JP2015153475A - Organic electroluminescent element and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子と称する場合がある)および表示装置に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence element (hereinafter sometimes referred to as an organic EL element) and a display device.
従来、発光デバイスを用いて画像を表示する電子看板(サイネージ)やディスプレイなどの表示装置が知られている。
有機EL素子は、ふたつの対向する電極の間に有機発光材料からなる有機発光層が形成され、有機発光層に電流を流すことで発光させるものである。有機EL素子を効率よく発光させるには有機発光層の膜厚が重要であり、例えば、100nm程度の薄膜にする必要がある。さらにカラー表示を行う有機EL素子の場合には、表示を行うための各画素が予め決められた配列バターンにしたがって、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の発光をするように、有機発光層を高精細にパターニングする必要がある。
このような有機EL素子の製造方法としては、基板上に一方の電極を形成した後、画素を構成する発光単位セルの領域を囲む隔壁を形成し、隔壁の内部に所定厚の有機発光材料をコーティングして有機発光層を形成する製造方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, display devices such as an electronic signboard (signage) and a display that display an image using a light emitting device are known.
In the organic EL element, an organic light emitting layer made of an organic light emitting material is formed between two opposing electrodes, and light is emitted by passing a current through the organic light emitting layer. The film thickness of the organic light emitting layer is important for efficiently emitting light from the organic EL element, and it is necessary to make the film thin, for example, about 100 nm. Further, in the case of an organic EL element that performs color display, each pixel for performing display emits red (R), green (G), and blue (B) according to a predetermined arrangement pattern. It is necessary to pattern the organic light emitting layer with high definition.
As a method for manufacturing such an organic EL element, after one electrode is formed on a substrate, a partition wall that surrounds a region of a light emitting unit cell that constitutes a pixel is formed, and an organic light-emitting material having a predetermined thickness is formed inside the partition wall. A manufacturing method for forming an organic light emitting layer by coating is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
有機EL素子では、有機発光層を挟む電極の一方が、透光性基板上に形成された透明電極からなり、有機EL素子で発光した光は、透明電極と透光性基板とを透過して素子外部に取り出される。このとき、透光性基板の屈折率と空気の屈折率が異なることに由来して、透光性基板と空気との界面で、一部の光が全反射を起こす。この全反射した光は素子内を導光し、素子の側面から漏れたり、素子内部で消滅したりする。一般に光の80%程度は透光性基板と空気の界面の全反射によって透光性基板内を導光して最終的には光量損失を引き起こし、素子の表面からの光の取り出し効率は20%程度になると言われている。
特に、特許文献1に記載されたような、発光単位セルが隔壁によって区画された有機EL素子では、隔壁は各発光単位セルに対応して隣接する有機発光層や電極を絶縁する絶縁部材の機能も有している。このため、光取り出し側から有機EL素子を見ると、隔壁は、電極が設けられた透光性基板上で、光取り出し側の電極の間の隙間を埋めるように配置されている。
透光性基板内で全反射して隔壁の部位に向かう光の一部は、隔壁内に漏れて減衰するため、隔壁が光取り出し効率を低下させる要因になっているという問題がある。
有機EL素子の光取り出し効率が低いと、所定の輝度を維持するための消費電力が増大し、有機発光層の劣化を起こしやすくなるという問題がある。
However, the prior art as described above has the following problems.
In the organic EL element, one of the electrodes sandwiching the organic light emitting layer is composed of a transparent electrode formed on the translucent substrate, and light emitted from the organic EL element is transmitted through the transparent electrode and the translucent substrate. It is taken out of the element. At this time, part of the light is totally reflected at the interface between the light-transmitting substrate and air because the light-transmitting substrate and the air have different refractive indexes. The totally reflected light is guided through the element and leaks from the side surface of the element or disappears inside the element. Generally, about 80% of light is guided through the translucent substrate by total reflection at the interface between the translucent substrate and the air, eventually causing a light loss, and the light extraction efficiency from the surface of the element is 20%. It is said to be about.
In particular, in an organic EL element in which light emitting unit cells are partitioned by partition walls as described in
A part of the light totally reflected in the translucent substrate and traveling toward the partition wall leaks into the partition wall and is attenuated, which causes a problem that the partition wall causes a decrease in light extraction efficiency.
When the light extraction efficiency of the organic EL element is low, there is a problem that power consumption for maintaining a predetermined luminance increases and the organic light emitting layer is likely to be deteriorated.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、有機発光層が隔壁によって区画された構造を有する場合に有機発光層で発生した光の光取り出し効率を向上することができる有機EL素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、このような有機EL素子を備えることにより、表示のための消費電力を低減することができる表示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 problems, and an organic material that can improve the light extraction efficiency of light generated in an organic light emitting layer when the organic light emitting layer has a structure partitioned by partition walls. An object is to provide an EL element.
Moreover, this invention aims at providing the display apparatus which can reduce the power consumption for a display by providing such an organic EL element.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の有機エレクトロルミネッセンス素子は、透光性基板と、該透光性基板上に、パターン化して設けられた第一電極と、該第一電極上に設けられ、有機発光層を含む有機発光媒体層と、該有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向する位置に設けられた第二電極と、互いに隣接する前記第一電極の間の前記透光性基板上において前記有機発光媒体層を超える高さまで延ばされるとともに、前記有機発光媒体層を独立した発光単位セルに区画する隔壁と、を備え、該隔壁は、前記透光性基板から入射する光を前記透光性基板に向けて反射する反射部を有する構成とする。 In order to solve the above-described problems, an organic electroluminescent element according to a first aspect of the present invention includes a translucent substrate, a first electrode provided in a pattern on the translucent substrate, and the first electrode. An organic light emitting medium layer including an organic light emitting layer provided on one electrode, a second electrode provided at a position facing the first electrode across the organic light emitting medium layer, and the first electrodes adjacent to each other A partition that extends to a height exceeding the organic light-emitting medium layer on the light-transmitting substrate in between, and partitions the organic light-emitting medium layer into independent light-emitting unit cells, the partition comprising the light-transmitting The light source is configured to have a reflecting portion that reflects light incident from the transparent substrate toward the light-transmitting substrate.
上記有機エレクトロルミネッセンス素子では、前記反射部は、金属層によって形成されていることが好ましい。 In the organic electroluminescence element, it is preferable that the reflecting portion is formed of a metal layer.
上記有機エレクトロルミネッセンス素子では、前記反射部は、前記透光性基板に密着して形成されていることが好ましい。 In the organic electroluminescence element, it is preferable that the reflection portion is formed in close contact with the light-transmitting substrate.
本発明の第2の態様の表示装置は、上記有機エレクトロルミネッセンス素子を備え、該有機エレクトロルミネッセンス素子の発光によって画像表示を行う構成とする。 A display device according to a second aspect of the present invention includes the organic electroluminescence element, and has a configuration in which image display is performed by light emission of the organic electroluminescence element.
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子によれば、隔壁に反射部を有するため、有機発光層が隔壁によって区画された構造を有する場合に有機発光層で発生した光の光取り出し効率を向上するという効果を奏する。
また、本発明の表示装置によれば、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えることにより、表示のための消費電力を低減することができるという効果を奏する。
According to the organic electroluminescence device of the present invention, since the barrier rib has the reflective portion, the light extraction efficiency of the light generated in the organic light emitting layer can be improved when the organic light emitting layer has a structure partitioned by the barrier rib. Play.
In addition, according to the display device of the present invention, by providing the organic electroluminescence element of the present invention, there is an effect that power consumption for display can be reduced.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。
本発明の実施形態の表示装置について説明する。
図1は、本発明の実施形態の有機EL素子および表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図2は、図1におけるA視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
A display device according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of an organic EL element and a display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view on A in FIG.
