JP2014225328A - Light-emitting device, display device and luminaire - Google Patents
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- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
Description
本発明は、有機発光層に電圧を印加して発光させる発光デバイス、およびこれを備えた表示装置、照明装置に関する。 The present invention relates to a light emitting device that emits light by applying a voltage to an organic light emitting layer, and a display device and an illumination device including the light emitting device.
近年、社会の高度情報化に伴い、フラットパネルディスプレイのニーズが高まっている。フラットパネルディスプレイとしては、例えば、非自発光型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、自発光型のプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、無機エレクトロルミネセンス（無機ＥＬ）ディスプレイ、有機エレクトロルミネセンス（以下、「有機ＥＬ」または「有機ＬＥＤ」とも言う）ディスプレイ等が挙げられる。
また、近年、低消費電力化、環境適応性などの観点から、従来の白熱電球や蛍光灯に代わり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、有機エレクトロルミネセンス（以下、「有機ＥＬ」または「有機ＬＥＤ」とも言う）などの新たな照明技術が注目されている。
In recent years, the need for flat panel displays has increased with the advancement of sophistication in society. Examples of the flat panel display include a non-self-luminous liquid crystal display (LCD), a self-luminous plasma display (PDP), an inorganic electroluminescence (inorganic EL) display, and organic electroluminescence (hereinafter, “organic EL”). Or a display or the like.
In recent years, from the viewpoint of low power consumption and environmental adaptability, instead of conventional incandescent bulbs and fluorescent lamps, LEDs (Light Emitting Diodes), organic electroluminescence (hereinafter referred to as “organic EL” or “organic LED”) New lighting technology such as “
これらフラットパネルディスプレイの中でも、特に有機ＥＬ（Organic light emitting diode）ディスプレイなど、有機発光層を用いた発光素子は、薄型・広視野角などの特長から次世代ディスプレイの主流になりうる候補技術として注目されている。
このような発光素子において、発光色を所望の色に制御することが重要であり、そのための手段として、発光素子の発光色を制御するだけでなく、カラーフィルタや蛍光体などの波長変換層を組み合わせることにより、発光色の制御を行うことも有効な手段である。
Among these flat panel displays, light-emitting elements using organic light-emitting layers, such as organic EL (Organic light emitting diode) displays, are attracting attention as candidate technologies that can become the mainstream of next-generation displays due to their features such as thinness and wide viewing angle. Has been.
In such a light emitting element, it is important to control the emission color to a desired color, and as a means for that purpose, not only the emission color of the light emitting element is controlled, but also a wavelength conversion layer such as a color filter or a phosphor. Controlling the emission color by combining them is also an effective means.
例えば、フルカラーディスプレイ応用の場合、一般的にはＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の各色が必要である。これらＲＧＢ各色の画素を基板上に作り分ける方法、白色発光の素子にＲＧＢのカラーフィルタを組み合わせる方法、青色発光の素子に蛍光体を組み合わせる方法などが知られているが、それぞれにおいて、カラーフィルタや蛍光体などの波長変換層を組み合わせて発光色の制御が可能である。なお、カラーフィルタや蛍光体はいずれもこれらに入射する光の波長スペクトルを変換する機能を有するので、以下、波長変換層と称する。 For example, in the case of full-color display application, each color of R (red), G (green), and B (blue) is generally required. There are known methods for separately forming pixels of each RGB color on a substrate, a method for combining a white light emitting element with an RGB color filter, a method for combining a blue light emitting element with a phosphor, and the like. The emission color can be controlled by combining wavelength conversion layers such as phosphors. In addition, since both color filters and phosphors have a function of converting the wavelength spectrum of light incident on them, they are hereinafter referred to as wavelength conversion layers.
例えば、ＲＧＢ各色の画素を基板上に作り分ける方法では、ＲＧＢ各色の発光部分にカラーフィルタを組み合わせることにより、色純度の向上、外光反射の抑制などの効果が得られる。白色発光の素子にＲＧＢのカラーフィルタを組み合わせる方法、青色発光の素子に蛍光体を組み合わせる方法においては、各画素ごとにＲＧＢを塗り分ける必要がなく、生産性良くフルカラーディスプレイを作れる利点がある。 For example, in the method of separately forming RGB color pixels on a substrate, effects such as improvement of color purity and suppression of external light reflection can be obtained by combining color filters with light emission portions of RGB colors. The method of combining an RGB color filter with a white light emitting element and the method of combining a phosphor with a blue light emitting element have the advantage that a full color display can be produced with high productivity without the need to paint RGB separately for each pixel.
また、照明応用の場合には、一般的には白色が求められるが、照明対象に応じて波長スペクトルや色味を所望のものにするために、カラーフィルタや蛍光体などの波長変換層を組み合わせるのは有効な手段といえる。特に、演色性の向上、植物工場などでの特定発光スペクトルの実現などのためには、カラーフィルタや蛍光体などの波長変換層を組み合わせるのは有効な手段といえる。
しかし一方で、有機ＥＬには、発光効率が低い、消費電力が大きい、寿命が短い、信頼性が低いなどの課題が残っている。発光効率は、一般的にηφ（ext）（External Quantum Efficiency）＝ηext×ηφ＝ηext×γ×ηｒ×φｆで表される。ここで、ηφ（ext）は外部量子効率、ηextは外部光取出し効率、ηφは内部量子効率、γはキャリアバランス、ηｒは励起子生成確率、φｆは蛍光量子収率である。
In addition, in the case of illumination applications, white is generally required, but in order to obtain a desired wavelength spectrum and color depending on the illumination target, a wavelength conversion layer such as a color filter or phosphor is combined. Is an effective means. In particular, it can be said that combining wavelength conversion layers such as color filters and phosphors is an effective means for improving color rendering and realizing a specific emission spectrum in a plant factory.
On the other hand, the organic EL still has problems such as low luminous efficiency, large power consumption, short lifetime, and low reliability. The luminous efficiency is generally represented by ηφ (ext) (External Quantum Efficiency) = ηext × ηφ = ηext × γ × ηr × φf. Here, ηφ (ext) is external quantum efficiency, ηext is external light extraction efficiency, ηφ is internal quantum efficiency, γ is carrier balance, ηr is exciton generation probability, and φf is fluorescence quantum yield.
近年、材料の進歩に伴い、内部量子効率は着実に向上しており、特に、三重項状態を利用するりん光材料の進展に伴い大幅に改善されてきている。しかし一方、光取出し効率は大きな課題として残っている。有機ＥＬ素子においては、用いられる有機発光層、透明電極層、ガラス基板などの屈折率が空気より大きいため、スネルの法則に基づく全反射条件から光を効率よく取り出せない。取り出せる光の量は通常、１５〜３０％程度であり、大半の光が外部に出射されることなく失われていることになる。
また、有機ＥＬ発光部分にカラーフィルタや蛍光体などの波長変換層を組み合わせた場合、カラーフィルタや蛍光体などの波長変換層からの光を効率良く取り出すことが課題となる。
In recent years, the internal quantum efficiency has been steadily improved with the progress of materials, and in particular, has been greatly improved with the progress of phosphorescent materials utilizing triplet states. However, light extraction efficiency remains a major issue. In the organic EL element, since the refractive index of the organic light emitting layer, the transparent electrode layer, the glass substrate, and the like used is larger than that of air, light cannot be efficiently extracted from the total reflection condition based on Snell's law. The amount of light that can be extracted is usually about 15 to 30%, and most of the light is lost without being emitted to the outside.
Further, when a wavelength conversion layer such as a color filter or a phosphor is combined with the organic EL light emitting portion, it becomes a problem to efficiently extract light from the wavelength conversion layer such as a color filter or a phosphor.
こうした課題に対して、例えば、特許文献１においては、透明導電層の発光層と反対の面に屈折率１．０１〜１．３の範囲となる低屈折率層を設けた発明が開示されている。
また、特許文献２においては、透明電極層と光透過性の基板との間に、低屈折率材料からなるマトリクス樹脂中に光を散乱させる粒子を拡散させた浸み出し光拡散層を設けた発明が開示されている。
また、特許文献３においては、光を取り出す側の基板面に、多数の微小粒子からなる光取出し層を設けた発明が開示されている。
更に、特許文献４には、画素を凹状構造にすることによって光取出し効率を向上させた発明が開示されている。
特許文献５には、画素の側面に反射層を設けることにより光取出し効率を向上させた発明が開示されている。
特許文献６には、蛍光体層を有機ＥＬ発光部と組み合わせた有機ＥＬ素子において、蛍光体層の側面に反射膜を設けることが開示されている。
For example, Patent Document 1 discloses an invention in which a low refractive index layer having a refractive index in the range of 1.01 to 1.3 is provided on the surface of the transparent conductive layer opposite to the light emitting layer. Yes.
In Patent Document 2, a leaching light diffusion layer in which particles that scatter light are diffused in a matrix resin made of a low refractive index material is provided between a transparent electrode layer and a light-transmitting substrate. The invention is disclosed.
Patent Document 3 discloses an invention in which a light extraction layer composed of a large number of fine particles is provided on a substrate surface on the light extraction side.
Further, Patent Document 4 discloses an invention in which the light extraction efficiency is improved by making the pixel into a concave structure.
Patent Document 5 discloses an invention in which the light extraction efficiency is improved by providing a reflective layer on the side surface of a pixel.
Patent Document 6 discloses that in an organic EL element in which a phosphor layer is combined with an organic EL light emitting unit, a reflective film is provided on the side surface of the phosphor layer.
しかしながら、上述した特許文献１〜４に開示された発明では、光取出し効率を向上させることができるとされているものの、光取出し効率の向上効果が限定的であるという課題があった。即ち、有機発光層や電極を介して面方向に沿って光が伝播し、外部へ出射される光が減少することへの対策が全くなされていなかった。 However, although the inventions disclosed in Patent Documents 1 to 4 described above can improve the light extraction efficiency, there is a problem that the effect of improving the light extraction efficiency is limited. In other words, no measures have been taken against the fact that light propagates along the surface direction through the organic light emitting layer or the electrode and the light emitted to the outside decreases.
