JP2016018781A - 有機エレクトロルミネッセンス表示パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、FMMの使用回数を減少することで、生産コストを低減させ、製造工程の困難さを減少させることができる有機エレクトロルミネッセンス表示パネルを提供する。
【解決手段】本発明による有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、複数の第一画素領域、複数の第二画素領域及び複数の第三画素領域を有する有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、第一電極層と、有機層と、第二電極層とを有している。第一電極層は、反射材を含んでいる。有機層は、有機発光材により形成された発光層を有して、第一電極層上に配置されている。第二電極層は、透明金属酸化物導電材を含んで、有機層上に配置されている。第二電極層は、単一の厚さを有し、その厚さが300nmより大きくなっている。
【選択図】図1F
【解決手段】本発明による有機エレクトロルミネッセンス表示パネルは、複数の第一画素領域、複数の第二画素領域及び複数の第三画素領域を有する有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、第一電極層と、有機層と、第二電極層とを有している。第一電極層は、反射材を含んでいる。有機層は、有機発光材により形成された発光層を有して、第一電極層上に配置されている。第二電極層は、透明金属酸化物導電材を含んで、有機層上に配置されている。第二電極層は、単一の厚さを有し、その厚さが300nmより大きくなっている。
【選択図】図1F
Description
本発明は、表示パネルに関し、特に、有機エレクトロルミネッセンス(以下、「有機EL」と称する)表示パネルに関する。
有機EL表示パネル(例えば、有機発光ダイオード表示パネル;有機発光ダイオード:organic light-emitting diode,OLED)は、アクティブ発光、高コントラスト、薄型及び広視野角などのメリットを有しているため、次世代のフラット表示パネルの主流と成りそうである。
有機EL表示パネルにおいて、トップエミッション型のOLEDは、強い空洞共振効果があるため、高効率及び高色純度を有している。空洞共振効果を実現するために、従来の有機EL表示パネルでは、有機発光材料により製造された発光層を含む有機層に対し、ファインメタルマスク(fine metal mask,FMM)を使って、一部のRGBサブ画素のフォトクロミック及び強度を調整していた。
しかしながら、FMMの技術は、コストが高く、精密な位置合わせが必要となっている。より明確に言うと、FMMの隣接する開口同士の間隔には限界があり、隣接するRGBサブ画素から発生される異色光の混合問題を避けるためには、隣接するRGBサブ画素同士に一定の間隔が必要となっている。そこで、FMMの使用回数(使用個数)を減少してコストを低減させ、製造工程の困難さを減少させることができ、高効率及び高色純度の両方を同時に有する有機EL表示パネルを作ることが、当分野の課題になっている。
上記課題を解決するために、本発明は、FMMの使用回数を減少することで、生産コストを低減させ、製造工程の困難さを減少させることができる有機EL表示パネルを提供する。
本発明による有機EL表示パネルは、複数の第一画素領域、複数の第二画素領域及び複数の第三画素領域を有する有機EL表示パネルであって、第一電極層と、有機発光材により形成された発光層を有する有機層と、第二電極層とを有している。前記第一電極層は、反射材を含んで、前記第一画素領域、前記第二画素領域及び前記第三画素領域に配置されている。前記有機層は、前記第一画素領域、第二画素領域及び第三画素領域における前記第一電極層上に配置されている。前記第二電極層は、前記第一画素領域、前記第二画素領域及び前記第三画素領域における前記有機層上に配置されている。前記第二電極層は、透明金属酸化物導電材を含んでおり、前記第一画素領域、第二画素領域及び第三画素領域での厚さが実質的に同一になっており、前記厚さが300nm以上である。
上記のような本発明の有機EL表示パネルによれば、第二電極層に透明金属酸化物導電材が含まれており、電極層を形成する従来の薄型金属材に比べ、透明金属酸化物導電材は、その厚さが厚くても高透過率を有している。これにより、第二電極層の厚さを変更することで、有機EL表示パネルの各画素領域が、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足することが可能となる。従って、本発明の有機EL表示パネルによれば、高効率及び高色純度を同時に図ることが可能である。また、第二電極層の厚さを変更することで、FMMの使用回数を減少することができて、生産コストを低減させ、製造工程の困難さを減少させることができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図1A乃至図1Fは、本発明の第一実施形態による有機EL表示パネルの製造工程を模式的に示した断面図であり、図2は、図1Aの素子配置層の構成を模式的に示した上面図である。図1Aに示すように、基板100上には素子配置層110が形成されている。