図1に示すように、本実施形態の表示装置11は、本実施形態の有機EL素子10と、封止層8と、封止部材9と、有機EL素子10を発光させるための図示略の駆動部とを備える。
このような表示装置11は、例えば、電子看板(サイネージ)、ディスプレイ、モニタなどとして用いることができる。ここで、表示装置11が表示する画像は、特に限定されず、静止画像でも動画像でもよい。また、表示する画像は、輝度パターンや色によって表される広義の画像であり、狭義の画像には限定されない。したがって、表示装置11が表示する画像には、例えば、文字、数値、記号、標識画像、幾何学的なパターン、色彩によるパターン、グラデーションパターン、絵柄を有しないパターンなどが含まれる。
As shown in FIG. 1, the
Such a
有機EL素子10は、表示装置11において、画像や映像の表示を行うための光を発生する装置部分であり、本実施形態では、独立に発光可能な複数の発光単位セルを有している。これらの発光単位セルは、本実施形態では、一例として、赤色、緑色、青色に発光する3種類のものが隣接して配置され、3つの発光単位セルの一組が、フルカラー表示を行うための画素を構成している。これらの画素は、図示略の駆動部に送出された画像信号等の制御信号に基づいて画素駆動され、駆動された画素が発光する。
有機EL素子10の駆動方式は、パッシブマトリックス方式、アクティブマトリックス方式のいずれを採用することも可能である。以下では、一例として、アクティブマトリックス方式の場合の例で説明する。
有機EL素子10は、TFT基板1(透光性基板)、第一電極2、有機発光媒体層4、および第二電極7がこの順に積層されている。有機発光媒体層4は、隔壁3によって、複数の発光単位セルに区画されている。
The
As a driving method of the
In the
TFT基板1は、第一電極2および隔壁3を形成する素子部形成面1bと、素子部形成面1bを透過した光を素子部形成面1bと反対側に出射する光出射面1aとを備える。
TFT基板1の材質は、電気絶縁性と透光性とを有する板状またはシート状の適宜の材料を採用することができる。
TFT基板1に用いる基板材料としては、例えば、ガラス基板や石英基板を採用することができる。また、TFT基板1に用いる基板材料には、フレキシブル性(可撓性)を有する材料も採用可能である。このようなフレキシブル性を有する基材例としては、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシートを挙げることができる。
また、有機発光媒体層4への水分の侵入を防ぐことを目的として、これら、プラスチックフィルムやシートの表面に、金属酸化物薄膜、金属弗化物薄膜、金属窒化物薄膜、金属酸窒化膜薄膜、あるいは高分子樹脂膜を積層したものを基板材料として利用してもよい。
TFT基板1の透過率は、90%以上とすることが好ましい。
The
As the material of the
As a substrate material used for the
Further, for the purpose of preventing moisture from entering the organic light emitting
The transmittance of the
TFT基板1に用いる上記のような基板材料は、あらかじめ加熱処理を行うことにより、基板内部や表面に吸着した水分を極力低減することがより好ましい。また、基板上に積層される材料に応じて、密着性を向上させるために、超音波洗浄処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、UVオゾン処理などの表面処理を施してから使用することが好ましい。
It is more preferable that the above-described substrate material used for the
本実施形態では、素子部形成面1bには、各発光単位セルの有機発光媒体層4と独立して発光させるため、周知の半導体プロセスによる薄膜トランジスタ1cが形成されている。
薄膜トランジスタ1cとしては、アクティブマトリックス方式の有機EL素子の駆動に用いる公知の薄膜トランジスタの構成を適宜用いることができる。詳細構造の図示は省略するが、具体的には、主として、ソース/ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層、ゲート絶縁膜及びゲート電極から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。
In the present embodiment, a
As the
なお、図1は、模式図のため、詳細の配線を記載していないが、薄膜トランジスタ1cと反射部3bとは、互いに電気的に絶縁されている。
また、図1では、第一電極2に対して1つずつ薄膜トランジスタ1cが設けられているように図示されているが、2つ以上の薄膜トランジスタ1cが配置されていてもよい。
Although FIG. 1 is a schematic diagram, detailed wiring is not shown, but the
In FIG. 1, the
第一電極2は、後述する有機発光媒体層4に直流電圧を印加するためTFT基板1の素子部形成面1b上に形成された電極である。本実施形態では、有機発光媒体層4で発生した光をTFT基板1に向かって透過させるため、透明電極からなり、有機EL素子10の陽極を構成している。
第一電極2の透過率としては、90%以上であることが好ましい。
本実施形態では、アクティブマトリックス方式を採用しているため、第一電極2の平面視形状は、発光単位セルに区画された各有機発光媒体層4を、それぞれ独立して覆う形状に形成される。
本実施形態では、一例として、有機発光媒体層4が。図1における図示x方向が短辺、図示y方向(紙面奥行き方向)が長辺である平面視矩形状に形成されていることに対応して、有機発光媒体層4よりもわずかに大きい矩形状にパターン化して形成されている。
このような各第一電極2には、後述する第二電極7との間にスイッチング素子である薄膜トランジスタ1cが接続されており、図示略の駆動部からの制御信号に基づいて、第一電極2ごとに独立して直流電圧が印加されるようになっている。
The
The transmittance of the
In the present embodiment, since the active matrix system is adopted, the planar view shape of the
In the present embodiment, the organic light emitting
Each of the
第一電極2の材料としては、例えば、ITO(インジウムスズ複合酸化物)、IZO(インジウム亜鉛複合酸化物)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、亜鉛アルミニウム複合酸化物等の金属複合酸化物や、金、白金、クロムなどの金属材料を採用することができる。これらの材料は、単独で用いてもよいし、複数を積層して用いてもよい。
第一電極2の形成方法は、材料に応じて、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることができる。
Examples of the material of the
As a method for forming the
特に、ITOは、低抵抗であること、溶剤耐性があること、透明性が高いことなどから第一電極2として特に好ましい材料である。第一電極2の材料としてITOを採用する場合は、スパッタリング法により層を形成してから、フォトリソグラフィ法によりパターニングすることで第一電極2を形成することができる。
In particular, ITO is a particularly preferable material for the
互いに隣接する第一電極2の間には、図2に示すように、第一電極2の各辺に沿って延びるように隔壁3が形成されている。
隔壁3は、図1にx方向に沿う断面を示すように、素子部形成面1bからの高さが、有機発光媒体層4の高さを超える高さまで延ばされた突起部であり、断面形状は、素子部形成面1bから離れるにつれて幅が狭まる略等脚台形状とされている。
隔壁3は、有機発光媒体層4を独立した発光単位セルに区画する隔壁本体3aと、TFT基板1から入射する光をTFT基板1に向けて反射する反射部3bとを備える。
隔壁本体3aの高さは、有機発光媒体層4の形成方法に応じて適宜の高さに設定する。例えば、有機発光媒体層4を凸版印刷法により形成する場合には、凸版印刷法はインクジェット法と異なり、版と印刷対象の基板とが直接的に接するようにして、有機発光媒体層4を形成するためのインキが転移される。このため、隔壁本体3aの高さは、有機発光媒体層4の最上部の位置よりもわずかに高くなるようにする。例えば、有機発光媒体層4の最上部よりも、0.5μm〜1.0μm程度高くなるようにすることが好ましい。
As shown in FIG. 2,
As shown in FIG. 1, the
The
The height of the
隔壁本体3aの材質は、電気絶縁性と、隔壁本体3aで囲まれた領域に有機発光媒体層4を形成する際の液剤に対する耐性とを有する適宜の材料を採用することができる。
本実施形態では、隔壁本体3aのパターニングは、後述するように、フォトリソグラフィ法によって行うため、樹脂材料を主成分とするポジ型またはネガ型の適宜の感光性材料を採用することができる。
隔壁本体3aを形成するのに好適な感光性材料としては、例えば、光ラジカル重合系、光カチオン重合系の光硬化性樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ポリビニルフェノール、ポリビニルアルコール、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂、およびシアノエチルプルラン等を挙げることができる。
As the material of the
In the present embodiment, the patterning of the partition wall
Examples of the photosensitive material suitable for forming the partition wall
反射部3bの形状や材質は、TFT基板1から入射する光を前記透光性基板に向けて反射できれば、特に限定されない。本実施形態では、反射部3bは、素子部形成面1bに面する隔壁本体3aの表面に密着し、隔壁本体3aの幅方向の内側の範囲に形成された金属単体または合金からなる金属層を採用している。
このため、反射部3bは、図1、2に示すように、互いに隣り合う第一電極2の外形に沿って、各第一電極2同士の間隔よりもわずかに狭い帯状に延ばされ、素子部形成面1bに密着する表面を除いて隔壁本体3aに囲まれている。
したがって、反射部3bの外縁部と、第一電極2および有機発光媒体層4とは、隔壁本体3aを介して離間されており、これにより、反射部3bと、第一電極2および隔壁本体3aとは、互いに電気的に絶縁されている。
反射部3bの厚さは、例えば、0.01μm以上0.10μm以下であることが好ましい。
反射部3bの反射率は、50%以上であることが好ましい。
反射部3bに用いる金属材料としては、例えば、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、金(Au)、銀(Ag)、クロム(Cr)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)、スズ(Sn)、タングステン(W)などの金属単体、またはこれら金属のいずれかを主成分として含む合金が好適である。
The shape and material of the reflecting