例えば、有機発光層の典型的な屈折率が１．８程度、絶縁層（バンク）の典型的な屈折率が１．５〜１．８程度、透明電極層であるＩＴＯの典型的な屈折率が２．１〜２．２程度であるため、低屈折率層（屈折率１．０〜１．３程度）との屈折率差のために、低屈折率層との界面で全反射されてしまう成分が多い。この全反射された成分は、有機発光層、絶縁層、透明電極層などを介して面方向に沿って伝播し、外部に出射されることなく損失する。 For example, the typical refractive index of an organic light emitting layer is about 1.8, the typical refractive index of an insulating layer (bank) is about 1.5 to 1.8, and the typical refractive index of ITO which is a transparent electrode layer Is about 2.1 to 2.2, and is totally reflected at the interface with the low refractive index layer due to the difference in refractive index from the low refractive index layer (with a refractive index of about 1.0 to 1.3). There are many ingredients that end up. The totally reflected component propagates along the surface direction through the organic light emitting layer, the insulating layer, the transparent electrode layer, and the like, and is lost without being emitted to the outside.
透明電極層を有機発光層の画素領域ごとに区画する絶縁層（バンク）は、従来、ポリメチルメタクリレート、ポリイミドなどの高分子材料やＳｉＯ２等の無機材料から構成されており、色調は透明か黒色であった。このため、面方向に沿って広がった光は、絶縁層（バンク）が黒色の場合は、この絶縁層に吸収されて損失する。また、絶縁層（バンク）が透明（光透過性）の場合は、この絶縁層を介して隣接する有機発光層や透明電極層に向けて光が伝播して損失する。 Insulating layer for partitioning the transparent electrode layer in each pixel region of the organic light emitting layer (bank) is conventionally polymethyl methacrylate, is composed of a polymer material or an inorganic material such as SiO 2, such as polyimide, or color transparent It was black. For this reason, when the insulating layer (bank) is black, the light spread along the surface direction is absorbed by the insulating layer and lost. Further, when the insulating layer (bank) is transparent (light transmissive), light propagates toward the adjacent organic light emitting layer or transparent electrode layer through the insulating layer and is lost.
また、特許文献５及び６には、発光部分の側面に反射膜を形成することにより光取出し効率を向上させる技術が開示されており、さらに、特許文献６には反射膜として金属粉、金属粒子もしくは白色顔料を含む樹脂からなることが開示されているが、構造上、プロセス上の課題があった。 Patent Documents 5 and 6 disclose a technique for improving the light extraction efficiency by forming a reflection film on the side surface of the light emitting portion. Further, Patent Document 6 discloses metal powder, metal particles as the reflection film. Alternatively, it is disclosed that the resin is made of a resin containing a white pigment, but there are structural and process problems.
特許文献５の技術においては、側面の反射膜が導電性であるため、反射膜状にさらに絶縁層を設ける必要があり、プロセスが複雑になる欠点があった。しかも、反射膜が形成されている部分が、基板に対して斜めになっている隔壁側面であるため、生産時のプロセス制御性が困難であるばかりでなく、パターン形成のための露光位置合わせマージンなどを考えると、画素開口部が小さくなるという課題があった。画素開口部が小さくなると、ディスプレイとしての所望の輝度を得るために、画素開口部での発光輝度を上げる必要がある。 In the technique of Patent Document 5, since the reflective film on the side surface is conductive, it is necessary to further provide an insulating layer in the form of a reflective film, and there is a drawback that the process becomes complicated. In addition, since the portion where the reflective film is formed is the side wall of the partition wall that is inclined with respect to the substrate, not only is the process controllability during production difficult, but also the exposure alignment margin for pattern formation In view of the above, there is a problem that the pixel opening becomes small. When the pixel opening becomes small, it is necessary to increase the light emission luminance at the pixel opening in order to obtain a desired luminance as a display.
特許文献６の技術においては、蛍光体層の側面に反射膜を形成する技術、反射膜として金属粉、金属粒子もしくは白色顔料を含む樹脂からなる技術が開示されているが、この技術を有機ＥＬ発光部分に適用することについてはなんら開示も示唆もされていない。また、この技術を有機ＥＬ発光部に適用し、有機発光部の側面に反射膜を形成しようとすると構造上、プロセス上の課題が生じる。まず、有機ＥＬの発光部分に用いられる有機材料は水分、酸素、溶剤などに対して極めて弱く、この有機ＥＬ発光部分の側面に反射膜を形成することはプロセス上極めて困難である。また、この技術は有機ＥＬの各画素ごとに発光層が分離形成されている場合はともかく、発光層が画素ごとに分離させず全面形成された構造には適用できないという課題もある。さらに、有機ＥＬ発光部からの光導波による光損失を考えるときには、電極など発光部分以外からの導波も考えなければならないが、特許文献６には、それらについてはなんら開示も示唆もされていない。 In the technique of Patent Document 6, a technique for forming a reflective film on the side surface of the phosphor layer and a technique made of a resin containing metal powder, metal particles, or a white pigment as the reflective film are disclosed. There is no disclosure or suggestion about application to the light emitting part. Further, when this technique is applied to an organic EL light emitting unit and a reflective film is formed on the side surface of the organic light emitting unit, structural problems arise in terms of structure. First, the organic material used for the light emitting portion of the organic EL is extremely weak against moisture, oxygen, solvent, etc., and it is extremely difficult to form a reflective film on the side surface of the organic EL light emitting portion. In addition, this technique has a problem that it cannot be applied to a structure in which the light emitting layer is formed on the entire surface without being separated for each pixel, regardless of whether the light emitting layer is separately formed for each pixel of the organic EL. Furthermore, when considering the optical loss due to the optical waveguide from the organic EL light emitting part, it is necessary to consider the waveguide from other than the light emitting part such as an electrode. However, Patent Document 6 does not disclose or suggest any of them. .
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、有機発光層にカラーフィルタや蛍光体などの波長変換層などを組み合わせた素子において、発光光を外部に向けて効率よく出射させ、高輝度に発光可能な発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in an element in which an organic light emitting layer is combined with a wavelength conversion layer such as a color filter or a phosphor, the emitted light is efficiently emitted toward the outside. An object is to provide a light-emitting device, a display device, and a lighting device that can emit light with high luminance.
上記課題を解決するために、本発明のいくつかの態様は次のような発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供した。
すなわち、本発明の発光デバイスは、光透過性の基板の一面に順に積層された波長変換層、光透過性の第一電極、有機発光層、および第二電極を有する発光デバイスであって、
少なくとも前記有機発光層の、積層方向に沿って広がる側面に接してバンクを形成し、 該バンクは光反射性を有する材料から構成されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, some aspects of the present invention provide the following light emitting device, display device, and lighting device.
That is, the light-emitting device of the present invention is a light-emitting device having a wavelength conversion layer, a light-transmitting first electrode, an organic light-emitting layer, and a second electrode laminated in order on one surface of a light-transmitting substrate,
A bank is formed in contact with at least a side surface of the organic light emitting layer extending in the stacking direction, and the bank is made of a material having light reflectivity.
前記第二電極は遮光性を有する材料から構成されることを特徴とする。
また、前記波長変換層の側面にバンクを備え、該バンクは光反射性を有する材料から構成されることを特徴とする。
The second electrode is made of a light-shielding material.
Further, a bank is provided on a side surface of the wavelength conversion layer, and the bank is made of a material having light reflectivity.
前記バンクは白色材料から構成されることを特徴とする。
また、前記バンクは光反射性に加えて更に光拡散性を有する材料から構成されることを特徴とする。
The bank is made of a white material.
Further, the bank is made of a material having light diffusibility in addition to light reflectivity.
前記バンクは樹脂中に微細な光反射性粒子を分散させてなることを特徴とする。
また、前記光反射性粒子は、粒径が２００ｎｍ〜５μｍであることを特徴とする。
The bank is characterized in that fine light reflective particles are dispersed in a resin.
The light-reflecting particles have a particle size of 200 nm to 5 μm.
前記基板と前記波長変換層の間、前記基板と第一電極との間の、いずれか一方または双方に、前記基板よりも屈折率の低い低屈折率層を更に形成したことを特徴とする。 A low refractive index layer having a refractive index lower than that of the substrate is further formed on one or both of the substrate and the wavelength conversion layer and between the substrate and the first electrode.
本発明の表示装置は、前記各項記載の発光デバイスに対して、該発光デバイスの発光を制御する駆動部を配置したことを特徴とする。 The display device of the present invention is characterized in that a drive unit for controlling light emission of the light emitting device is arranged for the light emitting device described in each of the above items.
本発明の照明装置は、前記各項記載の発光デバイスに対して、該発光デバイスの発光を制御する駆動部を配置したことを特徴とする。 The illuminating device of the present invention is characterized in that a drive unit that controls light emission of the light-emitting device is arranged for the light-emitting device described in the above items.
本発明によれば、高発光効率（高輝度）の発光デバイス、表示装置、及び照明装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a light emitting device, a display device, and a lighting device with high luminous efficiency (high luminance).
以下、図面を参照して、本発明に係る発光デバイス、表示装置、及び照明装置の一実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良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。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Hereinafter, an embodiment of a light emitting device, a display device, and an illumination device according to the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are specifically described for better understanding of the gist of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the features of the present invention easier to understand, there is a case where a main part is shown in an enlarged manner for the sake of convenience. Not necessarily.
（発光デバイス：第一実施形態）
図１は第一実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス１０は、光透過性の基板１１と、この基板１１の一面１１ａに順に積層された波長変換層１５、光透過性の第一電極（下部電極）１２、有機発光層１４、第二電極（上部電極）１３と、少なくとも、積層方向に沿って広がる有機発光層１４の側面に接して配置されるバンク１７を備え、該バンク１７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light emitting device: first embodiment)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to the first embodiment.
