乱層の材料は、非溶剤型高分子材料、例えばエポキシ、セルロース、ＲＴＶシリコン等が好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記光散乱層中に混在させる粒子の濃度は０．４〜２．０重量パーセント濃度の範囲内であることが好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記光散乱層はスパッタ蒸着法により形成されることが好ましい。

本発明の有機発光ディスプレイ装置において、前記基板は透明基板を使用することも有用である。

本発明が提供する一つの有機発光ディスプレイ装置を製造する方法は、有機発光構造層の上方を多数の空隙を有するマスクで覆う工程と、適当な材料を蒸着することにより、前記有機発光構造層の上方に複数の小突起を形成し、光を均一に散乱させるようにする工程とを備えている。

本発明が提供する他の有機発光ディスプレイ装置を製造する方法は、有機発光構造層の上方に透明な高分子層を形成する工程と、前述の透明な高分子層の中に微小な粒子を混在させる工程とを備えている。

本発明では、有機発光構造層の上方に粗い表面または複数の小突起を形成すること、または有機発光構造層の上方に透明な高分子層を形成し、且つ前記透明層中に微小粒子を混在させることにより、ブラッグ反射層により集められた光を均一に散乱させることができる。それにより、視角の制約を受けないディスプレイ装置を得ることができる。

本発明の前述の及びその他の目的、特徴、利点をさらに明らかにし理解しやすくするために、次に好適に利用する実施例を挙げるとともに、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施例１）図１ａに示すように、本発明を利用する実施例１の有機発光ディスプレイ装置は、基板Ｓの上方に電極層１１０、有機発光構造層１２０、透明導電層１３０、分布ブラッグ反射層１４０、光散乱層１５０を順に形成する。このうち有機発光構造層１２０は、さらに電子輸送層１２１、有機発光層１２２及び正孔輸送層１２３を含む。

図１ｂに示すように、光散乱層１５０は粗い表面または複数の小突起を備える表面を備えており、光を均一に散乱することができる。光散乱層１５０は、例えば蒸着法により形成することができる。まず分布ブラッグ反射層１４０の上方を多数の空隙を有するマスクで覆い、次いで適当な材料を蒸着して、分布ブラッグ反射層１４０上に粗い表面または小突起表面を有する光散乱層１５０を形成させる。この蒸着形成には、例えばスパッタ蒸着法を用いることができる。この他、サンドブラスト法により光散乱層１５０の表面を粗化することも考えられる。但し、サンドブラストは他の素子を損傷しやすい。

粗い表面は光に対しては多数の小さな鏡（マイクロレンズ構造体）のように考えられる。図１ｂに示すように、分布ブラッグ反射層１４０により集められた光が小さな鏡に照射されると、光は屈折したり反射されたりして様々な方向へと散乱する。ここで、光散乱層１５０の屈折率はある適当な範囲内であることが好ましい。屈折率が大きすぎると、光が鏡に照射されたときに全反射が生じやすく、光が散乱層１５０を透過して外部へ出て行きにくくなる。一方、屈折率が小さすぎると、光の屈折角度が小さくなりすぎてしまい、散乱の効果が得にくくなる。従って、適当な材料を選択することにより、散乱層１５０の屈折率を１．７より大きく且つ２．３未満になるようにするとよい。

この有機発光ディスプレイ装置では、有機発光構造層１２０の上方に粗い表面または複数の小突起を備える光散乱層１５０形成することによって、ブラッグ反射層１４０によって集められた光を均一に散乱させる。それにより、視角の制約を受けないディスプレイ装置を得ることができる。

（実施例２）図２ａに示すように、本発明を利用する実施例２の有機発光ディスプレイ装置は、基板Ｓの上方に電極層２１０、有機発光構造層２２０、透明導電層２３０、分布ブラッグ反射層２４０、光散乱層２５０を順に形成する。このうち有機発光構造層２２０は、さらに電子輸送層２２１、有機発光層２２２、正孔輸送層２２３を含む。

図２ｂに示すように、光散乱層２５０は、内部に複数の微小粒子２５２が混在しており、光を均一に散乱することができる。光散乱層２５０は、例えば高分子材料を用いて形成することができる。光散乱層２５０は、例えばインクジェット・プリント法を用いて分布ブラッグ反射層２４０上に高分子材料を塗布して形成することができ、その高分子材料中に微小粒子２５２を混在させておくことができる。

光散乱層２５０の屈折率については、実施例１と同様に全反射や屈折角度の問題を考慮すると、１．７より大きく且つ２．３未満であることが好ましい。そのことから、光散乱層２５０の材料には、例えば非溶剤型高分子材料であるエポキシ、セルロース、ＲＴＶシリコン等のように、屈折率が１．７より大きく且つ２．３未満である高分子材料を選択することが好ましい。光散乱層２５０の厚さについては、より良好な光取出し効率を得ることを考慮すれば、短波長の光（例えば青色の光）に対しては波長の約１／４、長波長の光（例えば赤色の光）に対しては波長の約１／２となることが好ましい。青色の光の波長は約４２０ｎｍ、赤色の光の波長は約６２０ｎｍであるので、実施例２の光散乱層２５０の厚さは１１０ｎｍ〜３１０ｎｍの間に設定することが好ましい。微小粒子２５２には、アルミニウム、シリコン、鉄、チタン、タングステン、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、硫化亜鉛等の粒子を使用することができる。光の透過率を７０％以上とすることを考慮すると、微小粒子２５２の大きさは１００ｎｍ〜１５０ｎｍとし、その重量パーセント濃度は０．４〜２．０重量パーセント濃度とすることが好ましい。