For this reason, as shown in FIGS. 1 and 2, the
Therefore, the outer edge part of the
The thickness of the reflecting
The reflectance of the reflecting
Examples of the metal material used for the reflecting
有機発光媒体層4は、層厚方向に直流電圧が印加されることにより、注入された電子および正孔を再結合して励起子を生成し、この励起子の失活する際の光の放出により発光する有機発光層6を含む層状部であり、第一電極2と後述する第二電極7との間に挟まれている。
有機発光媒体層4は、有機発光層6のみから構成されていてもよいし、有機発光層6と発光補助層との積層構造から構成されたものでもよい。
図1では、陽極である第一電極2から陰極である第二電極7に向かって、発光補助層である正孔輸送層5と有機発光層6とがこの順に積層された構成の有機発光媒体層6を示している。
The organic light emitting
The organic light emitting
In FIG. 1, an organic light emitting medium having a structure in which a
ただし、発光補助層は、正孔輸送層5には限定されず、例えば、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層などを必要に応じて設けることができる。例えば、正孔輸送層5と有機発光層6との間に正孔注入層を設けた構成や、有機発光層6と第二電極7との間に、有機発光層6側から電子輸送層、電子注入層を順次積層させた構成が可能である。また、これらの一部の層を削除した構成も可能である。
However, the light emission auxiliary layer is not limited to the
有機発光媒体層4は、各第一電極2上に積層されるとともに、第一電極2を囲む隔壁3よりも低い層厚となるように形成されている。これにより、有機発光媒体層4は、隔壁3によって、平面視矩形状に区画されている。
本実施形態の有機発光媒体層4における有機発光層6は、フルカラー表示を行うため、x方向に並んだ隣接する3つの発光単位セルが、赤色に発光する赤色有機発光層6R、緑色に発光する緑色有機発光層6G、および青色に発光する青色有機発光層6Bからなる。
赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、および青色有機発光層6Bのy方向に配列された各発光単位セルは、それぞれ同色の発光を行う有機発光層6からなる。
The organic light emitting
Since the organic
Each light emitting unit cell arranged in the y direction of the red organic
有機発光層6を形成する有機発光材料の例としては、9,10−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、1,1,4,4−テトラフェニルブタジエン、トリス(8−キノラート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−8−キノラート)アルミニウム錯体、ビス(8−キノラート) 亜鉛錯体、トリス(4−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノラート)アルミニウム錯体、トリス(4−メチル−5−シアノ−8−キノラート)アルミニウム錯体、ビス(2−メチル−5−トリフルオロメチル−8−キノリノラート)[4−(4−シアノフェニル)フェノラート]アルミニウム錯体、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−キノリノラート)[4−(4−シアノフェニル)フェノラート]アルミニウム錯体、トリス(8−キノリノラート)スカンジウム錯体、ビス[8−(パラートシル)アミノキノリン]亜鉛錯体及びカドミウム錯体、1,2,3,4−テトラフェニルシクロペンタジエン、2,5−ジヘプチルオキシ−パラ−フェニレンビニレンなどの低分子系発光材料を挙げることができる。
Examples of organic light emitting materials for forming the organic
また、有機発光層6を形成する有機発光材料の他の例としては、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポリフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、N,N’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、N,N’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光対等、Ir錯体等の燐光性発光体などの低分子系発光材料を、高分子材料中に分散させたものを挙げることができる。これら低分子系発光材料を分散させる高分子材料の例としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等を挙げることができる。
Other examples of the organic light emitting material for forming the organic
また、有機発光層6を形成する有機発光材料の他の例としては、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)、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)(PDAF) などの高分子発光材料を挙げることができる。高分子発光材料以外にもPPV前駆体、PNV前駆体、PPP前駆体などの高分子前駆体が挙げられる。
また、有機発光層6を形成する有機発光材料としては、これら高分子材料に前記低分子発光材料の分散又は共重合した材料や、その他既存の発光材料を用いることもできる。
Other examples of the organic light emitting material for forming the organic
In addition, as the organic light emitting material for forming the organic
正孔輸送層5の材料としては、銅フタロシアニン、テトラ(t−ブチル)銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類及び無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’− ジアミン、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子正孔注入輸送材料や、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸との混合物などの高分子正孔輸送材料、ポリチオフェンオリゴマー材料、その他既存の正孔輸送材料の中から選ぶことができる。
Examples of the material for the
また、電子輸送層の材料の例としては、2−(4−ビフィニルイル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3, 4−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体やビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリノラート)ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等を挙げることができる。 Examples of the material for the electron transport layer include 2- (4-bifinylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl). ) -1,3,4-oxadiazole, oxadiazole derivatives, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinolato) beryllium complexes, triazole compounds, and the like.
上述した有機発光媒体層4を形成する材料は、いずれも、溶剤中に溶解または分散させてインキ化し、後述する湿式成膜によって第一電極2上に成膜することが可能である。
上記有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、2−メチル−(t−ブチル)ベンゼン、1,2,3,4−テトラメチルベンゼン、ペンチルベンゼン、1,3,5−トリエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1,3,5−トリ−イソプロピルベンゼン等を単独又は混合して用いることができる。また、有機発光インキには、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
上記正孔輸送材料、電子輸送材料を溶解または分散させる溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独またはこれらの混合溶剤などが挙げられる。特に、正孔輸送材料をインキ化する場合には水またはアルコール類が好適である。
Any of the materials for forming the organic light emitting
Solvents for dissolving or dispersing the organic light-emitting material include toluene, xylene, acetone, hexane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, 2-methyl- (t-butyl ) Benzene, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, pentylbenzene, 1,3,5-triethylbenzene, cyclohexylbenzene, 1,3,5-tri-isopropylbenzene, etc. may be used alone or in combination. it can. Moreover, surfactant, antioxidant, a viscosity modifier, a ultraviolet absorber, etc. may be added to organic luminescent ink as needed.
Examples of the solvent for dissolving or dispersing the hole transport material and the electron transport material include toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, ethyl acetate, butyl acetate, and water. These may be used alone or as a mixed solvent thereof. In particular, water or alcohols are suitable when forming a hole transport material into an ink.