The
バンク１７は、例えば有機発光層１４の１画素に相当する領域を区画するように形成されている。照明デバイスなどの場合、こうした領域は１つでもよいが、複数の領域を形成しても良い。
作製プロセスとしては、例えば、基板１１上に波長変換層１５を形成し、次に、第一電極（下部電極）１２を形成し、その後バンク１７を形成し、さらに有機発光層１４、第二電極（上部電極）１３を形成するプロセスなどを用いることができる。有機ＥＬに用いられる材料は水分、酸素などに極めて弱いため、有機発光層１４の形成前、すなわち、第一電極（下部電極）１２及びバンク１７を形成した後に、十分な脱水工程（ベーク工程、真空乾燥工程など）を行うことが好ましい。
また、波長変換層１５と第一電極（下部電極）１２との間に、層間膜、平坦化膜、第二の基板などのいずれか、あるいは全てを挿入することも好ましい。
The
As a manufacturing process, for example, the
It is also preferable to insert any or all of an interlayer film, a planarizing film, a second substrate, etc. between the
基板１１は、光透過性の材料、例えば、ガラス、透明樹脂などから構成される。具体例として、液晶ディスプレイなどで頻繁に使われている０．７ｍｍ厚のガラス基板を用いることができる。
The
波長変換層１５は、カラーフィルタ、蛍光体などで形成することができる。
波長変換層１５をカラーフィルタで構成する場合、カラーフィルタは液晶ディスプレイなどで一般に用いられているカラーフィルタ材料を用いて作製することができる。また、カラーフィルタに散乱性粒子などを添加し、カラーフィルタに散乱性を付与することも、カラーフィルタを通った後の光プロファイルが等方的になるため好ましい。
The
When the
波長変換層１５を蛍光体層として構成する場合、蛍光体と高分子樹脂との混合体などにより形成することができる。蛍光体としては、無機蛍光体、有機蛍光体、有機/無機ハイブリッド蛍光体、量子ドット蛍光体などを用いることができる。また、蛍光体として、ホスト−ゲストタイプなど、複数の材料で構成することも可能である。
When the
また、波長変換層１５として、蛍光体層とカラーフィルタ層とを重ねて積層することも好ましい。通常は、発光した光をまず蛍光体層に入射させ、蛍光体層で発光した光がカラーフィルタを通して外部に出てゆくようにする。この場合、カラーフィルタ層は、波長スペクトルを適切なものに整える作用と、外光反射を抑制する作用とを併せ持つ。
Moreover, it is also preferable that the
さらに、蛍光体層とカラーフィルタ層のいずれかにブラックマトリクス層を重ねて積層することも好ましい。また、蛍光体層とカラーフィルタ層との積層膜にブラックマトリクス層を重ねて積層することも好ましい。これらの場合、ブラックマトリクス層は外光反射を抑制する効果を持ち、明室環境下でのコントラスト向上に寄与する。 Furthermore, it is also preferable to laminate a black matrix layer on either the phosphor layer or the color filter layer. It is also preferable to laminate a black matrix layer on a laminated film of a phosphor layer and a color filter layer. In these cases, the black matrix layer has an effect of suppressing reflection of external light and contributes to improvement of contrast in a bright room environment.
第一電極（下部電極）１２は、透明電極であればよく、例えば、ＩＴＯ（Indium-tin-oxide）や、ＺｎＯ（Zinc oxide）などが用いられる。第一電極１２の厚さは例えば、１００ｎｍ程度である。なお、第一電極１２は、通常はアノードであるが、カソードとすることも可能であり、その場合には低仕事関数の材料を用いる。また、配線抵抗を下げる目的等で補助配線を併設してもいい。補助配線は、例えばＡｌ， Ａｇ， Ｔａ， Ｔｉ， Ｎｉなどの金属材料で形成することができる。
The first electrode (lower electrode) 12 may be a transparent electrode. For example, ITO (Indium-tin-oxide), ZnO (Zinc oxide), or the like is used. The thickness of the
第一電極（下部電極）１２は、バンク（絶縁層）１５によって、所定の領域毎に複数に区画されている。本実施形態の発光デバイス１０を表示装置（有機ＥＬディスプレイ）として用いる場合には、第一電極（下部電極）１２は、１画素に相当する領域毎に区画されていればよい。
The first electrode (lower electrode) 12 is divided into a plurality for each predetermined region by a bank (insulating layer) 15. When the light-emitting
第二電極（上部電極）１３は、遮光性である場合と光透過性である場合とがある。第二電極（上部電極）１３が遮光性や反射性など光不透過性である場合は、いわゆるボトムエミッション型の発光デバイスとなる。また、第二電極（上部電極）１３が光透過性である場合は、両面発光型の発光デバイスとなる。第二電極１３は、通常はカソードを成し、光不透過性の場合は、ＬｉＦ／Ａｌ， ＭｇＡｇ／Ａｌ， Ｂａ／Ａｌ， Ｃａ／Ａｇなどを用いることが出来る。また、光透過性の場合には、ＬｉＦ／ＩＴＯ， ＭｇＡｇ／ＩＺＯなどを用いることができる。なお、第二電極（上部電極）１３をアノードとすることも可能であり、その場合には、仕事関数の高い材料、例えば、ＩＴＯなどが好ましく用いられる。
The second electrode (upper electrode) 13 may be light-shielding or light-transmissive. When the second electrode (upper electrode) 13 is light-opaque such as light-shielding or reflective, a so-called bottom emission type light-emitting device is obtained. When the second electrode (upper electrode) 13 is light transmissive, a double-sided light emitting device is obtained. The
これら以外にも、第一電極１２及び第二電極１３を形成する電極材料として、各種の公知の電極材料を用いることができる。アノードである場合には、有機発光層１４への正孔の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）等の金属、及び、インジウム（Ｉｎ）と錫（Ｓｎ）からなる酸化物（ＩＴＯ）、錫（Ｓｎ）の酸化物（ＳｎＯ２）インジウム（Ｉｎ）と亜鉛（Ｚｎ）からなる酸化物（ＩＺＯ）等が透明電極材料として挙げられる。
In addition to these, various known electrode materials can be used as the electrode material for forming the
また、カソードを形成する電極材料としては、有機発光層１４への電子の注入をより効率よく行う観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以下のリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）等の金属、又は、これらの金属を含有するＭｇ：Ａｇ合金、Ｌｉ：Ａｌ合金等の合金が挙げられる。
Moreover, as an electrode material for forming the cathode, lithium (Li), calcium (Ca), cerium (Ce) having a work function of 4.5 eV or less from the viewpoint of more efficiently injecting electrons into the organic
第一電極１２及び第二電極１３は上記の材料を用いて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が、本発明はこれらの形成方法に限定されるものではない。また、必要に応じて、フォトリソグラフフィー法、レーザー剥離法により、形成した電極をパターン化することもでき、シャドーマスクと組み合わせることで直接パターン化した電極を形成することもできる。その膜厚は、５０ｎｍ以上が好ましい。膜厚が５０ｎｍ未満の場合には、配線抵抗が高くなることから、駆動電圧の上昇が生じるおそれがある。
The
有機発光層（有機ＥＬ発光体）１４は、第一電極１２と第二電極１３との間に印加された電圧によって、所定の波長帯の光を発する。有機発光層（有機ＥＬ発光体）１４は、単層でもよいが、通常は複数層からなり、例えば、α−ＮＰＤとＡｌｑ３の積層膜などを用いることができる。また、アノードである第一電極（下部電極）１２と、カソードである第二電極（上部電極）１３との間に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層などからなる複層の有機発光層を形成することも行われている。
The organic light emitting layer (organic EL light emitter) 14 emits light in a predetermined wavelength band by a voltage applied between the
これらの層以外に、ＭｏＯ３層、Ｃ６０層、フラーレン含有層、量子ドット含有層などさまざまな層を併用することも盛んに検討されており、いずれも本発明を適用できることは言うまでもない。量子ドット含有層を用いた発光素子は、ＱＬＥＤ（Quantum-dot light emitting diode）と呼ばれている。また、発光領域を積層するいわゆるタンデム構造を用いることもできる。第一電極１２と第二電極１３との間に配置される層の膜厚は、通常、各層が数１０ｎｍ程度である。もちろん、本発明の技術は、本発明の構成をとるものであれば、現在まだ発明されていない発光素子、一般に認知されていない発光素子などにも適用可能であることはいうまでもない。
In addition to these layers, it has been actively studied to use various layers such as a MoO 3 layer, a C 60 layer, a fullerene-containing layer, and a quantum dot-containing layer, and it goes without saying that the present invention can be applied to any of these layers. A light emitting element using a quantum dot containing layer is called a QLED (Quantum-dot light emitting diode). A so-called tandem structure in which light emitting regions are stacked can also be used. As for the film thickness of the layer arrange | positioned between the
有機発光層１４の層構造としての具体的として、下記の構成が挙げられるが、本発明はこれらにより限定されるものではない。
（１）有機発光層
（２）正孔輸送層／有機発光層
（３）有機発光層／電子輸送層
（４）正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（５）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層
（６）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層
（７）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層
（８）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
（９）正孔注入層／正孔輸送層／電子防止層／有機発光層／正孔防止層／電子輸送層／電子注入層
ここで、有機発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔防止層、電子防止層、電子輸送層及び電子注入層の各層は、単層構造でも多層構造でもよい。
Specific examples of the layer structure of the organic
(1) Organic light emitting layer (2) Hole transport layer / organic light emitting layer (3) Organic light emitting layer / electron transport layer (4) Hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer (5) Hole injection layer / Hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer (6) Hole injection layer / hole transport layer / organic light emitting layer / electron transport layer / electron injection layer (7) Hole injection layer / hole transport layer / organic Light-Emitting Layer / Hole Prevention Layer / Electron Transport Layer (8) Hole Injection Layer / Hole Transport Layer / Organic Light-Emitting Layer / Hole Prevention Layer / Electron Transport Layer / Electron Injection Layer (9) Hole Injection Layer / Hole Transport layer / electron prevention layer / organic light emitting layer / hole prevention layer / electron transport layer / electron injection layer Here, organic light emission layer, hole injection layer, hole transport layer, hole prevention layer, electron prevention layer, electron Each of the transport layer and the electron injection layer may have a single layer structure or a multilayer structure.
