JP2007242324A - 有機ｅｌ表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高輝度化を図ることが可能な有機ＥＬ表示装置を提供すること。
【解決手段】透明な基板１と、基板１上に積層されたアノード電極２およびカソード電極３と、アノード電極２およびカソード電極３の間に介在し、かつ有機層からなる複数の発光層５と、を備える有機ＥＬ表示装置Ａ１であって、複数の発光層５は、基板１の面内方向において互いに隙間５１を隔てて配列されており、隙間５１の少なくとも一部を覆っており、かつ発光層５からこれと隣り合う発光層５に向かうほど基板１に接近するように傾斜した反射面４ａが設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、一対の電極間に有機層を介在させ、この有機層に電界を与えることにより発光させる有機ＥＬ表示装置に関する。

図１３は、従来の有機ＥＬ表示装置の一例を示している（たとえば特許文献１参照）。同図に示された有機ＥＬ表示装置Ｘは、基板９１、アノード電極９２、カソード電極９３、複数の発光層９５を備えている。発光層９５は、有機材料からなる層であり、アノード電極９２およびカソード電極９３間に電圧が印加されることにより、青色光を発色可能とされている。複数の発光層９５は、絶縁層９８によって互いに区画されている。隣り合った３つの発光層９５のうち図中左側の２つの下方には、保護層９４を挟んで、色変換層９６Ｒ，９６Ｇが設けられている。色変換層９６Ｒ，９６Ｇは、発光層９５からの青色光に対して波長変換を施すことにより、それぞれ赤色光および緑色光に変換するための層である。また、発光層９５の下方には、フィルタ９７Ｒ，９７Ｇ，９７Ｂが設けられている。フィルタ９７Ｒ，９７Ｇ，９７Ｂは、赤色、緑色、青色の各色に特有の波長帯域の光を選択的に透過させることにより、各色光の彩度を高めるためのものである。このような構成によって、有機ＥＬ表示装置Ｘは、各画素が赤色光、緑色光、青色光からなる複数の画素によって構成された表示領域（図示略）によってカラー画像を表示可能とされている。

しかしながら、有機材料からなる発光層９５は、電圧が印加されると図中上下方向だけでなく、図中左右方向にも光を発する。この左右方向への光は、上下方向への光と同等かそれ以上の輝度を有する場合がある。有機ＥＬ表示装置Ｘにおいては、上下方向の光のみが上記表示領域から出射されており、左右方向の光は、装置内において吸収されてしまっている。また、発光層９５から下方へと向かう光は、アノード電極９２を透過する。アノード電極９２は、発光層９５への電圧印加を可能としつつ、発光層９５からの光を透過させるために、たとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明電極とされている。アノード電極９２を透明電極としても、発光層９５からの光が透過すると、この光が減衰することが避けられない。このように、有機ＥＬ表示装置Ｘにおいては、上記表示領域の輝度向上について、いまだ改善の余地があった。

特開平１０−１６２９５８号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、高輝度化を図ることが可能な有機ＥＬ表示装置を提供することをその課題とする。

本発明によって提供される有機ＥＬ表示装置は、透明な基板と、上記基板上に積層されたアノード電極およびカソード電極と、上記アノード電極および上記カソード電極の間に介在し、かつ有機層からなる複数の発光層と、を備える有機ＥＬ表示装置であって、上記複数の発光層は、上記基板の面内方向において互いに隙間を隔てて配列されており、上記隙間の少なくとも一部を覆っており、かつ上記発光層からこれと隣り合う発光層に向かうほど上記基板に接近するように傾斜した反射面が設けられていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記発光層からこれと隣り合う上記発光層に向かって出射された光を、上記反射面によって上記基板に向けて反射させることができる。これにより、上記発光層から発せられる光のうち、上記基板から出射される光の割合を増大させることが可能である。したがって、上記有機ＥＬ表示装置の高輝度化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記反射面は、金属部材によって形成されている。このような構成によれば、上記反射面の反射率を高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記隙間には、色変換層が収容されている。このような構成によれば、上記複数の発光層として単色光を発するものを用いても、複数色の光によって構成された画像を表示することが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記アノード電極および上記カソード電極は、いずれも不透明な導体からなる。このような構成によれば、上記有機ＥＬ表示装置の画像を構成する光として、上記アノード電極または上記カソード電極を透過した光を用いることはない。一方、上記発光層からこれと隣り合う発光層に向かって発せられた光は、たとえば透明電極などを透過することによる減衰を受けることなく、上記基板から出射される。したがって、このような構成によっても、上記有機ＥＬ表示装置の高輝度化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記アノード電極および上記カソード電極のうち、上記基板寄りに形成されたものは、上記複数の発光層が配列された方向における寸法が、上記隙間よりも小とされている。このような構成によれば、上記発光層からの光を出射させる領域を大きくすることができる。したがって、上記有機ＥＬ表示装置の高輝度化に有利である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第１実施形態を示している。本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａ１は、基板１、アノード電極２、カソード電極３、金属部材４、複数の発光層５、色変換層６２Ｒ，６２Ｇ，６３Ｒ，６３Ｇ、フィルタ６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂを備えており、図中下方を向く表示領域（図示略）にカラー画像を表示可能に構成されている。