第二電極7は、有機発光媒体層4に直流電圧を印加するため、第一電極2の対向電極となるものであり、本実施形態では陰極を構成している。
第二電極7は、本実施形態では、図1に示すように、有機EL素子10において、有機発光層6および隔壁3の先端部の全体を覆う層状に設けられている。
The
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the
第二電極7の材質は、本実施形態では陰極として用いるため、電子注入効率の高い物質を採用することが好ましい。また、第二電極7材質は、光取り出し効率の点では、反射率が良好な材質であることが好ましい。
具体的には、第二電極7として、例えば、マグネシウム(Mg)、Al、イッテルビウム(Yb)等の金属単体を採用することができる。
また、第二電極7として、電子注入効率の高い金属や化合物の層、例えば、Li、酸化リチウム、フッ化リチウム(LiF)の層と、安定性や導電性に優れるAlや銅(Cu)等の金属層とを積層して構成し、電子注入効率の高い金属や化合物の層の層を有機発光媒体層4との界面に配置した構成を採用することができる。この場合、電子注入効率の高い金属や化合物の層の層厚は、例えば、1nm程度が好適である。
また、第二電極7としては、低仕事関数の金属1種以上と、安定性や導電性に優れる金属との合金も好適である。低仕事関数の金属の例としては、例えば、Li、Mg、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、エルビウム(Er)、ユウロビウム(Eu)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、Yb等の金属を挙げることができる。安定性や導電性に優れる金属の例としては、Ag、Al、Cu等の金属を挙げることができる。
このような合金の具体例としては、例えば、MgAg合金、AlLi合金、CuLi合金等を挙げることができる。
Since the material of the
Specifically, for example, a single metal such as magnesium (Mg), Al, or ytterbium (Yb) can be used as the
Further, as the
As the
Specific examples of such alloys include MgAg alloy, AlLi alloy, CuLi alloy and the like.
このような第二電極7の形成方法は、材料に応じて、例えば、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等の乾式成膜法を用いることができる。第二電極7の層厚は、10nm〜1μm程度が望ましい。
As a method for forming the
以上、有機EL素子10がアクティブマトリックス方式の構成の場合の例で説明した。有機EL素子10を、パッシブマトリックス方式の構成とするには、薄膜トランジスタ1cを削除し、第一電極2を、例えば、図1のy方向に延びてx方向に離間したストライプ状に形成し、第二電極7を各発光単位セルと重なるように、図1のx方向に延びてy方向に離間したストライプ状に形成すればよい。
The example in which the
封止層8は、例えば、TFT基板1と反対側からの水分や酸素の侵入を防止して、有機EL素子10の劣化を防止するため、TFT基板1と反対側の有機EL素子10の表面の全体を覆って密着された樹脂層である。
封止層8としては、例えば、アクリレート系、エポキシ系などの接着剤を硬化させた樹脂層を採用することができる。
The
As the
封止部材9は、封止層8に積層され、表示装置11においてTFT基板1と反対側の外表面を形成する部材であり、例えば、板状のガラス版や、表示装置11の側方も封止する形状のガラスキャップや金属キャップなどからなる。
The sealing
このような構成の表示装置11は、有機EL素子10を製造し、有機EL素子10のTFT基板1と反対側を、封止層8および封止部材9によって封止することにより製造することができる。
まず、有機EL素子10の製造方法の一例について説明する。
図3は、本発明の実施形態の有機EL素子の製造工程を示す模式的な工程説明図である。図4は、本発明の実施形態の有機EL素子の製造に用いる印刷装置を示す模式図である。図5は、本発明の実施形態の有機EL素子の図3に続く製造工程を示す模式的な工程説明図である。
The
First, an example of a method for manufacturing the
FIG. 3 is a schematic process explanatory view showing a manufacturing process of the organic EL element of the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a printing apparatus used for manufacturing the organic EL element according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic process explanatory view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 3 of the organic EL element of the embodiment of the present invention.
有機EL素子10を製造するには、まず、ガラス基板やプラスチックフィルムなどの基板材料の一方の表面である素子部形成面1bに、周知の半導体プロセスによって、薄膜トランジスタ1cを形成して、TFT基板1を製造する。
In order to manufacture the
次に、TFT基板1の素子部形成面1b上に第一電極2を形成する。例えば、第一電極2の材料としてITOを用いる場合、素子部形成面1b上に、スパッタリング法などによってITOの層を形成し、例えば、フォトリソグラフィ法などによりパターニングして、第一電極2を形成する。
本実施形態では、矩形状の第一電極2が、短辺に沿う方向であるx方向と、長辺に沿う方向であるy方向とにそれぞれ離間して、矩形格子状に配列されるようにパターニングする。
Next, the
In the present embodiment, the rectangular
次に、第一電極2の間の素子部形成面1b上に、反射部3bを形成する。
例えば、反射部3bを構成する金属や合金などの反射材料を感光性材料とブレンドして、成形材料溶液を作製する。成形材料溶液に用いる感光性材料としては、上述した隔壁本体3aに好適な感光性材料と同様の材料を採用することができる。
次に、この成形材料溶液を、例えば、スリットコート法やスピンコート法などにより素子部形成面1b上に全面コーティングする。
次に、フォトリソグラフィ法によってパターニングを行う。すなわち、感光性材料がポジ型からネガ型かに応じて、第一電極2の間に格子状の反射部3bが残るようなパターンを露光してから現像を行う。これにより、反射部3bが形成される。
Next, the
For example, a reflective material such as a metal or an alloy constituting the
Next, the entire surface of the
Next, patterning is performed by photolithography. That is, depending on whether the photosensitive material is positive type or negative type, development is performed after exposing a pattern in which a lattice-like reflecting
次に、隔壁本体3aを形成する。
本実施形態では、隔壁本体3aもフォトリソグラフィ法によって形成する。すなわち、隔壁本体3aとなる樹脂材料を含む上述の感光性材料を、素子部形成面1bに形成された第一電極2および反射部3bの上に、例えば、スリットコート法やスピンコート法によりコーティングする。
次に、フォトリソグラフィ法によってパターニングを行う。すなわち、感光性材料がポジ型からネガ型かに応じて、反射部3bと第一電極2の外縁部とを覆う壁体が残るようなパターンを露光してから現像を行う。これにより、隔壁本体3aが形成される。
Next, the
In the present embodiment, the
Next, patterning is performed by photolithography. That is, depending on whether the photosensitive material is positive or negative, development is performed after exposing a pattern that leaves a wall covering the
このようにして、図3に断面形状を示すような被印刷基板12が形成される。
被印刷基板12では、隣り合う第一電極2と反射部3bとは、隙間に隔壁本体3aが充填されることで、電気的に絶縁されている。
各第一電極2は、隔壁本体3aによって平面視矩形状に囲まれており、それぞれに発光単位セルを形成するための凹所12aが形成されている。
In this way, the printed
In the printed
Each
次に、被印刷基板12の凹所12aに、正孔輸送層5、有機発光層6を積層させて、有機発光媒体層4を形成する。
本実施形態では、有機発光媒体層4は、一例として、湿式成膜法により形成する。ただし、有機発光媒体層4は、例えば、蒸着法、スパッタ法などの乾式成膜法により形成することも可能である。また、湿式成膜法を用いる場合にも、本実施形態のように、有機発光媒体層4が積層構造から構成される場合には、その各層の全てを湿式成膜法により形成する必要はない。
有機発光媒体層4を形成するのに好適な湿式成膜法の例としては、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ディップコート法、吐出コート法、プレコート法、ロールコート法、バーコート法等の塗布法と、例えば、凸版印刷法、インクジェット印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法等の印刷法とを挙げることができる。
特に、本実施形態のように有機発光層6が、赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、青色有機発光層6Bのように複数種類の発光材料によって形成される場合には、それぞれの発光材料を、発光単位セルを形成する所定の凹所12aに選択的に配置することが容易な印刷法を用いる。
Next, the
In the present embodiment, the organic light emitting
Examples of wet film forming methods suitable for forming the organic light emitting
In particular, when the organic
以下では、一例として、正孔輸送層5をスピンコート法により、有機発光層6を凸版印刷法により形成する場合の例で説明する。
In the following, as an example, a case where the
まず、正孔輸送層5を形成する正孔輸送層材料を上述の溶剤に溶解または分散させて正孔輸送材料インキを製造する。これを、スピンコート法によって、被印刷基板12の各凹所12a上に一定の層厚となるように成膜する。
次に、真空加熱オーブンによって、正孔輸送材料インキを乾燥させる。その後、例えば、メタノールなどを用いて、有効発光単位セル域外に付着した正孔輸送材料インキを取り除く。これにより、正孔輸送層5が形成される。
First, a hole transport material ink is manufactured by dissolving or dispersing the hole transport layer material forming the
Next, the hole transport material ink is dried in a vacuum heating oven. Thereafter, the hole transport material ink adhered to the outside of the effective light emitting unit cell region is removed using, for example, methanol. Thereby, the