有機発光層１４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く、また、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又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・寿命の観点からは、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。
The organic
有機発光材料としては、有機発光層用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、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。また、上記発光材料は、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で、発光効率の高い燐光材料を用いる事が好ましい。
ここで、具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。
As the organic light emitting material, a known light emitting material for an organic light emitting layer 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 invention is not limited to these materials. The light-emitting material may be classified into a fluorescent material, a phosphorescent material, and the like, and it is preferable to use a phosphorescent material with high light emission efficiency from the viewpoint of reducing power consumption.
Here, specific compounds are exemplified below, but the present invention is not limited to these materials.
発光層に任意に含まれる発光性のドーパントとしては、有機発光層用の公知のドーパント材料を用いることができる。このようなドーパント材料としては、例えば、紫外発光材料としては、ｐ−クォーターフェニル、３，５，３,５テトラ-ｔ-ブチルセクシフェニル、３，５，３,５テトラ-ｔ-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。青色発光材料として、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。 As a luminescent dopant arbitrarily contained in the light emitting layer, a known dopant material for an organic light emitting layer can be used. Examples of such dopant materials include, for example, p-quaterphenyl, 3,5,3,5 tetra-t-butylsecphenyl, 3,5,3,5 tetra-t-butyl-p. -Fluorescent materials such as quinckphenyl. Fluorescent light-emitting materials such as styryl derivatives, bis [(4,6-difluorophenyl) -pyridinato-N, C2 ′] picolinate iridium (III) (FIrpic), bis (4 ′, 6′-difluorophenyl) And phosphorescent organometallic complexes such as polydinato) tetrakis (1-pyrazoyl) borate iridium (III) (FIr 6 ).
また、ドーパントを用いる時のホスト材料としては、有機ＥＬ用の公知のホスト材料を用いることができる。このようなホスト材料としては、上述した低分子発光材料、高分子発光材料、４，４‘−ビス（カルバゾール）ビフェニル、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）、（ＰＣＦ）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）等のフルオレン誘導体等が挙げられる。 Moreover, as a host material when using a dopant, a well-known host material for organic EL can be used. As such a host material, the above-described low molecular light emitting material, polymer light emitting material, 4,4′-bis (carbazole) biphenyl, 9,9-di (4-dicarbazole-benzyl) fluorene (CPF), 3 , 6-bis (triphenylsilyl) carbazole (mCP), carbazole derivatives such as (PCF), aniline derivatives such as 4- (diphenylphosphoyl) -N, N-diphenylaniline (HM-A1), 1,3- And fluorene derivatives such as bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (mDPFB) and 1,4-bis (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) benzene (pDPFB).
電荷注入輸送層は、電荷（正孔、電子）の電極からの注入と発光層への輸送（注入）をより効率よく行う目的で、電荷注入層（正孔注入層、電子注入層）と電荷輸送層（正孔輸送層、電子輸送層）に分類され、以下に例示する電荷注入輸送材料のみから構成されていてもよく、任意に添加剤（ドナー、アクセプター等）等を含んでいてもよく、これらの材料が高分子材料（結着用樹脂）又は無機材料中に分散された構成であってもよい。 The charge injection / transport layer is used to more efficiently inject charges (holes, electrons) from the electrode and transport (injection) to the light emitting layer, and the charge injection layer (hole injection layer, electron injection layer). It is classified as a transport layer (hole transport layer, electron transport layer), and may be composed only of the charge injection transport material exemplified below, and may optionally contain additives (donor, acceptor, etc.) These materials may be dispersed in a polymer material (binding resin) or an inorganic material.
電荷注入輸送材料としては、有機発光層用の公知の電荷輸送材料を用いることができる。このような電荷注入輸送材料は、正孔注入輸送材料及び電子注入輸送材料に分類され、これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。 As the charge injecting and transporting material, a known charge transporting material for the organic light emitting layer can be used. Such charge injecting and transporting materials are classified into hole injecting and transporting materials and electron injecting and transporting materials. Specific examples of these compounds are given below, but the present invention is not limited to these materials.
正孔注入・正孔輸送材料としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物、無機ｐ型半導体材料、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）、ポリアニリン−樟脳スルホン酸（ＰＡＮＩ−ＣＳＡ）、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（ＰＥＤＯＴ／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）、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）（ＰＮＶ）等の高分子材料等が挙げられる。 Examples of the hole injection / hole transport material include oxides such as vanadium oxide (V 2 O 5 ) and molybdenum oxide (MoO 2 ), inorganic p-type semiconductor materials, porphyrin compounds, N, N′-bis (3 -Methylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) -benzidine (TPD), N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl-benzidine (NPD), etc. Low molecular weight materials such as tertiary amine compounds, hydrazone compounds, quinacridone compounds, styrylamine compounds, polyaniline (PANI), polyaniline-camphor sulfonic acid (PANI-CSA), 3,4-polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonate ( PEDOT / PSS), poly (triphenylamine) derivative (Poly-TPD), polyvinylcarbazole (PVC) z), polymer materials such as poly (p-phenylene vinylene) (PPV), poly (p-naphthalene vinylene) (PNV), and the like.
また、アノードからの正孔の注入・輸送をより効率よく行う点で、正孔注入層として用いる材料としては、正孔輸送層に使用する正孔注入輸送材料より最高被占分子軌道（ＨＯＭＯ）のエネルギー準位が低い材料を用いることが好ましく、正孔輸送層としては、正孔注入層に使用する正孔注入輸送材料より正孔の移動度が、高い材料を用いることが好ましい。 In addition, in terms of more efficient injection and transport of holes from the anode, the material used for the hole injection layer is the highest occupied molecular orbital (HOMO) than the hole injection transport material used for the hole transport layer. It is preferable to use a material having a low energy level, and as the hole transport layer, it is preferable to use a material having higher hole mobility than the hole injection transport material used for the hole injection layer.
また、より正孔の注入・輸送性を向上させるため、前記正孔注入・輸送材料にアクセプターをドープする事が好ましい。アクセプターとしては、有機発光層用の公知のアクセプター材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。 In order to further improve the hole injection / transport property, it is preferable to dope the hole injection / transport material with an acceptor. As an acceptor, the well-known acceptor material for organic light emitting layers can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this invention is not limited to these materials.
アクセプター材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｗ，Ｉｒ、ＰＯＣｌ3 、ＡｓＦ6 、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の無機材料、ＴＣＮＱ（７，７，８，８，−テトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＱＦ4 （テトラフルオロテトラシアノキノジメタン）、ＴＣＮＥ（テトラシアノエチレン）、ＨＣＮＢ（ヘキサシアノブタジエン）、ＤＤＱ（ジシクロジシアノベンゾキノン）等のシアノ基を有する化合物、ＴＮＦ（トリニトロフルオレノン）、ＤＮＦ（ジニトロフルオレノン）等のニトロ基を有する化合物、フルオラニル、クロラニル、ブロマニル等の有機材料が挙げられる。この内、ＴＣＮＱ、ＴＣＮＱＦ4 、ＴＣＮＥ、ＨＣＮＢ、ＤＤＱ等のシアノ基を有する化合物がよりキャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。 Acceptor materials include Au, Pt, W, Ir, POCl 3 , AsF 6 , Cl, Br, I, vanadium oxide (V 2 O 5 ), molybdenum oxide (MoO 2 ), and other inorganic materials, TCNQ (7, 7 , 8,8, -tetracyanoquinodimethane), TCNQF 4 (tetrafluorotetracyanoquinodimethane), TCNE (tetracyanoethylene), HCNB (hexacyanobutadiene), DDQ (dicyclodicyanobenzoquinone), etc. And compounds having a nitro group such as TNF (trinitrofluorenone) and DNF (dinitrofluorenone), and organic materials such as fluoranyl, chloranil and bromanyl. Among these, compounds having a cyano group such as TCNQ, TCNQF 4 , TCNE, HCNB, DDQ and the like are more preferable because they can increase the carrier concentration more effectively.
電子注入・電子輸送材料としては、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、ベンゾジフラ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。特に、電子注入材料としては、特にフッ化リチウム（ＬｉＦ）、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。 Examples of electron injection / electron transport materials include inorganic materials that are n-type semiconductors, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, thiopyrazine dioxide derivatives, benzoquinone derivatives, naphthoquinone derivatives, anthraquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, fluorenone derivatives, benzodifuran derivatives. And low molecular weight materials such as poly (oxadiazole) (Poly-OXZ) and polystyrene derivatives (PSS). In particular, examples of the electron injection material include fluorides such as lithium fluoride (LiF) and barium fluoride (BaF 2 ), and oxides such as lithium oxide (Li 2 O).
電子のカソードからの注入・輸送をより効率よく行う点で、電子注入層として用いる材料としては、電子輸送層に使用する電子注入輸送材料より最低空分子軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー準位が高い材料を用いることが好ましく、電子輸送層として用いる材料としては、電子注入層に使用する電子注入輸送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。 The material used for the electron injection layer is a material having an energy level of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) higher than that of the electron injection / transport material used for the electron transport layer, in order to more efficiently inject and transport electrons from the cathode. It is preferable to use a material having a higher electron mobility than the electron injecting and transporting material used for the electron injecting layer.
また、より電子の注入・輸送性を向上させるため、前記電子注入・輸送材料にドナーをドープする事が好ましい。ドナーとしては、有機発光層用の公知のドナー材料を用いることができる。これらの具体的な化合物を以下に例示するが、本発明はこれらの材料に限定されるものではない。 In order to further improve the electron injection / transport property, it is preferable to dope the electron injection / transport material with a donor. As the donor, a known donor material for an organic light emitting layer can be used. Although these specific compounds are illustrated below, this invention is not limited to these materials.