基板１は、アノード電極２、カソード電極３、および複数の発光層５などを支持するためのものであり、たとえばガラス製である。基板１の図中下面は、上記表示領域を形成している。基板１が透明なガラス製とされていることにより、有機ＥＬ表示装置Ａ１は、基板１を透して光を出射する、いわゆるボトムエミッション型として構成されている。

アノード電極２は、発光層５に電界を与えて、正孔を注入するためのものであり、図外の電源の＋極と導通している。アノード電極２は、たとえばＩＴＯからなり、透明電極とされている。

カソード電極３は、発光層５に電界をあたえて、電子を注入するためのものであり、上記電源の−極に導通している。カソード電極３は、たとえばＡｌからなり、比較的反射率が高い層とされている。

本実施形態においては、アノード電極２およびカソード電極３は、それぞれが複数の帯状要素を有するものとされている。アノード電極２の帯状要素とカソード電極３の帯状要素とは、互いに直交しており、互いの交差部分に発光層５が形成されている。このような構成により、有機ＥＬ表示装置Ａ１は、いわゆるパッシブマトリクス方式によって制御されている。なお、本実施形態とは異なり、本発明に係る有機ＥＬ表示装置をアクティブマトリクス方式によって制御される構成としてもよい。

複数の発光層５は、アノード電極２およびカソード電極３によって印加された電圧によって発光する層であり、有機ＥＬ表示装置Ａ１の光源である。本実施形態においては、発光層５は、たとえばイリジウム錯体などの青色りん光材料からなり、青色光を発光するものとされている。発光層５からは、図中上下方向および図中左右方向に向けて光が出射される。なお、発光層５とアノード電極２との間には、正孔注入層および正孔輸送層（いずれも図示略）が形成されている。上記正孔注入層は、発光層５を発光させるために必要な駆動電圧を低下させるための層であり、たとえばフタロシアニン、オリゴアミンなどを含んでいる。上記正孔輸送層は、上記正孔注入層からの正孔を発光層５へと効率よく輸送するための層であり、たとえは、ジアミン、レニレンジアミンなどを含んでいる。また、発光層５とカソード電極３との間に、電子注入層を設けてもよい。

複数の発光層５の図中下方には、色変換層６２Ｒ，６２Ｇが形成されている。色変換層６２Ｒ，６２Ｇは、それぞれの図中上方に位置する発光層５からの青色光に対して波長変換を施すことにより赤色光および緑色光として出射するための層である。色変換層６２Ｒ，６２Ｇには、それぞれ赤色光および緑色光への変換に適した蛍光材料が混入されている。

また、複数の発光層５の図中下方には、フィルタ６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂが形成されている。フィルタ６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色の各色に特有の波長帯域の光を選択的に透過させることにより、各色の彩度を高めるためのものである。

色変換層６２Ｒ，６２Ｇ、およびフィルタ６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂは、保護層７１によって覆われている。保護層７１は、たとえばＳｉＯ₂からなる透明な絶縁性膜とされている。