基板100は、例えば、ガラス基板のような硬質基板であってもよく、プラスチック基板のような軟質基板であってもよい。基板100の材質として、透明材または非透明材を使う。基板100は、主に、有機EL表示パネルの発光素子を搭載するためのものである。ここで、基板100は、それぞれ異なる原色光を表示するために用いられる複数の第一画素領域11、複数の第二画素領域12及び複数の第三画素領域13を有している。構成を明確に示すために、図1Aでは、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13を一つずつ有している構成を示している。素子配置層110には、複数の薄膜トランジスタ(thin film transistors, TFTs)、コンデンサなどの駆動素子が配置されてもよいが、これに限定されない。
図1A乃至図1Fは、本発明の第一実施形態による有機EL表示パネルの製造工程を模式的に示した断面図であり、図2は、図1Aの素子配置層の構成を模式的に示した上面図である。図1Aに示すように、基板100上には素子配置層110が形成されている。基板100は、例えば、ガラス基板のような硬質基板であってもよく、プラスチック基板のような軟質基板であってもよい。基板100の材質として、透明材または非透明材を使う。基板100は、主に、有機EL表示パネルの発光素子を搭載するためのものである。ここで、基板100は、それぞれ異なる原色光を表示するために用いられる複数の第一画素領域11、複数の第二画素領域12及び複数の第三画素領域13を有している。構成を明確に示すために、図1Aでは、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13を一つずつ有している構成を示している。素子配置層110には、複数の薄膜トランジスタ(thin film transistors, TFTs)、コンデンサなどの駆動素子が配置されてもよいが、これに限定されない。
そして、図1Aの素子配置層110の上面構成を模式的に示した図2を参照する。素子配置層110には、複数の画素構造Pが配置され、複数の画素構造Pは画素アレイを構成している。説明を理解しやすくするために、図2では、3×3個の画素構造Pのみを示している。本実施形態において、画素アレイには、複数の走査線SL、複数のデータ線DL及び複数の電源線PLが含まれている。第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13の各々には、一つの画素構造Pが配置されている。各画素構造Pは、対応する一つの走査線SL、対応する一つのデータ線DL及び対応する一つの電源線PLと電気的に接続している。本実施形態において、各画素構造Pは、アクティブ素子T1、T2及びコンデンサCSを備えている。もちろん、本実施形態では、各画素構造Pが二つのアクティブ素子及び一つのコンデンサを有する構成(2T1C)を例として説明するが、本発明はこの構成に限定されない。2T1C方式の画素構造において、アクティブ素子T1、T2は、それぞれ、ゲート極、ソース極、ドレイン極及びチャンネル領域を有している。
そして、図1Bに示すように、基板100(例えば、基板の内表面)上には、第一電極層120が形成されている。電極パターン121は第一画素領域11に形成され、電極パターン122は第二画素領域12に形成され、電極パターン123は第三画素領域13に形成されている。第一電極層120は、蒸着加工にファインメタルマスク(fine metal mask,FMM)を利用して形成することができるが、この方法に限定されない。例えば、第一電極層120を、化学気相堆積(chemical vapor deposition, CVD)法、または物理気相成長(physical vapor deposition, PVD)法とリソグラフィーエッチング法(lithography etching)との組合せにより加工形成することができる。本実施形態において、有機EL表示パネル10は、トップエミッション型の有機EL表示パネルであって、この場合、第一電極層120は、例えば、金属、合金、金属酸化物など導電材により形成された反射材、または、金属及び透明金属酸化物導電材の堆積により形成された反射材を含んでもよい。ここで、透明金属酸化物の導電材として、例えば、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、アルミニウムスズ酸化物、アルミニウム亜鉛酸化物、インジウムゲルマニウム亜鉛酸化物またはその他の適切な酸化物があるが、これらに限定されない。
そして、図1Cに示すように、第一電極層120上に、正孔注入層(hole injection layer, HIL)130及び正孔輸送層(hole transport layer, HTL)140を順に形成する。正孔注入層130及び正孔輸送層140は、例えば蒸着法により形成されるが、これに限定されない。ここで、正孔注入層130及び正孔輸送層140は、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13での厚さ(高さ)が、実質的に同じく形成されている。