ドナー材料としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｎ等の無機材料、アニリン類、フェニレンジアミン類、ベンジジン類（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジン、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、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン等）、トリフェニルアミン類（トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン、４，４’４''−トリス（Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン等）、トリフェニルジアミン類（Ｎ，Ｎ’−ジ−（４−メチル−フェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，４−フェニレンジアミン）等の芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、フェナントレン、ピレン、ペリレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン等の縮合多環化合物（ただし、縮合多環化合物は置換基を有してもよい）、ＴＴＦ（テトラチアフルバレン）類、ジベンゾフラン、フェノチアジン、カルバゾール等の有機材料がある。この内特に、芳香族３級アミンを骨格にもつ化合物、縮合多環化合物、アルカリ金属がよりキャリア濃度を効果的に増加させることが可能であるためより好ましい。 Donor materials include inorganic materials such as alkali metals, alkaline earth metals, rare earth elements, Al, Ag, Cu, and In, anilines, phenylenediamines, benzidines (N, N, N ′, N′-tetraphenyl) Benzidine, N, N′-bis- (3-methylphenyl) -N, N′-bis- (phenyl) -benzidine, N, N′-di (naphthalen-1-yl) -N, N′-diphenyl- Benzidine, etc.), triphenylamines (triphenylamine, 4,4′4 ″ -tris (N, N-diphenyl-amino) -triphenylamine, 4,4′4 ″ -tris (N-3- Methylphenyl-N-phenyl-amino) -triphenylamine, 4,4′4 ″ -tris (N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino) -triphenylamine, etc.), triphenyldiamine Compounds having aromatic tertiary amine skeleton such as (N, N′-di- (4-methyl-phenyl) -N, N′-diphenyl-1,4-phenylenediamine), phenanthrene, pyrene, perylene, anthracene And condensed polycyclic compounds such as tetracene and pentacene (however, the condensed polycyclic compound may have a substituent), TTF (tetrathiafulvalene) s, dibenzofuran, phenothiazine, carbazole, and other organic materials. Among these, a compound having an aromatic tertiary amine as a skeleton, a condensed polycyclic compound, and an alkali metal are more preferable because the carrier concentration can be increased more effectively.
発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層及び電子注入層等の有機発光層は、上記の材料を溶剤に溶解、分散させた有機発光層形成用の塗液を用いて、スピンコーティング法、ディッピング法、ドクターブレード法、吐出コート法、スプレーコート法等の塗布法、インクジェット法、凸版印刷法、凹版印刷法、スクリーン印刷法、マイクログラビアコート法等の印刷法等による公知のウエットプロセス、上記の材料を抵抗加熱蒸着法、電子線（ＥＢ）蒸着法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法、スパッタリング法、有機気相蒸着（ＯＶＰＤ）法等の公知のドライプロセス、又は、レーザー転写法等により形成することができる。なお、ウエットプロセスにより有機発光層を形成する場合には、有機発光層形成用の塗液は、レベリング剤、粘度調整剤等の塗液の物性を調整するための添加剤を含んでいてもよい。 Organic light-emitting layers such as a light-emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, a hole injection layer, and an electron injection layer are prepared using a coating liquid for forming an organic light-emitting layer in which the above materials are dissolved and dispersed in a solvent Known coating methods such as spin coating method, dipping method, doctor blade method, discharge coating method, spray coating method, ink jet method, letterpress printing method, intaglio printing method, screen printing method, printing method such as microgravure coating method, etc. Wet process, known dry processes such as resistance heating vapor deposition, electron beam (EB) vapor deposition, molecular beam epitaxy (MBE), sputtering, organic vapor deposition (OVPD), etc., or laser transfer It can be formed by a method or the like. When forming the organic light emitting layer by a wet process, the coating liquid for forming the organic light emitting layer may contain additives for adjusting the physical properties of the coating liquid, such as a leveling agent and a viscosity modifier. .
上記の有機発光層１４を構成する各層の膜厚は、通常１〜１０００ｎｍ程度であるが、１０〜２００ｎｍが好ましい。膜厚が１０ｎｍ未満であると、本来必要とされる物性（電荷の注入特性、輸送特性、閉じ込め特性）が得なれない。また、ゴミ等の異物による画素欠陥が生じるおそれがある。また、膜厚が２００ｎｍを超えると有機発光層の抵抗成分により駆動電圧の上昇が生じ、消費電力の上昇に繋がる懸念がある。
The thickness of each layer constituting the organic
バンク１７は、少なくとも光反射性を有する材料から構成される。光反射性に加えて光拡散性を有する材料を用いることも好ましい。光拡散性を有する材料としては、色調が白色の材料を用いることが好ましい。
The
単に光反射性のみの場合には、バンク１７の側面の基板１１に対する角度やバンク１７の形状によって、取り出される光のプロファイルが大きく変わるため、所望の光プロファイルを得るためには、バンク１７の側面の基板に対する角度やバンク１７の形状を適切なものに制御する必要も出てくる。
In the case of only light reflectivity, the profile of the light to be extracted varies greatly depending on the angle of the side surface of the
これに対し、バンク１７が光反射性に加えて、白色性、光散乱性を有していると、バンク１７で反射する光の方向が広がるため、取り出される光のプロファイルは、バンク１７の側面の基板１１に対する角度や、バンク１７の形状にそれほど依存せず、自然な発光プロファイルが得られやすい。
On the other hand, if the
一例として、バンク１７を、例えば、特開２００７−３２２５４６号公報、特開２００８−２１１０３６号公報、特開２０１１−６６２６７号公報など開示されている高反射率の白色ソルダーレジストを利用して形成することができる。あるいは、ポリイミド系やアクリル系などの感光性樹脂にＴｉＯ２などの粒子を分散させて、バンク１７に光反射性、光散乱性、白色性などの機能を付与することも有効な手法である。
As an example, the
バンク１７は、光透過性の基板１１の一面１１ａ上に、所定のパターンで形成される。バンク１７を所定の形状にパターン化するためには、光感光性樹脂に酸化チタン粒子などを添加したものをフォトリソグラフィーを用いてパターン化する方法、樹脂に酸化チタン粒子などを添加したものを全面形成し、その上にフォトレジストをパターン形成して、酸化チタン粒子を添加した樹脂層を所定のパターンにエッチングする方法など、半導体製造工程や液晶パネル製造工程などで用いられる公知の製造工程を適用することができる。
The
バンク１７の膜厚は、例えば１μｍ〜５μｍが概ね適切な範囲ではあるが、目的に合わせて適宜膜厚を選定してもよい。例えば、１００ｎｍ〜数１０μｍの高さのバンクも使用可能であり、いずれの場合であっても本発明の効果を得ることができる。
The film thickness of the
バンク１７によって有機発光層１４から発した光や色変換膜から発した光を反射する前に、全反射を繰り返してそのたびごとに光がロスするのは好ましくないので、互いに隣接するバンク１７どうしの間隔（開口径）はあまり大きくないほうがよい。隣接するバンク１７どうしの間隔は、５０ｍｍ，２０ｍｍ，１０ｍｍ，５ｍｍ，１ｍｍ，５００μｍ，１００μｍ，５０μｍ，２０μｍなどである。
Before the light emitted from the organic
バンク１７に光散乱性を持たせる場合には、バンク１７を構成する樹脂中に微細な光反射性粒子を分散させることが好ましい。光反射性粒子は、粒径が２００ｎｍ〜５μｍであることが好ましい。これによって、バンク１７は光反射性を持つとともに、光の反射方向をランダムにする光散乱性も持つことができる。
When providing the
バンク１７は、また、第一電極（下部電極）１２のエッジ部分でのリークを防ぐ役割も果たす。即ち、第一電極１２に有機発光層１４を形成した場合、第一電極１２の端面で有機発光層１４の膜厚が薄くなる。このため第一電極１２と第二電極１３との間でショートが起こりやすくなる。バンク１７をこうした領域に配置することによって、ショートを防止することができる。この場合、バンク１７は、一般的にエッジカバー、ないし絶縁層などと称される構成物となる。
The
以上のような構成の発光デバイスの作用について説明する。
図１に示すように、発光デバイス１０の第一電極（下部電極）１２と第二電極（上部電極）１３との間に、所定の電圧値の電圧が印加されると、有機発光層１４中に注入された電子と正孔との再結合によって生じた励起子（エキシトン）によって、有機発光層１４が発光する。
The operation of the light emitting device having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 1, when a voltage having a predetermined voltage value is applied between the first electrode (lower electrode) 12 and the second electrode (upper electrode) 13 of the
有機発光層１４で発光した光（励起光）のうち、透明な第一電極（下部電極）１２に向かう方向に出射された光は、第一電極１２を透過して波長変換層１５に入射する。
また、有機発光層１４で発光した光（励起光）のうち、光不透過性の第二電極（上部電極）１３に向かう方向に出射された光は、第二電極１３の表面で反射され、再び有機発光層１４を透過し、第一電極１２を透過して波長変換層１５に入射する。
Of the light (excitation light) emitted from the organic
Of the light (excitation light) emitted from the organic
一方、有機発光層１４で発光した光（励起光）のうち、面広がり方向（積層方向に直角な方向）に向けて出射された光は、バンク１７に入射する。バンク１７に入射した光は、バンク１７が光反射性を有する材料から構成されているため、入射した光を反射、および好ましくは拡散させる。そして、バンク１７で反射された光も、第一電極１２を透過して波長変換層１５に入射する。
On the other hand, of the light (excitation light) emitted from the organic
次に、波長変換層１５に光が入射した後のことを述べる。
波長変換層１５が、特段の光散乱性機能がないカラーフィルタの場合、波長変換層１５に入射した光は、波長スペクトルが変化し、進行方向については基本的には屈折率差に基づく進行方向変化が生じるのみであり、光は基板１１を通して外部に出射される。
Next, what happens after light is incident on the
When the
一方、波長変換層１５が蛍光体または、光散乱機能を有するカラーフィルタの場合、波長変換層１５からの光はさまざまな方向に進む。このうち、基板１１側に進む光は、基板１１を介して外部に出射される。
基板１１と反対方向に進む光は、光不透過性の第二電極（上部電極）１３の表面で反射され、再び波長変換層１５、および基板１１を透過して外部に出射される。また、面広がり方向（積層方向に直角な方向）に向けて出射された光の一部はバンク１７に入射する。バンク１７に入射した光は、バンク１７が光反射性を有する材料から構成されているため、入射した光を反射、および好ましくは拡散させる。そして、バンク１７で反射された光も、波長変換層１５、および基板１１を透過して外部に出射される。
On the other hand, when the