複数の発光層５は、隙間５１を挟んで互いに等ピッチに配列されている。隙間５１には、色変換層６３Ｒ，６３Ｇ、および絶縁層７３が収容されている。色変換層６３Ｒ，６３Ｇは、それぞれ色変換層６２Ｒ，６２Ｇと同一の材質からなり、それぞれに隣接する発光層５からの青色光を赤色光および緑色光に変換するためのものである。絶縁層７３は、たとえばＳｉＯ₂などの透明な絶縁材料からなり、これに隣接する発光層５からの青色光を透過させるためのものである。本実施形態においては、色変換層６３Ｒ，６３Ｇ、および絶縁層７３は、いずれも、図中上部が図中上方に膨出した形状とされている。

隙間５１の図中上方には、金属部材４が形成されている。図２は、金属部材４のうち色変換層６３Ｒの上面に形成されたものを示している。金属部材４は、たとえばＡｌからなり比較的反射率が高いものとされている。本実施形態においては、金属部材４は、色変換層６３Ｒの図中右上側の斜面に形成されている。金属部材４のうち色変換層６３Ｒと接する部分は、反射面４ａを形成している。反射面４ａは、図中左側の発光層５から図中右側の発光層５に向かうほど基板１に接近するように傾斜している。金属部材４と発光層５およびカソード電極３とは、絶縁層７２によって絶縁されている。図１に示す、複数の金属部材４および反射面４ａは、いずれも図２に示されたものと略同一とされている。

次に、有機ＥＬ表示装置Ａ１の製造方法の一例について、図３〜図８を参照しつつ以下に説明する。

まず、図３に示すように、ガラス製の基板１を用意する。この基板１上に、フィルタ６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂ、および色変換層６２Ｒ，６２Ｇを形成する。次いで、図４に示すように、保護層７１を形成する。保護層７１を覆うようにＩＴＯからなる薄膜を形成する。このＩＴＯからなる薄膜に対してパターニングを施すことにより、複数の帯状要素を有するアノード電極２を形成する。

次に、図５に示すように、アノード電極２の複数の帯状要素の間に、色変換層６３Ｒ，６３Ｇ、および絶縁層７３を形成する。色変換層６３Ｒ，６３Ｇおよび絶縁層７３を上方に膨出した形状とするには、たとえば色変換層６３Ｒ，６３Ｇおよび絶縁層７３の材料によってアノード電極２の複数の帯状要素の間を覆った後に、それぞれに対してたとえばフォトリソグラフィあるいはドライエッチングを施す。

次に、図６に示すように、アノード電極２、色変換層６３Ｒ，６３Ｇ、および絶縁層７３を覆うように、Ａｌの薄膜を形成する。このＡｌの薄膜の形成は、たとえば、スパッタリングまたはＣＶＤ法によって行う。このＡｌの薄膜にパターニングを施すことにより、複数の金属部材４を形成する。複数の金属部材４のうち色変換層６３Ｒ，６３Ｇおよび絶縁層７３と接する部分が反射面４ａとなる。

次に、図７に示すように、色変換層６３Ｒ，６３Ｇ、絶縁層７３、金属部材４、およびアノード電極２を覆うように、ＳｉＯ₂からなる薄膜を形成する。このＳｉＯ₂からなる薄膜のうち色変換層６３Ｒ，６３Ｇ、絶縁層７３、および金属部材４を覆う部分を残存させるようにパターニングを施す。これにより、絶縁層７２を形成する。

次に、絶縁層７２およびアノード電極２を覆うように、所定の有機材料を積層させる。この有機材料の層に対して、絶縁層７２に挟まれた部分を残存させるようにパターニングを施す。これにより、複数の発光層５を形成する。この後は、発光層５および絶縁層７２を覆うようにＡｌの薄膜を形成し、このＡｌの薄膜に対してパターニングを施す。これにより、図１に示すカソード電極３が得られる。以上の工程により、有機ＥＬ表示装置Ａ１を形成することができる。