次に、凸版印刷法により有機発光層6を形成する。
有機発光層6は、平板に印刷する方式の適宜の凸版印刷装置を使用して形成することができるが、図4に示すような印刷装置19によって形成することが特に好ましい。
印刷装置19は、ステージ13、インクタンク14、インキチャンバー15、アニロックスロール16、および樹脂凸版18を取り付けした版胴17を有している。
Next, the organic
The organic
The
ステージ13は、被印刷基板12に正孔輸送層5が形成された被印刷基板12Aを、光出射面1aを下に向けて保持し、被印刷基板12Aをx方向に搬送する装置部分である。
The
インクタンク14には、有機発光層6を形成するため、有機発光材料が溶剤で希釈された有機発光インキが収容されており、この有機発光インキは、インクタンク14からインキチャンバー15に送り込まれるようになっている。
本実施形態の有機発光層6は、赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、および青色有機発光層6Bから構成されるため、有機発光インキとしては、これら赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、および青色有機発光層6Bに対応する3種の有機発光インキが、それぞれ切り替え可能に収容されている。
The
Since the organic
アニロックスロール16は、インキチャンバー15から供給された有機発光インキの膜厚を均一化して保持するものであり、インキチャンバー15のインキ供給部と、外周面に樹脂凸版18が取り付けられた版胴17の外周部とに接して回転するようになっている。
なお、アニロックスロール16と版胴17とは、ステージ13上に配置された被印刷基板12Aのy方向に沿う回転軸回りに回転できるようになっている。
The anilox roll 16 keeps the film thickness of the organic light emitting ink supplied from the
The anilox roll 16 and the
樹脂凸版18は、被印刷基板12Aにおいて、有機発光インキを適宜のパターンに印刷するための凸部が形成された版である。本実施形態では、樹脂凸版18の凸部は、同一の有機発光インキを用いる有機発光層6が被印刷基板12Aのy方向に沿って整列するとともに、x方向に2つの発光単位セルの分だけ離間して配置されていることに対応したストライプ状とされている。すなわち、樹脂凸版18の凸部は、版胴17の軸方向に延び、版胴17の周方向に離間されたストライプ状のパターンに形成され、各凸部の短手幅は、有機発光層6における発光単位セルのy方向に沿う幅と略一致(一致している場合を含む)されている。
The
樹脂凸版18は、水現像タイプの感光性樹脂を用いる形成することが好ましい。本実施形態に好適となる水現像タイプの感光性樹脂としては、例えば親水性のポリマーと不飽和結合を含むモノマーいわゆる架橋性モノマー及び光重合開始剤を構成要素とするタイプを挙げることができる。
このタイプの感光性樹脂では、親水性ポリマーとしてポリアミド、ポリビニルアルコール、セルロース誘導体等が用いられる。また、架橋性モノマーとしては、例えばビニル結合を有するメタクリレート類が挙げられ、光重合開始剤としては例えば芳香族カルボニル化合物が挙げられる。中でも、印刷適性の面からポリアミド系の水現像タイプの感光性樹脂が好適である。
The
In this type of photosensitive resin, polyamide, polyvinyl alcohol, cellulose derivatives and the like are used as hydrophilic polymers. Examples of the crosslinkable monomer include methacrylates having a vinyl bond, and examples of the photopolymerization initiator include aromatic carbonyl compounds. Among these, a polyamide-based water-developable photosensitive resin is preferable from the viewpoint of printability.
このような構成により、アニロックスロール16の回転にともない、インキチャンバー15から供給された有機発光インキは、アニロクッスロール16の表面に均一に保持されたあと、版胴17に取り付けされた樹脂凸版18の凸部に均一な膜厚で転移するようになっている。
With such a configuration, the organic light emitting ink supplied from the
印刷装置19によって、有機発光層6を形成するには、ステージ13上に、被印刷基板12Aを配置し、図示略の位置調整機構により、例えば、赤色有機発光層6Rを形成する被印刷基板12A上の位置に、樹脂凸版18の凸部が当接するように被印刷基板12と樹脂凸版18との位置関係を調整する。
そして、赤色有機発光層6Rを形成する有機発光インキをインキチャンバー15に供給して、被印刷基板12Aをx方向に送りつつ、版胴17およびアニロックスロール16を回転して、有機発光インキを被印刷基板12A上に転移させる印刷を行う。
樹脂凸版18の凸部に付着した所定層厚の有機発光インキは、被印刷基板12上で、y方向に整列する凹所12a上に転移する。
このようにして、赤色有機発光層6Rを形成する凹所12aのすべての印刷が完了したら、加熱することによって、有機発光インキを乾燥させる。
In order to form the organic
Then, the organic light emitting ink for forming the red organic
The organic light-emitting ink having a predetermined layer thickness attached to the convex portions of the
Thus, when all the printing of the
次に、図示略の位置調整機構により、緑色有機発光層6Gを形成する被印刷基板12A上の位置に、樹脂凸版18の凸部が当接するように被印刷基板12と樹脂凸版18との位置関係を調整する。そして、上記と同様にして緑色有機発光層6Gを形成する有機発光インキを印刷し、乾燥させる。
次に、図示略の位置調整機構により、青色有機発光層6Bを形成する被印刷基板12A上の位置に、樹脂凸版18の凸部が当接するように被印刷基板12と樹脂凸版18との位置関係を調整する。そして、上記と同様にして青色有機発光層6Bを形成する有機発光インキを印刷し、乾燥させる。
このようにして、図5に示すように、被印刷基板12上に、有機発光媒体層4が形成された基板12Bが形成される。
Next, the position of the
Next, the positions of the printed
In this way, as shown in FIG. 5, the
次に、基板12B上に、第二電極7を形成する。例えば、第二電極7をAlで形成する場合には、真空蒸着法などによって、有機発光媒体層4および隔壁3の先端部の全面にAlを成膜する。
次に、第二電極7を形成した基板を大気曝露しない状態で、例えば、熱硬化型接着剤などを塗布して、封止部材9を貼り付け、熱を加えて熱硬化型接着剤を硬化させることにより、第二電極7と封止部材9との間に封止層8を形成する。
以上で、図1に示すような表示装置11が形成される。
Next, the
Next, in a state where the substrate on which the
Thus, the
このような表示装置11によれば、図示略の駆動部から制御信号が送出されて、第一電極2と第二電極7との間に電圧が印加されると、図1に示すように、有機発光層6において発光が起こり、有機発光層6からTFT基板1に向かう光L1が出射される。このとき、有機発光層6から第二電極7に向かう光も発生するが、本実施形態では、第二電極7は光反射性を有するため、第二電極7に向かう図示略の光は、第二電極7で一部が反射されて、光L1と同様に、TFT基板1に向かうことになる。
光L1は、正孔輸送層5、第一電極2を通して、TFT基板1の内部に入射する。
光L1は、光出射面1aに到達すると、一部が光L2として、外部に透過し、その他が光L3として内部反射する。
光L3は、第一電極2との界面に到達するか、または図1に示すように隔壁3との界面に到達する。
第一電極2との界面に到達した光は、第一電極2および有機発光媒体層4の内部に導光し、第二電極7によって再度反射されてTFT基板1に戻るか、またはTFT基板1に戻ることなく減衰する。
According to such a
The light L1 enters the
When the light L1 reaches the
The light L3 reaches the interface with the
The light that reaches the interface with the
隔壁3との界面に到達した光L3は、第一電極2と反射部3bとの間の隙間に露出した隔壁本体3aに入射する光(図示略)と、反射部3bに照射される図示の光L3とに分かれる。
隔壁本体3aに入射する光は、隔壁本体3aの内部で減衰する。
一方、反射部3bに照射された光L3は、反射部3bの反射率に応じて、光出射面1a側に向かう光L4として反射される。
光L4は、一部が光L5として、外部に透過し、その他が、光L3と同様に、TFT基板1の内部に反射される。
このため、有機EL素子10から外部に取り出される光は、第一電極2を通して直接的に外部に出射される光L2と、反射部3bによって反射されて、外部に出射される光L5との和になる。
このように、本実施形態の有機EL素子10では、反射部3bを備えるため、従来技術のように隔壁3に反射部3bが設けられていない場合に比べて、有機EL素子10からの光取り出し効率を向上することができる。
また、有機発光媒体層4に対する負荷が軽減されるため、有機発光媒体層4の劣化を抑制することができ、有機EL素子10の耐久性を向上することができる。
また、本実施形態の表示装置11は、光取り出し効率が向上された本実施形態の有機EL素子10を備えるため、表示のための消費電力を低減することができる。
The light L3 that has reached the interface with the
The light incident on the
On the other hand, the light L3 irradiated to the reflecting
A part of the light L4 is transmitted to the outside as the light L5, and the other is reflected to the inside of the
For this reason, the light extracted to the outside from the
As described above, since the
Moreover, since the load with respect to the organic light emitting
In addition, since the
[第1変形例]
次に、本実施形態の第1変形例の有機EL素子および表示装置について説明する。
図6(a)は、本発明の実施形態の第1変形例の有機EL素子および表示装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[First Modification]
Next, an organic EL element and a display device according to a first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view showing a configuration of main parts of an organic EL element and a display device according to a first modification of the embodiment of the present invention.