そして、図1Dに示すように、正孔輸送層140上に発光層150を形成する。詳しくは、発光層151を第一画素領域11に形成し、発光層152を第二画素領域12に形成し、発光層153を第三画素領域13に形成することで、発光層150を形成する。一例として、蒸着法を利用し、且つ第一FMM、第二FMM及び第三FMMを組み合わせて使うことで、発光層151、発光層152及び発光層153をそれぞれ形成することができるが、本発明は、この形成方法に限定されない。発光層151は第一色発光材を含み、発光層152は第二色発光材を含み、発光層153は第三色発光材を含んでいる。本実施形態において、第一色発光材は赤色発光材Rであり、第二色発光材は緑色発光材Gであり、第三色発光材は青色発光材Bであるが、これに限定されない。図1Dに示すように、第一色発光材は第一画素領域11に配置され、第二色発光材は第二画素領域12に配置され、第三色発光材は第三画素領域13に配置されている。
そして、図1Eに示すように、発光層150上に電子輸送層(electron transport layer, ETL)160を形成する。電子輸送層160は、例えば、蒸着加工によって形成されるが、これに限定されない。ここで、電子輸送層160は、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13での厚さ(高さ)が、実質的に同じく形成されている。本実施形態において、正孔注入層130、正孔輸送層140、発光層150及び電子輸送層160によって、有機層101が形成される。有機層101は、第一電極層120上に配置されている。
そして、図1Fに示すように、電子輸送層160上に第二電極層170を形成することで、本実施形態による有機EL表示パネル10が製作される。第二電極層170の材質として、例えば、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、アルミニウムスズ酸化物、アルミニウム亜鉛酸化物、インジウムゲルマニウム亜鉛酸化物、その他の適切な酸化物、または上述した少なくとも二つの酸化物の堆積により形成された物などの透明金属酸化物導電材があるが、これらに限定されない。また、第二電極層170の外表面(頂表面)には、何れの有機EL表示パネル10の導電材も含まれていない。なお、必要によって、第二電極層170上に偏光片(polarizer)または蓋板などの部材を配置してもよいが、これらに限定されない。
図1F及び図2に示すように、アクティブ素子T1のソース極はデータ線DLと電気的に接続し、アクティブ素子T1のゲート極は走査線SLと電気的に接続し、アクティブ素子T1のドレイン極はアクティブ素子T2と電気的に接続している。アクティブ素子T2のゲート極はアクティブ素子T1のドレイン極と電気的に接続し、アクティブ素子T2のソース極は電源線PLと電気的に接続し、アクティブ素子T2のドレイン極は第一電極層120と電気的に接続している。コンデンサCSの一方の電極端は、アクティブ素子T1のドレイン極と電気的に接続し、コンデンサCSの他方の電極端は、アクティブ素子T2のソース極及び電源線PLと電気的に接続している。
また図1Fに示すように、第一画素領域11内において、電極パターン121と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ(micro cavity)191を形成してもよい。同じく、第二画素領域12内において、電極パターン122と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ192を形成し、且つ、第三画素領域13内において、電極パターン123と第二電極層170との間にマイクロキャビティ193を形成してもよい。通常、赤色発光材R、緑色発光材G及び青色発光材Bから発光される光は、それぞれ、マイクロキャビティ191、マイクロキャビティ192及びマイクロキャビティ193において空洞共振効果が発生する。その後、上記光は、第一電極層120における反射材の作用によって、第二電極層170に向かって発射されて、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13からそれぞれ赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBが発光される。
通常、従来の有機EL表示パネルにおいて、上記空洞共振効果を満たすために、五つのFMMを使わなければならず、その中の二つのFMMは、厚さが異なる正孔輸送層を蒸着するために用いられ、これによってRGBサブ画素の異なる光学的厚さを満たす。しかし、FMM技術は、高いコストがかかり、精密な位置合わせが必要になっている。より明確に説明すると、FMMの隣接する開口同士間の距離には限界があり、且つ、異なる色の隣接するRGBサブ画素から発射される光線の混色問題を避けるためには、隣接するRGBサブ画素同士間に一定の間隔が必要となっている。