次に、有機ＥＬ表示装置Ａ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、図２に示すように、図中左側の発光層５に電圧が印加されると、発光層５から青色光が出射される。このうち、図中上方へと出射された光は比較的反射率が高いカソード電極３によって図中下方へと反射される。この反射された光と発光層５から図中下方へと出射された光とは、保護層７１を透過した後に、色変換層６２Ｒを透過することにより赤色光に変換される。この赤色光は、フィルタ６１Ｒを透過することによりさらに彩度が高められて、基板１の図中下面から出射される。一方、発光層５から図中右方へと出射された光は、絶縁層７２および色変換層６３Ｒを透過して、反射面４ａに到達する。この光は、反射面４ａによって反射されることにより、色変換層６３Ｒ中を図中下方へと進行させられる。色変換層６３Ｒを透過する間に、この光は赤色光に変換される。この赤色光は、隙間５１から保護層７１および基板１を透過して、基板１の図中下面から出射される。図２は、赤色光が出射される場合を示しているが、緑色光、青色光についても同様である。以上より、有機ＥＬ表示装置Ａ１においては、発光層５から発せられた光のうち、図中上下方向の光だけではなく、図中右方に発せられた光を基板１の下方へと出射させることができる。したがって、有機ＥＬ表示装置Ａ１の高輝度化を図ることができる。

また、反射面４ａをＡｌからなる金属部材４によって形成することにより、反射面４ａの反射率を高めることが可能である。これは、有機ＥＬ表示装置Ａ１の高輝度化に有利である。

図９〜図１２は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図９は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第２実施形態を示している。本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａ２は、金属部材４の形状が上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、金属部材４は、２つの反射面４ａ，４ｂを形成している。反射面４ａは、隙間５１の一部を覆っており、上述した実施形態の反射面４ａと同様の機能を発揮する。一方、反射面４ｂは、金属部材４の図中右側面によって形成されている。反射面４ｂは、反射面４ａと異なり、複数の発光層５の配列方向に直角な面とされている。

このような実施形態によっても、発光層５から図中右方へと発せられる光を反射面４ａによって反射することにより、図中下方へと出射させることができる。さらに、本実施形態によれば、発光層５から図中左方へと発せられた光は、反射面４ｂによって図中右方へと反射される。この光は、発光層５を透過した後に、反射面４ａへと向かう。反射面４ａによって図中下方へと反射された光は、基板１の図中下面から出射される。したがって、発光層５から図中左右両方向に発せられる光を基板１の下方に向けて出射することが可能であり、有機ＥＬ表示装置Ａ２の輝度をさらに向上させることができる。

図１０は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第３実施形態を示している。本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａ３は、赤色発光用の発光層５Ｒ、緑色発光用の発光層５Ｇを備える点が上述したいずれの実施形態とも異なっている。発光層５Ｒ，５Ｇは、アノード電極２およびカソード電極３から電圧が印加されると、それぞれ赤色光および緑色光を発する。発光層５Ｂは、青色光を発するものであり、たとえば上述した第１実施形態に用いられた発光層５と同じものである。発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから発せられた光には、色変換を施す必要が無い。これらの光は、フィルタ６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂによってその彩度が高められた後に、基板１の下面から出射される。また、発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ間のいずれの隙間５１にも透明な絶縁層７３が収容されている。

本実施形態から理解されるように、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、本実施形態のように画像表示に必要とされる色の光を色変換などの手法を用いること無く、各色用の発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから発する構成としてもよい。このような実施形態においても、有機ＥＬ表示装置Ａ３の高輝度化を図ることができる。

図１１は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第４実施形態を示している。本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａ４は、金属部材４の形状が上述したいずれの実施形態とも異なっている。本実施形態においては、上述した第３実施形態と同様に、各色用の発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂを備えており、これらの隙間５１には、透明な絶縁層７３が収容されている。金属部材４は、中央部分が基板１方向に膨出した形状とされている。金属部材４をこのような形状とすることにより、隙間５１は、２つの反射面４ａによって覆われている。図中左方の反射面４ａは、赤色光用の発光層５Ｒから図中右方へと発せられた光を図中下方へと反射させる。一方、図中右方の反射面４ａは、緑色光用の発光層５Ｇから図中左方へと発せられた光を図中下方へと反射させる。

このような実施形態によれば、発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから両側方に発せられた光を基板１の下面から出射させることが可能である。これは、有機ＥＬ表示装置Ａ４の高輝度化に好適である。