この有機発光ディスプレイ装置では、有機発光構造層２２０の上方に透明な高分子層である光散乱層２５０を形成し、光散乱層２５０の内部に微小粒子２５２を混在させることにより、ブラッグ反射層２４０によって集められた光を均一に散乱させることができる。それにより、視角の制約を受けないディスプレイ装置を得ることができる。

本発明を利用する実施例１、２の有機発光ディスプレイ装置では、前述の基板Ｓは透明基板を使用することも有用である。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

実施例１の有機発光ディスプレイ装置の断面構成を示す図。実施例１の有機発光ディスプレイ装置の光散乱層の構成や作用を示す図。実施例２の有機発光ディスプレイ装置の断面構成を示す図。実施例２の有機発光ディスプレイ装置の光散乱層の構成や作用を示す図。従来の有機発光ディスプレイ装置の断面構成を示す図。

符号の説明

１０・・基板
１２・・陽極
１４・・正孔輸送層
１３・・導電層
１６・・電子輸送層／発光層
１８・・電子注入層
２０・・透明導電層
２６・・分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ）
１１０・・電極層
１２０・・有機発光構造層
１２１・・電子輸送層
１２２・・有機発光層
１２３・・正孔輸送層
１３０・・透明導電層
１４０・・分布ブラッグ反射層
１５０・・光散乱層
２１０・・電極層
２２０・・有機発光構造層
２２１・・電子輸送層
２２２・・有機発光層
２２３・・正孔輸送層
２３０・・透明導電層
２４０・・分布ブラッグ反射層
２５０・・光散乱層
２５２・・微小粒子
Ｓ・・基板

Claims

基板と、
前記基板上に形成された電極層と、
前記電極層上に形成された有機発光構造層と、
前記有機発光構造層の上方に形成された透明導電層と、
前記透明導電層の上方に形成された分布ブラッグ反射層と、
前記分布ブラッグ反射層の上方に形成された光散乱層と、
を備える有機発光ディスプレイ装置。
前記有機発光構造層が、
前記電極層の上方に形成された正孔輸送層と、
前記正孔輸送層の上方に形成された有機発光層と、
前記有機発光層の上方に形成された電子輸送層と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層が、粗い表面を有することにより均一に光を散乱することを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層の光屈折率が、１．７より大きく２．３未満であることを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層が、マイクロレンズ構造体を備えることにより光を散乱することを特徴とする請求項３に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層が、内部に微小な粒子が混在することにより均一に光を散乱することを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層の光屈折率が、１．７より大きく２．３未満であることを特徴とする請求項６に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層の厚さが、１１０ｎｍ〜３１０ｎｍの間であることを特徴とする請求項７に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層に混在する粒子の粒度が、１００ｎｍ〜１５０ｎｍの間であることを特徴とする請求項８に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層に混在する粒子の材料が、アルミニウム、シリコン、鉄、チタン、タングステン、二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、硫化亜鉛の少なくとも１つであることを特徴とする請求項９に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層の材料が、非溶剤型高分子材料であることを特徴とする請求項６に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層に混在する粒子の濃度が、０．４〜２．０重量パーセント濃度であることを特徴とする請求項６に記載の有機発光ディスプレイ装置。
前記光散乱層が、スパッタ蒸着法によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の有機発光ディスプレイ装置。
透明基板と、
前記透明基板の下方に形成された光反射層と、
前記透明基板上に形成された電極層と、
前記電極層上に形成された有機発光構造層と、
前記有機発光構造層の上方に形成された透明導電層と、
前記透明導電層の上方に形成された分布ブラッグ反射層と、
前記分布ブラッグ反射層の上方に形成された光散乱層と、
を備える有機発光ディスプレイ装置。
基板と、
前記基板上に形成された電極層と、
前記電極層上に形成された有機発光構造層と、
前記有機発光構造層の上方に形成された透明導電層と、
前記透明導電層の上方に形成された分布ブラッグ反射層と、
前記分布ブラッグ反射層の上方に形成され、内部に微小な粒子が混在することにより均一に光を散乱する光散乱層と、
を備える有機発光ディスプレイ装置。
有機発光構造層の上方を多数の空隙を有するマスクで覆う工程と、
所定の材料を蒸着することによって前記有機発光構造層の上方に複数の小突起を形成する工程と、
を備える有機発光ディスプレイ装置の製造方法。
有機発光構造層の上方に透明な高分子層を形成する工程と、
前記透明な高分子層の中に微小な粒子を混在させる工程と、
を備える有機発光ディスプレイ装置の製造方法。