The light traveling in the opposite direction to the
このように、本実施形態の発光デバイス１０によれば、バンク１７に光反射性があるため、バンク１７に向かって出射された光が、バンク１７で吸収されてしまったり、バンク１７内を導波して損失することがない。そして、バンク１７に向かって出射された光をバンク１７で反射させて基板１１から外部に出射させることによって、光取出し効率を格段に向上させることが可能になる。
Thus, according to the
即ち、従来の発光デバイスは、有機発光層の屈折率や散乱性、あるいは形状の制御によって光取出し効率を上げるという発想に対して、本発明においては、有機発光層１４において発光した光を、バンク１７で囲われた領域内に閉じ込め、バンク１７の方向に伝播させないことにある。こうした構成によって、光の出射を光を取り出したい方向にだけ限定でき、光をロスすることなく効率よく取り出せる。これによって、従来知られている発光デバイスと比較して、光取出し効率を格段に向上させることができる。
That is, in the conventional light emitting device, in contrast to the idea of increasing the light extraction efficiency by controlling the refractive index, scattering property, or shape of the organic light emitting layer, in the present invention, This is to confine in the area surrounded by 17 and not propagate in the direction of the
なお、バンク１７は、光反射性は必須であるが、更に加えて正反射ではなく、乱反射性、散乱性を有する材料から構成することがより好ましい。正反射よりも、乱反射、散乱の方が、バンク１７に入射した光がランダムな方向に反射されるため、光の取り出し効率をより一層高められる。
In addition, although the light reflectivity is indispensable for the
また、バンク１７を配置する位置は、理想的には、所定の形状にパターン化された第一電極（下部電極）１２の周辺すべてをバンク１７で覆うことが好ましい。しかし、その一部のみをバンク１７覆っても、光取出し効率の向上効果は得られる。ただし、第一電極（下部電極）１２の周辺長さに対して、例えば、１％程度の長さに対してのみ光反射性のバンク１７を配置しただけでは、残り９９％の長さの部分からは光が面広がり方向に導波して損失することになり、光取出し効率の向上効果は限定的である。
Further, ideally, the
有機発光層１４で発光した光が面広がり方向に導波して逃げてゆくか、あるいは光反射性のバンク１７によって反射されて、基板１１側から取り出されるかは、第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１７が配置されている長さの割合が相関している。例えば、光反射性のバンクを用いない場合の光取出し効率が２５％と仮定すると、損失分は７５％となる。第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１７が配置されている長さの割合が１０％であれば、概算で約７．５％の光が取り出される可能性があり、トータルの光取出し効率は３２．５％となり、光反射性のバンク１７を形成しない場合の取り出し効率２５％に対して、約３０％の効率向上となる。
Whether the light emitted from the organic light-emitting
しかし、第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１７が配置されている長さの割合が１％であれば、最大でも０．７５％しか光取出しは向上せず、トータルの光取出し効率は２５．７５％にしかならない。これは、光反射性のバンク１７を設けない場合の光取出し効率２５％に対して、僅か３％の改善でしかなく、得られる効果はあまりに小さい。
However, if the ratio of the length in which the
この様な観点から、第一電極（下部電極）１２の周辺長さに対して、バンク１７が配置されている長さの割合は、理想的には１００％であるが、概ね５％以上あれば、相応の光取り出し効率の向上効果は得られることになる。
From such a viewpoint, the ratio of the length in which the
第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１７が配置されている長さの割合が５％の場合、光反射性のバンク１７によって取り出される光は最大３．７５％（７５％×５％）であり、トータル２７．７５％となる。これは光反射性のバンク１７を設けない場合の光取出し効率２５％に対して、１５％の向上であり、意味のある改善といえる。
ただし、実質的には、他の構成部での光損失や、基板１１内での導波によるロスなどがあるため、好ましくは、第一電極１２の周辺長さに対して、光反射性のバンク１７が配置されている長さの割合が５０％以上が好ましく、特に１００％にすることが好ましい。
When the ratio of the length in which the
However, since there is substantially a light loss in other constituent parts and a loss due to wave guide in the
第一電極１２の周辺長さに対して、バンク１７が配置されている長さの割合をどれくらいにするかは、例えば、バンク１７をパターン化する際の形状で決めることができる。一般的なケースで考えれば、第一電極１２の周辺をすべてバンク１７で覆うことはなんら困難ではなく、第二電極１３と第一電極１２との間のリークの抑制、およびウェットプロセスで形成する場合の隣接画素への流れ込み防止という観点も考えると、第一電極（下部電極）１２の周辺をすべて光反射性バンク１７で覆うことが好ましい。
The ratio of the length in which the
また、発光デバイス１０は、信頼性確保のため、適切な方法で周囲を封止するのが好ましい。封止の方法は、公知の方法などを用いることができる。例えば、缶封止と乾燥剤を用いる方法、キャップガラスと乾燥剤を用いる方法、ガラスフリット封止、透湿性を抑えた膜とガラスとで張り合わせる方法などが挙げられる。
Moreover, it is preferable to seal the periphery of the
（発光デバイス：第二実施形態）
図２は第二実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス２０は、光透過性の基板２１と、この基板２１の一面２１ａに順に積層された波長変換層２５、光透過性の第一電極（下部電極）２２、第二電極（上部電極）２３と、この第一電極２２および第二電極２３の間に形成された有機発光層２４と、少なくとも、有機発光層２４の側面に配置されるバンク２７とを備え、該バンク２７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light Emitting Device: Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a light emitting device according to the second embodiment.
The
そして、この実施形態においては、有機発光層２４を、例えば画素毎に区切って形成している。即ち、第一実施形態においては、有機発光層１４はバンク１７を乗り越えて一連の層として形成されていたが（図１参照）、第二実施形態においては、有機発光層２４はバンク２７の上部（第二電極側）で区切られて複数に分割されている。これによって、有機発光層２４を伝播して面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に向上させることができる。
In this embodiment, the organic
（発光デバイス：第三実施形態）
図３は第三実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
発光デバイス３０は、光透過性の基板（第一の基板）３１と、この基板３１の一面３１ａに順に積層された波長変換層３５、層間膜３８、光透過性の第二の基板３９、第一電極（下部電極）３２、有機発光層３４、第二電極（上部電極）３３と、少なくとも、波長変換層３５及び有機発光層３４の双方の側面に配置されるバンク３７を備え、該バンク３７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light emitting device: third embodiment)
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to the third embodiment.
The light emitting device 30 includes a light transmissive substrate (first substrate) 31, a
この第三実施形態では、層間膜３８、光透過性の第二の基板３９を用いているが、これら層間膜３８、第二の基板３９のいずれかあるいは両方を省略することもできる。
また、この第三実施形態では、有機発光層３４がバンク３７を乗り越えて一連の層として形成されているが、有機発光層３４を、画素毎に区切って形成してもよい。
第三実施形態においては、有機発光層３４と波長変換層３５の双方の側面に光反射性のバンク３７を配置しているため、光取出し効率の観点からは第一実施形態、第二実施形態より好ましい。
In the third embodiment, the
In the third embodiment, the organic
In the third embodiment, since the light-
第三実施形態の作製プロセスとしては、例えば、基板３１上に順次、膜や構造物を積み上げていっても良いが、基板３１上にバンク３７と波長変換層３５とを形成し、一方、第二の基板３９上に、第一電極（下部電極）３２、有機発光層３４、第二電極（上部電極）３３を形成し、基板（第一の基板）３１と第二の基板３９とを貼り合せる方法で作製することもできる。
As a manufacturing process of the third embodiment, for example, a film or a structure may be sequentially stacked on the
（発光デバイス：第四実施形態）
図４は第四実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
第四実施形態における発光デバイス４０は、光透過性の基板（第一の基板）４１と、この基板４１の一面４１ａに順に積層された波長変換層４５、層間膜４８、光透過性の第二の基板４９、第一電極（下部電極）４２、有機発光層４４、第二電極（上部電極）４３と、少なくとも、波長変換層４５及び有機発光層４４の双方の側面に配置されるバンク４７を備え、該バンク４７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light-emitting device: Fourth embodiment)
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to the fourth embodiment.
The
第四実施形態においては、波長変換層４５を、例えば画素毎に区切って形成している。即ち、第三実施形態においては、波長変換層３５はバンク３７を乗り越えて一連の層として形成されていたが（図３参照）、第四実施形態においては、波長変換層４５はバンク４７の上部（第二電極側）で区切られて複数に分割されている。これによって、波長変換層４５を伝播して面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に向上させることができる。
In the fourth embodiment, the
第四実施形態では、層間膜４８、光透過性の第二の基板４９を用いる形態で説明しているが、これら層間膜４８、光透過性の第二の基板４９いずれかあるいは両方を省略することもできる。
また、第四実施形態では、有機発光層４４がバンク４７を乗り越えて一連の層として形成されているが、有機発光層４４を、区画毎に区切って形成してもよい。
第四実施形態においては、有機発光層４４と波長変換層４５の双方の側面に光反射性のバンク４７を配置しているため、光取出し効率の観点からは第一実施形態、第二実施形態より好ましい。
In the fourth embodiment, the
Further, in the fourth embodiment, the organic
In the fourth embodiment, since the light-
また、第四実施形態の作製プロセスであるが、基板４１上に順次、膜や構造物を積み上げていっても良いが、基板４１上にバンク４７と波長変換層４５とを形成し、一方、第二の基板４９上に、第一電極（下部電極）４２、有機発光層４４、第二電極（上部電極）４３を形成し、これら基板（第一の基板）４１と第二の基板４９とを貼り合せる方法で作製することもできる。
Further, in the manufacturing process of the fourth embodiment, a film or a structure may be sequentially stacked on the
なお、上述した第三実施形態や第四実施形態において、有機発光層３４，４４、波長変換層３５，４５の形成領域を所定の範囲内に限定して形成する方法としては、例えば、マスク蒸着法、インクジェット法、印刷などによるウェット法を用いた塗り分け、ＬＩＴＩ（Laser Induced Thermal imaging）、ＬＩＰＳ（laser Induced Pattern wise Sublimation）などのレーザーを用いる手法、フォトブリーチ法などの方法を適宜用いればよい。
In the third embodiment and the fourth embodiment described above, as a method for forming the organic
バンク３７，４７は、また、インクジェットなどウェットプロセスによって有機発光層３４，４４を形成する場合に、基板３１，４１のある画素領域に塗布された液体が、隣接する画素領域に流れることを防止する。こうした機能をより高めるために、バンク３７，４７に更に撥液性を付与する処理を施すことも好ましい。
The
（発光デバイス：第五実施形態）
図５は第五実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
第五実施形態に係る発光デバイス５０は、光透過性の基板５１と、この基板５１の一面５１ａに順に積層された波長変換層５５、第一電極（下部電極）５２、有機発光層５４、第二電極（上部電極）５３と、少なくとも、波長変換層５５及び有機発光層５４の双方の側面に配置されるバンク５７を備え、該バンク５７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light-emitting device: fifth embodiment)
FIG. 5 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to the fifth embodiment.