図6(a)に示すように、本変形例の表示装置31は、上記実施形態の表示装置11の有機EL素子10に代えて、有機EL素子30を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 6A, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
有機EL素子30は、上記実施形態の有機EL素子10のTFT基板1に代えて、TFT基板21(透光性基板)を備える。
TFT基板21は、TFT基板1の素子部形成面1bに代えて、入射光を散乱させるための凹凸形状を備えた素子部形成面21bを備える点が上記実施形態と異なる。
素子部形成面21bの凹凸形状としては、入射光を散乱させることができれば、特に限定されないが、例えば、シリンドリカルレンズのような凹凸形状や、プリズムレンズのような凹凸形状を採用することができる。
The
The
The uneven shape of the element
本変形例の第一電極2、反射部3bは、このような素子部形成面21b上に、上記実施形態と同様にして形成される。
このため、第一電極2、反射部3bは、素子部形成面21bの凹凸形状に密着して形成される。これにより、第一電極2、反射部3bとTFT基板21との界面が、素子部形成面21bの凹凸形状を反転した凹凸形状に形成されている。
The
For this reason, the
本変形例の有機EL素子30によれば、素子部形成面21bに入出射される光が、素子部形成面21bの凹凸形状によって散乱されるため、TFT基板21内を、全反射して導光される光成分が、上記実施形態に比べて低減される。
このため、本変形例の有機EL素子30は、有機EL素子10に比べて、光取り出し効率をさらに向上することができる。
また、本変形例の表示装置31は、このような有機EL素子30を備えるため、表示のための消費電力をさらに低減することができる。
According to the
For this reason, the
Further, since the
[第2変形例]
次に、本実施形態の第2変形例の有機EL素子および表示装置について説明する。
図6(b)は、本発明の実施形態の第2変形例の有機EL素子および表示装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[Second Modification]
Next, an organic EL element and a display device according to a second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 6B is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the main part of the organic EL element and the display device of the second modification of the embodiment of the present invention.
図6(b)に示すように、本変形例の表示装置41は、上記実施形態の表示装置11の有機EL素子10に代えて、有機EL素子40を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 6B, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
有機EL素子40は、上記実施形態の有機EL素子10の隔壁3に代えて、隔壁43を備える。
隔壁43は、隔壁3における反射部3bのTFT基板1と反対側の表面に、隔壁本体3aの屈折率に比べて高い屈折率を有する高屈折率層43cを追加したものである。
高屈折率層43cの材質としては、例えば、ITO、酸化ジルコニウム(ジルコニア、ZrO2)、酸化チタン(TiO2)などを採用することができる。
このような高屈折率層43cは、採用する材料に応じた適宜の成膜方法によって成膜することができる。例えば、ITOを採用する場合には、スパッタリング法などによって成膜することができる。
The
The
As a material of the high
Such a high
本変形例の有機EL素子40によれば、高屈折率層43cと隔壁本体3aとの間に、光学的な粗密が発生する。これにより、反射部3bを透過して、高屈折率層43cに入射した光が、高屈折率層43cと隔壁本体3aとの界面で、全反射されやすくなるため、反射部3bを透過した一部の光を、TFT基板1側に反射することができる。
このため、有機EL素子40は、上記実施形態の有機EL素子10において反射部3bの反射率が実質的に向上したのと同様になり、有機EL素子10に比べて、光取り出し効率をさらに向上することができる。
また、本変形例の表示装置41は、このような有機EL素子40を備えるため、表示のための消費電力をさらに低減することができる。
According to the
For this reason, the
Further, since the
[第3変形例]
次に、本実施形態の第3変形例の有機EL素子および表示装置について説明する。
図6(c)は、本発明の実施形態の第3変形例の有機EL素子および表示装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
[Third Modification]
Next, an organic EL element and a display device according to a third modification of the present embodiment will be described.
FIG.6 (c) is typical sectional drawing which shows the structure of the principal part of the organic EL element and display apparatus of the 3rd modification of embodiment of this invention.
図6(c)に示すように、本変形例の表示装置51は、上記実施形態の表示装置11の有機EL素子10に代えて、有機EL素子50を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 6C, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
有機EL素子50は、上記実施形態の有機EL素子10の隔壁3に代えて、隔壁53を備える。
隔壁53は、隔壁3の反射部3bに代えて、白色の層状部からなる反射部53bを備える。
このような反射部53bは、例えば、透明なバインダー樹脂に散乱粒子が分散された層状部として構成することができる
反射部53bのバインダー樹脂としては、例えば、アクリル酸樹脂、エポキシ樹脂などを採用することができる。
反射部53bの散乱粒子としては、バインダー樹脂よりも高い屈折率を有する透明な微粒子、例えば、酸化チタン、アルミナ(Al2O3)、酸化ジルコニウムなどを採用することができる。
散乱粒子の含有量は、反射部53bに必要な反射率に応じて決めることができる。反射部53bの反射率は、50%以上であることが好ましい。
例えば、バインダー樹脂がアクリル酸樹脂、散乱粒子が酸化チタンであり、バインダー樹脂に対する散乱粒子の配合量が70%のとき、層厚0.1μmの反射部3bを形成すると、反射率は、65%になる。
このような反射部53bの製造方法は特に限定されず、例えば、フォトリソグラフィ法、各種の印刷などによって形成することができる。
The
The
Such a
As the scattering particles of the reflecting
The content of the scattering particles can be determined according to the reflectance necessary for the reflecting
For example, when the binder resin is an acrylic resin, the scattering particles are titanium oxide, and the blending amount of the scattering particles with respect to the binder resin is 70%, when the
The manufacturing method of such a
このような構成の反射部53bは、電気絶縁性を有するため、隣り合う第一電極2の間の隙間の全体に反射部53bを形成することが可能である。
このような反射部53bは、例えば、散乱粒子をバインダー樹脂に混合したものをスクリーン印刷するなどして形成することができる。
Since the
Such a
本変形例の有機EL素子50によれば、TFT基板1から反射部53bに入射した光は、白色の反射部53bにより、反射部53bの反射率に応じて、入射側であるTFT基板1の方に反射される。例えば、反射部53bが散乱粒子を含有する場合には、この散乱粒子によって散乱されて、TFT基板1の方に反射される。
このため、上記実施形態と同様に、反射部53bを有しない隔壁を備える従来技術の有機EL素子に比べて、光取り出し効率をさらに向上することができる。
また、本変形例では、反射部53bが電気絶縁性を有する。このため、第一電極2との絶縁距離を取る必要から幅が制限される上記実施形態の反射部3bに比べて、反射部53bの幅をより広幅にして有効反射面積を増大することが可能である。したがって、反射部53bが反射部3bと同程度の反射率を有する場合には、上記実施形態よりも光取り出し効率を向上することができる。
また、本変形例の表示装置51は、このような有機EL素子50を備えるため、表示のための消費電力を低減することができる。
According to the
For this reason, as in the above embodiment, the light extraction efficiency can be further improved as compared with the organic EL element of the prior art provided with a partition wall that does not have the reflecting
Moreover, in this modification, the
Moreover, since the
[第4変形例]
次に、本実施形態の第4変形例の有機EL素子および表示装置について説明する。
図7(a)は、本発明の実施形態の第4変形例の有機EL素子および表示装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。図7(b)は、図7(a)におけるB部の部分拡大図である。
[Fourth Modification]
Next, an organic EL element and a display device according to a fourth modification of the present embodiment will be described.