図１２は、本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第５実施形態を示している。本実施形態の有機ＥＬ表示装置Ａ５は、アノード電極２が不透明である点が、上述したいずれの実施形態とも異なっている。本実施形態においては、アノード電極２は、たとえばＡｌなどの不透明な導体によって形成されている。また、アノード電極２の複数の帯状要素は、それぞれの図中左右方向幅が、隙間５１よりも小とされている。

本実施形態においては、発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの図中右方へと発せられた光が、反射面４ａによって図中下方へと反射される。そして、この反射された光のみによって上記表示領域に表示される画像が構成される。発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂの材質やその積層構造によっては、図中上下方向に発せられる光よりも図中左右方向に発せられる光のほうが、高輝度である場合がある。本実施形態によれば、この比較的高輝度である光を積極的に基板１の下面から出射させることが可能である。また、本実施形態においては、発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂから発せられた光を、たとえばＩＴＯからなる透明電極を透過させないため、これらの光が減衰される割合を小さくすることができる。したがって、このような構成によっても、有機ＥＬ表示装置Ａ５の高輝度化を図ることができる。

さらに、隙間５１の寸法が、アノード電極２の帯状部の幅よりも大とされていることにより、発光層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂをより広い領域から出射させることが可能である。これにより、有機ＥＬ表示装置Ａ５の高輝度化をさらに促進することができる。また、非発光領域となるアノード電極２が比較的小であることは、有機ＥＬ表示装置Ａ５の高精細化を図る上で有利である。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る有機ＥＬ表示装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

反射面は、金属部材によって形成されたものに限定されない。たとえば、互いの屈折率が異なる透明部材の境界面を利用して、この境界面に向かってきた光が全反射される構成であってもよい。光が発光層から発せられる光は、赤色光、緑色光、青色光に限定されない。また、本発明に係る有機ＥＬ表示装置は、フルカラー画像を表示する構成に限定されず、たとえば単色画像を表示するものであってもよい。アノード電極およびカソード電極は、基板に対する配置が、上述した実施形態と逆であってもよい。

本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第１実施形態を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の要部拡大断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、基板にフィルタおよび色変換層を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、アノード電極を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、色変換層および絶縁層を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、金属部材を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、絶縁層を形成する工程を示す要部断面図である。 図１に示す有機ＥＬ表示装置の製造方法の一例において、発光層を形成する工程を示す要部断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第２実施形態を示す要部拡大断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第３実施形態を示す要部断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第４実施形態を示す要部拡大断面図である。 本発明に係る有機ＥＬ表示装置の第５実施形態を示す要部断面図である。 従来の有機ＥＬ表示装置の一例を示す要部断面図である。

符号の説明

Ａ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５ 有機ＥＬ表示装置
１ 基板
２ アノード電極
３ カソード電極
４ 金属部材
４ａ，４ｂ 反射面
５，５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ 発光層
５１ 隙間
６１Ｒ，６１Ｇ，６１Ｂ フィルタ
６２Ｒ，６２Ｇ，６３Ｒ，６３Ｇ，６３Ｂ 色変換層
７１ 保護層
７２，７３ 絶縁層

Claims (5)

1. 透明な基板と、
   上記基板上に積層されたアノード電極およびカソード電極と、
   上記アノード電極および上記カソード電極の間に介在し、かつ有機層からなる複数の発光層と、
   を備える有機ＥＬ表示装置であって、
   上記複数の発光層は、上記基板の面内方向において互いに隙間を隔てて配列されており、
   上記隙間の少なくとも一部を覆っており、かつ上記発光層からこれと隣り合う発光層に向かうほど上記基板に接近するように傾斜した反射面が設けられていることを特徴とする、有機ＥＬ表示装置。
2. 上記反射面は、金属部材によって形成されている、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置。
3. 上記隙間には、色変換層が収容されている、請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置。
4. 上記アノード電極および上記カソード電極は、いずれも不透明な導体からなる、請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ表示装置。
5. 上記アノード電極および上記カソード電極のうち、上記基板寄りに形成されたものは、上記複数の発光層が配列された方向における寸法が、上記隙間よりも小とされている、請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置。

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