The
この第五実施形態では、波長変換層５５、第一電極５２、有機発光層５４がバンク５７を乗り越えて一連の層として形成された構成となっている。
なお、第五実施形態では、更に層間膜を波長変換層５５と第一電極５２の間に挿入しても良い。
In the fifth embodiment, the
In the fifth embodiment, an interlayer film may be further inserted between the
（発光デバイス：第六実施形態）
図６は第六実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
第六実施形態に係る発光デバイス６０は、光透過性の基板６１と、この基板６１の一面６１ａに順に積層された波長変換層６５、第一電極（下部電極）６２、有機発光層６４、第二電極（上部電極）６３と、少なくとも、波長変換層６５及び有機発光層６５の双方の側面に配置されるバンク６７を備え、該バンク６７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light-emitting device: Sixth embodiment)
FIG. 6 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to the sixth embodiment.
The light-emitting
このような第六実施形態では、更に層間膜を波長変換層６５と第一電極６２との間に挿入しても良い。
第六実施形態においては、波長変換層６５、第一電極６２、および有機発光層６４を、例えば画素毎に区切って形成している。即ち、第五実施形態においては、波長変換層５５、第一電極５２、有機発光層５４は、バンク５７を乗り越えて一連の層として形成されていたが（図５参照）、第六実施形態においては、波長変換層６５、第一電極６２、および有機発光層６４はバンク６７の上部（第二電極側）で区切られて複数に分割されている。これによって、波長変換層６５、第一電極６２、および有機発光層６４を伝播して面広がり方向に伝播していく光を遮断し、光取出し効率を更に向上させることができる。
In such a sixth embodiment, an interlayer film may be further inserted between the
In the sixth embodiment, the
また、第六実施形態では、波長変換層６５、第一電極６２、および有機発光層６４がバンク６７によって区切られているが、この三者のうち、二者あるいは一者だけをバンク６７を乗り越えて一連の層として形成することも可能である。
In the sixth embodiment, the
（発光デバイス：第七実施形態）
図７は第七実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
第七実施形態に係る発光デバイス７０は、光透過性の基板７１と、この基板７１の一面７１ａに順に積層された波長変換層７５、第一電極（下部電極）７２、有機発光層７４、第二電極（上部電極）７３と、少なくとも、波長変換層７５及び有機発光層７４の双方の側面に配置されるバンク７７とを備え、該バンク７７は光反射性を有する材料から構成されている。
(Light Emitting Device: Seventh Embodiment)
FIG. 7 is a schematic sectional view showing a light emitting device according to the seventh embodiment.
The light-emitting
第七実施形態では、更に層間膜を波長変換層７５と第一電極７２との間に挿入しても良い。
第七実施形態においては、波長変換層７５、第一電極（下部電極）７２、有機発光層７４、第二電極７３は全面に渡って形成するが、バンク７７によって各区域あるいは各画素ごとに区切られる方式である。これを実現するための手法はいろいろあるが、現実的な方法としては、光反射性のバンク７７を図７に示すように逆テーパー形状に形成する方法である。バンク７７を逆テーパー形状に形成することにより、波長変換層７５、第一電極（下部電極）７２、有機発光層７４、および第二電極７３は自然に段切れが生じ、波長変換層７５、有機発光層７４から出た光は基板７１側に向かうことになり、光取出し効率の点で好ましい。
In the seventh embodiment, an interlayer film may be further inserted between the
In the seventh embodiment, the
（発光デバイス：第八実施形態）
図８Ａ〜図８Ｄは第八実施形態に係る発光デバイスを示す概略断面図である。
この実施形態の発光デバイス８０ａ〜８０ｄは、波長変換層８５、第一電極（下部電極）８２、有機発光層８４、第二電極（上部電極）８３、および有機発光層８４の側面に配置されるバンク８７とを備え、該バンク８７は光反射性を有する材料から構成されている。そして、基板８１と波長変換層８５あるいは、基板８１と第一電極（下部電極）８２との間に、基板８１よりも屈折率の低い低屈折率層８６を形成している。この低屈折率層８６の屈折率は基板８１の屈折率より低いことが好ましく、理想的には、屈折率１．０がもっとも好ましい。
(Light Emitting Device: Eighth Embodiment)
8A to 8D are schematic cross-sectional views showing the light emitting device according to the eighth embodiment.
The
以下、低屈折率層の形成例を図８Ａ〜図８Ｄに示すが、本実施形態はこれに限られるものではない。
図８Ａは、図１に示した発光デバイスに対して、更に基板８１と波長変換層８５との間に、基板８１よりも屈折率の低い低屈折率層８６を形成した発光デバイス８０ａを示している。
図８Ｂは、図３に示した発光デバイスに対して、更に基板８１と波長変換層８５との間に、基板８１よりも屈折率の低い低屈折率層８６を形成した発光デバイス８０ｂを示している。
図８Ｃは、図４に示した発光デバイスに対して、更に基板（第一の基板）８１と波長変換層８５との間、及び第二の基板８９と第一電極８２の間に、基板８１や第二の基板８９よりも屈折率の低い低屈折率層８６をそれぞれ形成した発光デバイス８０ｃを示している。
図８Ｄは、図７に示した発光デバイスに対して、更に基板８１と波長変換層８５との間に、基板８１よりも屈折率の低い低屈折率層８６を形成した発光デバイス８０ｄを示している。
Hereinafter, although the example of formation of a low refractive index layer is shown to FIG. 8A-FIG. 8D, this embodiment is not restricted to this.
FIG. 8A shows a
FIG. 8B shows a
FIG. 8C shows a
FIG. 8D shows a
なお、これら図８Ａ〜図８Ｄにそれぞれ示す発光デバイス８０ａ〜８０ｄにおいても、光反射性のバンク８７を設けずに、低屈折率層８６を形成しただけでは、波長変換層８５と低屈折率層８６との界面、あるいは第一電極８２と低屈折率層８６との界面で跳ね返った光が正反射を繰り返して面広がり方向に逃げてゆくことになり、光取出し効率はそれほど向上しない。ゆえに、光反射性のバンク８７と低屈折率層８６とを組み合わせて用いることにより、光取出し効率の大幅な向上効果を得ることができる。
In the
（バンクの形状例）
図９は、上述した各実施形態に適用可能な光反射性を有する材料から構成されるバンクの形状例を示した断面図である。なお、図９においては、波長変換層、第一電極など、発光デバイスの層構成については図示を省略している。
図９（ａ）では、バンク９１は、基板９０から上部に向かって幅が狭まった断面台形となるように形成されている。
図９（ｂ）では、バンク９２は、基板９０から上部に向かって幅が広がった断面台形となるように形成されている。
図９（ｃ）では、バンク９３は、断面が半円形ないし半楕円形となるように形成されている。
図９（ｄ）では、バンク９４は、断面が半円形で、かつ頂部が平坦面となるように形成されている。
図９（ｅ）では、バンク９５は、基板９０から上部に向かって角を形成する断面三角形となるように形成されている。
(Example of bank shape)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing an example of the shape of a bank made of a light-reflective material applicable to the above-described embodiments. In FIG. 9, illustration of the layer configuration of the light emitting device such as the wavelength conversion layer and the first electrode is omitted.
In FIG. 9A, the
In FIG. 9B, the
In FIG. 9C, the
In FIG. 9D, the
In FIG. 9E, the
これら図９（ａ）〜（ｅ）にそれぞれ示すバンクのうち、特に図９（ａ）、図９（ｃ）、図９（ｄ）、図９(ｅ)のように、光の出射側、即ち基板９０寄りが広がっている形状が、光がより出射されやすいという効果がある。こうした効果は、発光プロファイルにも影響を与えるので、表示装置に適用した場合の広視野角化に寄与する。この広視野角という視点では、図９(ｅ)に示す断面三角形のバンク９５の形状がもっとも好ましい。一方、バンクに重ねて成膜する層がエッジ部分で切れてしまうことを抑制するためには、図９（ｃ）、図９（ｄ）のようにバンク９３，９４のように丸みを帯びた形状が好ましい。
Among the banks shown in FIGS. 9A to 9E, in particular, as shown in FIGS. 9A, 9C, 9D, and 9E, the light emitting side, That is, the shape in which the
一方、パッシブ駆動有機ＥＬ表示装置でよく用いられる手法であるが、図９（ｂ）に示すような逆テーパー形状のバンク９２を形成し、これによって、第二電極（上部電極）を全面に渡って形成したときに、バンク９２のエッジ部分（角部）で段切れを生じさせ、第二電極（上部電極）をストライプ状に形成することも可能である。更に、図９（ｂ）のバンク９２の構造は、プライベート使用を主たる目的とした有機ＥＬ表示装置において、視野角を狭くしてプライバシーフィルタの役割を果たすことにも有効である。
On the other hand, although it is a technique often used in a passive drive organic EL display device, a
（表示装置：第１実施形態）
図１０は、本実施形態に係る表示装置の第一実施形態を示す概略断面図である。
この実施形態では、発光デバイスをアクティブマトリクス駆動させた有機ＥＬ表示装置を示す。有機ＥＬ表示装置（表示装置）１００は、発光デバイスを構成する各層、即ち光透過性の基板１０１、低屈折率層１０６、波長変換層１０５、第一電極（下部電極）１０２、有機発光層１０４、第二電極（上部電極）１０３、および、少なくとも波長変換層１０５と有機発光層１０４の双方の側面に配置されるバンク１０７を備え、該バンク１０７は光反射性を有する材料から構成されている。なお、低屈折率層１０６は、必要に応じて省略されても良い。
(Display device: first embodiment)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the first embodiment of the display device according to the present embodiment.