Fig.7 (a) is typical sectional drawing which shows the structure of the principal part of the organic EL element and display apparatus of the 4th modification of embodiment of this invention. FIG.7 (b) is the elements on larger scale of the B section in Fig.7 (a).
図7(a)に示すように、本変形例の表示装置61は、上記実施形態の表示装置11の有機EL素子10に代えて、有機EL素子60を備える。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 7A, the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
有機EL素子60は、上記実施形態の有機EL素子10の隔壁3に代えて、光反射性隔壁63(隔壁、反射部)を備える。
光反射性隔壁63は、隔壁3と同様の形状を、電気絶縁性を有する白色の光反射性材料によって形成したものである。
このような光反射性材料の例としては、透明なバインダー樹脂に、バインダー樹脂よりも屈折率が高い透明微粒子である散乱粒子を分散した構成を挙げることができる。
この場合、上記第3変形例の反射部53bと同様に、バインダー樹脂としては、例えば、アクリル酸樹脂、エポキシ樹脂などを採用することができる。
散乱粒子としては、例えば、TiO2、Al2O3、ZrO2などを採用することができる。散乱粒子の含有量は、光反射性隔壁63に必要な反射率に応じて決めることができる。光反射性隔壁63の反射率は、TFT基板1との界面における反射率が50%以上であることが好ましい。
このような光反射性隔壁63の製造方法は特に限定されず、例えば、フォトリソグラフィ法、各種の印刷などによって形成することができる。
The
The light-
As an example of such a light reflective material, a configuration in which scattering particles, which are transparent fine particles having a refractive index higher than that of the binder resin, is dispersed in a transparent binder resin.
In this case, similarly to the
As the scattering particles, for example, TiO 2 , Al 2 O 3 , ZrO 2 or the like can be employed. The content of the scattering particles can be determined according to the reflectance required for the light
The manufacturing method of such a light
本変形例の有機EL素子60によれば、TFT基板1から光反射性隔壁63に入射した光は、白色の光反射性隔壁63により、光反射性隔壁63の反射率に応じて、入射側であるTFT基板1の方に反射される。例えば、光反射性隔壁63が散乱粒子を含有する場合には、この散乱粒子によって散乱されて、TFT基板1の方に反射される。
このため、上記実施形態と同様に、光反射性隔壁63を有しない隔壁を備える従来技術の有機EL素子に比べて、光取り出し効率をさらに向上することができる。
本変形例は、隔壁の全体が反射部を構成している場合の例になっている。
According to the
For this reason, similarly to the above-described embodiment, the light extraction efficiency can be further improved as compared with the organic EL element of the prior art provided with a partition without the light
This modification is an example in the case where the entirety of the partition wall constitutes a reflection portion.
また、本変形例では、光反射性隔壁63が電気絶縁性を有する。このため、上記第3変形例と同様、上記実施形態の反射部3bに比べて、広い有効反射面積が得られる。したがって、光反射性隔壁63が反射部3bと同程度の反射率を有する場合には、上記実施形態よりも光取り出し効率を向上することができる。
また、本変形例の表示装置61は、このような有機EL素子60を備えるため、表示のための消費電力を低減することができる。
Moreover, in this modification, the light
Further, since the
また、本変形例の有機EL素子60および表示装置61によれば、光反射性隔壁63のみで隔壁と反射部との機能を実現している。このため、隔壁本体3aと反射部3bとから隔壁3を警醒する上記実施形態に比べて製造工程を簡素化することができ、より製造コストを低減することができる。
In addition, according to the
なお、上記実施形態および各変形例の説明では、第一電極2が陽極、第二電極7が陰極の場合の例で説明したが、第一電極2を陰極、第二電極7を陽極とすることも可能である。
In the description of the embodiment and each modification, the
上記実施形態および各変形例の説明では、隔壁の反射部が、透光性基板との界面に形成された場合の例で説明したが、反射部は、透明材料を介して隔壁の内部に設けることも可能である。 In the description of the embodiment and each modification, the example in which the reflecting portion of the partition wall is formed at the interface with the light-transmitting substrate has been described. However, the reflecting portion is provided inside the partition wall through a transparent material. It is also possible.
また、上記実施形態、各変形例に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。 In addition, all the components described in the above embodiment and each modification can be implemented by appropriately changing or deleting the combination within the scope of the technical idea of the present invention.
以下では、上記実施形態および上記第4変形例に対応する実施例1、2について説明する。 Hereinafter, Examples 1 and 2 corresponding to the embodiment and the fourth modification will be described.
[実施例1]
上記実施形態の実施例である有機EL素子10、表示装置11を以下のようにして製造した。
なお、有機EL素子10は、フルカラー表示を行うため240×320ドットの画素を有するものとし、各画素は、サブピクセルとして3つの発光単位セルを備えるようにした。このため、サブピクセル数は720×320ドットとした。
各サブピクセルの形状は、120μm×360μmの矩形状とした。サブピクセル間の隙間は、図5におけるx方向の寸法を40μm、y方向の寸法を100μmとした。
[Example 1]
The
The
The shape of each subpixel was a rectangular shape of 120 μm × 360 μm. The gap between the sub-pixels was 40 μm in the x direction and 100 μm in the y direction in FIG.
まず、屈折率1.52、厚さ700μmの高屈折率ガラス製の基材の表面に、半導体プロセスを用いて薄膜トランジスタ1cを形成し、TFT基板1を形成した。
次に、上記のような形状の発光単位セルを発光させるため、ITOをスパッタリング方によりパターニングして第一電極2を形成した。このとき、第一電極2は、適宜の作製されたコンタクトホールなどによって薄膜トランジスタ1cと電気的に接続されている。これにより、薄膜トランジスタ1cは、接続された第一電極2に対するスイッチング素子として機能する。
First, a
Next, in order to make the light emitting unit cell having the above shape emit light, the
次に、0.1gのAlが分散されたポジ型の感光性材料であるTELRシリーズ(東京応化社製)20mLをスピンコート法にて、第一電極2および第一電極2の間に露出した素子部形成面1b等の全面に塗布し、120度で60secの間、プリベークを施した。スピンコート時の塗布装置の回転数は450rpm、塗布時間は、20secとした。
次に、感光性材料を、反射部3bの形状にパターニングするため、積算300mJの露光を行い、75secの現像処理と、90secの水洗とを行った後、230℃のポストベークを行い、図2に示すような格子状パターンの反射部3bを形成した。
このようにして得られた反射部3bの素子部形成面1bからの高さは0.1μmであった。
Next, 20 mL of TELR series (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), which is a positive photosensitive material in which 0.1 g of Al is dispersed, was exposed between the
Next, in order to pattern the photosensitive material into the shape of the reflecting
The height of the
次に、ポジ型の感光性材料であるTELRシリーズ(東京応化社製)40mLをスピンコート法にて、第一電極2、反射部3b、および第一電極2と反射部3bとの間に露出した素子部形成面1b等の全面に塗布し、120度で60secプリベークを施した。スピンコート時の塗布装置の回転数は450rpm、塗布時間は、20secとした。
次に、感光性材料を、隔壁3の形状にパターニングするため、積算300mJの露光を行い、75secの現像処理と、90secの水洗とを行った後、230℃のポストベークを行い、図3に示すような形状の隔壁本体3aを形成した。
このようにして得られた隔壁本体3aの素子部形成面1bからの高さは0.5μmであった。
Next, 40 mL of a positive photosensitive material TELR series (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is exposed by the spin coating method between the
Next, in order to pattern the photosensitive material into the shape of the
The height of the partition wall
次に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)とポリスチレンスルホン酸の混合物(以下PEDOT/PSSという)を水に分散させた正孔輸送インキを形成し、隔壁本体3aで囲まれた各第一電極2上に、スピンコート法により厚さ0.1μmに成膜した。その後、メタノールを用いて有効画素周辺にある不必要箇所にある正孔輸送インキを取り除いた。これにより、正孔輸送層5が形成された。
Next, a hole transport ink in which a mixture of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and polystyrenesulfonic acid (hereinafter referred to as PEDOT / PSS) is dispersed in water is formed, and each of the first layers surrounded by the
次に、樹脂凸版18として水現像タイプの感光性樹脂凸版を備える印刷装置19を用い、赤色、緑色、青色の発光色を有する有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体らを含む有機発光インキを使用した凸版印刷法によって、それぞれ所定位置の正孔輸送層5上に印刷した。これにより、図5に示すように、隔壁本体3aで区画された矩形状領域に、赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、青色有機発光層6Bを形成した。
このとき、アニロックスロール16は、150線/インチのものを使用した。これにより、得られた赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、青色有機発光層6Bの膜厚は、いずれも80nmであった。
Next, an organic light-emitting ink containing a polyphenylene vinylene derivative or the like, which is an organic light-emitting material having red, green, and blue emission colors, was used using a
At this time, the anilox roll 16 used was 150 lines / inch. Thereby, the film thicknesses of the obtained red organic
次に、赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、青色有機発光層6B、および隔壁本体3aの全体を覆う領域に、真空蒸着法でバリウム(Ba)を5nm、その上にAlを20nm成膜し、第二電極7を形成した。その後スパッタリング法をもちいて、第二電極7上にITO膜を成膜し、大気暴露することなく露点−80度、酸素濃度1ppmの窒素下で封止層8となる熱硬化型接着剤を用いて、封止部材9となるガラス板を貼り付けた。
これにより、図1に示すような、有機EL素子10および表示装置11が得られた。
Next, in a region covering the red organic light-emitting
Thereby, the
得られた表示装置11に対し、パネルの点灯表示確認をおこない、輝度測定を行ったところ、1ピクセル当たり3μAの電流のもと、1ピクセル当たりの効率は、5.37cd/A、1ピクセル当たりの輝度は、233cd/m2であった。
When the
[実施例2]
上記実施形態の第4変形例の実施例である有機EL素子60、表示装置61を以下のようにして製造した。
本実施例の有機EL素子60の画素構成は、実施例1の場合と同様とした。
[Example 2]
The
The pixel configuration of the
上記実施例1と同様にして、TFT基板1上に、薄膜トランジスタ1c、第一電極2を形成した。
In the same manner as in Example 1, the
次に、0.1gの酸化チタンが分散されたポジ型の感光性材料であるTELRシリーズ(東京応化社製)40mLをスピンコート法にて、第一電極2および第一電極2の間に露出した素子部形成面1b等の全面に塗布し、120度で60secの間、プリベークを施した。スピンコート時の塗布装置の回転数は450rpm、塗布時間は、20secとした。
次に、感光性材料を、光反射性隔壁63の形状にパターニングするため、積算300mJの露光を行い、75secの現像処理と、90secの水洗とを行った後、230℃のポストベークを行い、図7(a)に示すような断面形状を有する光反射性隔壁63を形成した。
このようにして得られた光反射性隔壁63の素子部形成面1bからの高さは0.5μmであった。
Next, 40 mL of TELR series (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), which is a positive photosensitive material in which 0.1 g of titanium oxide is dispersed, is exposed between the
Next, in order to pattern the photosensitive material into the shape of the light-
The height of the light
次に、上記実施例1と、同様にして、正孔輸送層5、有機発光層6(赤色有機発光層6R、緑色有機発光層6G、青色有機発光層6B)を順次形成し、第二電極7、封止層8、および封止部材9を形成した。
これにより、図7(a)に示すような、有機EL素子60および表示装置61が得られた。
Next, in the same manner as in Example 1, the
Thereby, an
得られた表示装置11に対し、パネルの点灯表示確認をおこない、輝度測定を行ったところ、1ピクセル当たり3μAの電流のもと、1ピクセル当たりの効率は、5.37cd/A、1ピクセル当たりの輝度は、233cd/m2であった。
When the
1、21 TFT基板(透光性基板)
1a 光出射面
1b、21b 素子部形成面
2 第一電極
3、43、53 隔壁
3a 隔壁本体
3b、53b 反射部
4 有機発光媒体層
5 正孔輸送層
6 有機発光層
6B 青色有機発光層
6G 緑色有機発光層
6R 赤色有機発光層
7 第二電極
8 封止層
9 封止部材
10、30、40、50、60 有機EL素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)
11、31、41、51、61 表示装置
19 印刷装置
43c 高屈折率層
63 光反射性隔壁(隔壁、反射部)
1,21 TFT substrate (Translucent substrate)
DESCRIPTION OF
11, 31, 41, 51, 61
Claims (4)
該透光性基板上に、パターン化して設けられた第一電極と、
該第一電極上に設けられ、有機発光層を含む有機発光媒体層と、
該有機発光媒体層を挟んで前記第一電極と対向する位置に設けられた第二電極と、
互いに隣接する前記第一電極の間の前記透光性基板上において前記有機発光媒体層を超える高さまで延ばされるとともに、前記有機発光媒体層を独立した発光単位セルに区画する隔壁と、
を備え、
該隔壁は、
前記透光性基板から入射する光を前記透光性基板に向けて反射する反射部を有する、有機エレクトロルミネッセンス素子。 A translucent substrate;
A first electrode patterned and provided on the translucent substrate;
An organic light emitting medium layer provided on the first electrode and including an organic light emitting layer;
A second electrode provided at a position facing the first electrode across the organic light emitting medium layer;
A partition that extends to a height exceeding the organic light emitting medium layer on the translucent substrate between the first electrodes adjacent to each other, and partitions the organic light emitting medium layer into independent light emitting unit cells;
With
The partition wall
An organic electroluminescence element having a reflection part that reflects light incident from the translucent substrate toward the translucent substrate.
金属層によって形成されている
ことを特徴とする、請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The reflective portion is
2. The organic electroluminescence device according to claim 1, wherein the organic electroluminescence device is formed of a metal layer.
前記透光性基板に密着して形成されている
ことを特徴とする、請求項1または2に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The reflective portion is
The organic electroluminescence element according to claim 1, wherein the organic electroluminescence element is formed in close contact with the translucent substrate.
該有機エレクトロルミネッセンス素子の発光によって画像表示を行う、表示装置。 The organic electroluminescence element according to any one of claims 1 to 3,
A display device that displays an image by light emission of the organic electroluminescence element.
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CN106952934A (en) * | 2016-01-05 | 2017-07-14 | 三星显示有限公司 | Large Surface Mirror display device and its manufacture method |
-
2014
- 2014-02-10 JP JP2014023703A patent/JP2015153475A/en active Pending
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