In this embodiment, an organic EL display device in which a light emitting device is driven in an active matrix is shown. The organic EL display device (display device) 100 includes each layer constituting a light emitting device, that is, a
また、基板１０１と第一電極（下部電極）１０２との間には、アクティブマトリックス駆動素子１１０が形成される。基板１０１上には、アクティブマトリックス駆動素子１１０を構成するゲート電極１１１ａ、ゲート酸化膜１１２が形成される。ゲート酸化膜１１２上には、活性層１１１ｄ、ソース電極１１１ｂ、ドレイン電極１１１ｃが形成され、さらに、層間絶縁膜１１３が形成される。層関絶縁膜１１３にはコンタクトホール１１４が設けられており、ドレイン電極１１１ｃと第一電極１０２とが電気的に接合される。アクティブマトリックス駆動素子１１０は、これらゲート電極１１１ａ、ゲート酸化膜１１２、ソース電極１１１ｂ、ドレイン電極１１１ｃおよび活性層１１１ｄなどから構成されている。
Further, an active
発光デバイスの発光を制御するアクティブマトリックス駆動素子１１０は、スイッチング用及び駆動用として機能する。こうしたアクティブマトリックス駆動素子１１０は公知の材料、構造及び形成方法を用いて形成することができる。
活性層１１１ｄ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又は、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。
The active
Examples of the material of the
活性層１１１の形成方法としては、（１）プラズマ誘起化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）法により成膜したアモルファスシリコンに不純物をイオンドーピングする方法、（２）シラン（ＳｉＨ４）ガスを用いた減圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法、（３）Ｓｉ２Ｈ６ガスを用いたＬＰＣＶＤ法又はＳｉＨ４ガスを用いたＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピングを行う方法（低温プロセス）、（４）ＬＰＣＶＤ法又はＰＥＣＶＤ法によりポリシリコン層を形成し、１０００℃以上で熱酸化することによりゲート絶縁膜を形成し、その上に、ｎ＋ポリシリコンのゲート電極を形成し、その後、イオンドーピングを行う方法（高温プロセス）、（５）有機半導体材料をインクジェット法等により形成する方法、（６）有機半導体材料の単結晶膜を得る方法等が挙げられる。 As a method for forming the active layer 111, (1) a method of ion-doping impurities into amorphous silicon formed by a plasma induced chemical vapor deposition (PECVD) method, and (2) a reduced pressure chemistry using silane (SiH 4 ) gas. Amorphous silicon is formed by vapor phase epitaxy (LPCVD), and amorphous silicon is crystallized by solid phase epitaxy to obtain polysilicon, followed by ion doping by ion implantation, (3) Si 2 H 6 gas Amorphous silicon is formed by LPCVD method or PECVD method using SiH 4 gas, annealed by laser such as excimer laser, etc., and amorphous silicon is crystallized to obtain polysilicon, followed by ion doping (low temperature process) ), (4) LPCVD method or PECVD method Ri to form a polysilicon layer, a gate insulating film formed by thermal oxidation at 1000 ° C. or higher, thereon to form a gate electrode of the n + polysilicon, then, a method of performing ion doping (high temperature process) (5) A method of forming an organic semiconductor material by an inkjet method or the like, and (6) a method of obtaining a single crystal film of the organic semiconductor material.
ゲート絶縁膜１１２は、公知の材料を用いて形成することができる。例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ２又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、ＴＦＴの信号電極線、走査電極線、共通電極線、第１駆動電極及び第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。
The
層間絶縁膜１１３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、又は、Ｓｉ２Ｎ４）、酸化タンタル（ＴａＯ、又は、Ｔａ２Ｏ５）等の無機材料、又は、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。また、そ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。
The
なお、アクティブマトリックス駆動素子１１０を基板１０１上に形成した場合には、その表面に凸凹が形成され、この凸凹によって発光デバイスの欠陥（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）等が発生するおそれがある。これらの欠陥を防止するために、層間絶縁膜１１３上に更に平坦化膜を設けてもよい。
When the active
こうした平坦化膜は、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、本発明はこれらの材料及び形成方法に限定されるものではない。また、平坦化膜は、単層構造でも多層構造でもよい。 Such a planarization film 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 include dry processes such as CVD and vacuum deposition, and wet processes such as spin coating, but the present invention is not limited to these materials and forming methods. Further, the planarization film may have a single layer structure or a multilayer structure.
（表示装置：第２実施形態）
図１１は第２実施形態に係る表示装置を示す概略断面図である。
この実施形態では、発光デバイスをアクティブマトリクス駆動させた有機ＥＬ表示装置を示す。有機ＥＬ表示装置（表示装置）１２０は、光透過性の基板１２１、低屈折率層１２６、波長変換層１２５、第一電極（下部電極）１２２、有機発光層１２４、第二電極（上部電極）１２３と、少なくとも、波長変換層１２５及び有機発光層１２４の双方の側面に配置されるバンク１２７を備え、該バンク１２７は光反射性を有する材料から構成されている。なお、低屈折率層１２６は、必要に応じて省いても良い。
(Display device: second embodiment)
FIG. 11 is a schematic sectional view showing a display device according to the second embodiment.
In this embodiment, an organic EL display device in which a light emitting device is driven in an active matrix is shown. The organic EL display device (display device) 120 includes a light-transmitting
また、基板１２１と第一電極（下部電極）１２２との間には、アクティブマトリックス駆動素子１３０が形成される。基板１２１上に、ゲート電極１３１ａ、ゲート酸化膜１３２が形成される。ゲート酸化膜１３２上には、活性層１３１ｄ、ソース電極１３１ｂ、ドレイン電極１３１ｃが形成され、さらに、層間絶縁膜１３３が形成される。層関絶縁膜１３３にはコンタクトホール１３４が設けられており、ドレイン電極１３１ｃと第一電極１２２が電気的に接合される。アクティブマトリックス駆動素子１３０は、ゲート電極１３１ａ、ゲート酸化膜１３２、ソース電極１３１ｂ、ドレイン電極１３１ｃおよび活性層１３１ｄなどからなる。
In addition, an active
（発光デバイスの適用例）
発光デバイスの適用例としては、図１２（Ａ）に示す携帯電話機、図１２（Ｂ）に示す有機ＥＬテレビなどが挙げられる。
図１２（Ａ）に示す携帯電話機１０００は、本体１００１、表示部１００２、音声入力部１００３、音声出力部１００４、アンテナ１００５、操作スイッチ１００６等を備えており、表示部１００２に前記各実施形態の発光デバイスが用いられている。
図１２（Ｂ）に示すテレビ受信装置１１００は、本体キャビネット１１０１、表示部１１０２、スピーカー１１０３、スタンド１１０４等を備えており、表示部１１０２に前記各実施形態の発光デバイスが用いられている。
これら携帯電話機や有機ＥＬテレビにおいては、前記各実施形態の発光デバイスが用いられているため、輝度が高く表示品位に優れている。
(Application examples of light emitting devices)
As an application example of the light-emitting device, a mobile phone shown in FIG. 12A, an organic EL television shown in FIG.
A
A
In these cellular phones and organic EL televisions, since the light emitting device of each of the above embodiments is used, the luminance is high and the display quality is excellent.
また、発光デバイスの適用例として、例えば、図１３（Ａ）に示すシーリングライト（照明装置）に適用できる。図１３（Ａ）に示すシーリングライト１４００は、照明部１４０１、吊具１４０２、及び電源コード１４０３等を備えている。そして、照明部１４０１として前記各実施形態の発光デバイスが好適に適用できる。本発明の一実施形態に係る発光デバイスをシーリングライト１４００の照明部１４０１に適用することによって、少ない消費電力で明るく、かつ自在な色調の照明光を得ることができ、光演出性の高い照明器具を実現することができる。また、均一な照度で色純度の高い面発光が可能な照明器具を実現することができる。
As an application example of the light-emitting device, for example, the light-emitting device can be applied to a ceiling light (illumination device) illustrated in FIG. A
また、発光デバイスの適用例として、例えば、図１３（Ｂ）に示す照明スタンドに適用できる。図１３（Ｂ）に示す照明スタンド１５００は、照明部１５０１、スタンド１５０２、電源スイッチ１５０３、及び電源コード１５０４等を備えている。そして、照明部１５０１として前記各実施形態の発光デバイスが好適に適用できる。本発明の一実施形態に係る発光デバイスを照明スタンド１５００の照明部１５０１に適用することによって、少ない消費電力で明るく、かつ自在な色調の照明光を得ることができ、光演出性の高い照明器具を実現することができる。また、均一な照度で色純度の高い面発光が可能な照明器具を実現することができる。
As an application example of the light-emitting device, for example, the light-emitting device can be applied to a lighting stand illustrated in FIG. A
本発明は、発光素子に利用でき、より具体的には、表示装置、表示システム、照明装置、照明システムなどに利用できる。 The present invention can be used for a light emitting element, and more specifically, can be used for a display device, a display system, a lighting device, a lighting system, and the like.
１０…発光デバイス、１１…基板、１２…第一電極（下部電極）、１３…第二電極（上部電極）、１４…有機発光層、１７…バンク。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
少なくとも前記有機発光層の、積層方向に沿って広がる側面に接してバンクを形成し、
該バンクは光反射性を有する材料から構成されることを特徴とする発光デバイス。 A light-emitting device having a wavelength conversion layer, a light-transmissive first electrode, an organic light-emitting layer, and a second electrode laminated in order on one surface of a light-transmissive substrate,
Forming a bank in contact with at least the side surface of the organic light emitting layer extending along the stacking direction,
The bank is made of a material having light reflectivity.
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