ここで説明したいのは、電極層を形成する従来の薄型金属材に比べ、本実施形態の第二電極層170を形成する透明導電酸化物(transparent conductive oxide, TCO)は、その厚さが厚くなった(例えば、50nm以上)場合でも、高透過率を有している。このため、本実施形態において、第二電極層170のTCOの厚さを変更することで、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足することが可能である。図1Fに示すように、マイクロキャビティ191、192及び193において、発光層(有機発光層)151、152、153以外の他の各層は、実質的に同一の厚さで成膜されている。言い換えれば、正孔注入層130、正孔輸送層140及び電子輸送層160は、個別の第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13において、厚さ(高さ)が実質的に同一に形成されている。なお、有機EL表示パネル10は、その個別の第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13に電子注入層(図示せず)をさらに形成してもよい。電子注入層は、発光層151と電子輸送層160の間に位置し、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13のそれぞれにおいて、その厚さ(高さ)が実質的に同一に形成される。これによって、FMMの使用回数(使用個数)を減少させることができる。
詳しく言うと、本実施形態において、模擬ソフトにより上記第二電極層170の厚さを計算する。第一色発光材(即ち、発光層151)、第二色発光材(即ち、発光層152)及び第三色発光材(即ち、発光層153)の上方での第二電極層170の厚さLEは、下記式(1)を満足する。
式中、nEは、第二電極層170の屈折率を表し、λR、λG、λBは、それぞれ第一画素領域11、第二画素領域12、第三画素領域13の発光波長を表し、本実施形態では、それぞれ赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBの波長を表している。また、Ψは、光が第一電極層120と第二電極層170との間を通過するときのラジアン(radian)で示した反射位相シフトの合計(a total amount in radians of the phase shift)を表し、0<Ψ≦2πである。また、mR、mG、mBは、それぞれ正の数であり、mR≦mG≦mBである。また、nOは、電子輸送層160、有機発光材により形成された発光層150、正孔輸送層140及び正孔注入層130を含む有機層101の平均屈折率を表す。また、LOは、第一電極層120と第二電極層170との間における有機層101の厚さを表す。
模擬の結果から分かるように、第二電極層170の厚さLEが300nmより大きいとき、式(1)を利用して適切な厚さを得て、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足するようにする。ここで説明したいのは、第二電極層170の上記厚さの範囲内において、第一色発光材(即ち、発光層151)、第二色発光材(即ち、発光層152)及び第三色発光材(即ち、発光層153)の上方における第二電極層170の厚さLEは、実質的に同一になっている。上述のように、本実施形態において、第二電極層170の厚さは単一になっているため、HTL140の厚さを変更するための二つのFMMを省略することができ、従って、有機EL表示パネル10の生産コストを低減し、製造工程の困難さを減少させることができる。
特に、第二電極層170の厚さLEが300nm乃至700nmの範囲内にあるとき、上述した空洞共振効果がよりよくなって、第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13から、波長範囲が590nm乃至650nmである赤色光lR、波長範囲が480nm乃至540nmである緑色光lG及び波長範囲が420nm乃至480nmである青色光lBをそれぞれ発光するようにさせる。このため、第二電極層170の厚さLEが上記範囲内にあるとき、有機EL表示パネル10は、高効率及び高色純度を同時に有することができる。
一例として、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBの波長は、それぞれ、620nm、520nm及び458nmである。第一画素領域11、第二画素領域12及び第三画素領域13での第二電極層170の屈折率nE及び有機層101の平均屈折率nOは、下記表に示した通りである。本実施形態において、厚さLEは、式(1)中の波長範囲が455nm乃至490nm(表2−1に示されたmR=5、mR=6、mR=7)である三色の光、及び波長範囲が590nm乃至600nm(表2−2に示されたmR=6、mR=7、mR=8)である三色の光の条件を満たす。
本発明による有機EL表示パネルは、上述した実施形態に限定されない。以下、他の図を参照しながら、本発明の他の実施形態による有機EL表示パネルを説明する。各実施形態の相違点を比較し、説明を簡略化させるために、下記の各実施形態では、同一または相似なものに、同一または相似な符号を付して説明する。なお、各実施形態の相違点のみについて説明し、重複の部分についてはその説明を省略する。
図3は、本発明の第二実施形態による有機EL表示パネルの断面構造を模式的に示す図である。図3に示された有機EL表示パネル20は、図1Fに示された有機EL表示パネル10と相似しているが、相違点として、第一電極層120上に発光層250が直接形成され、発光層250上に第二電極層170が直接形成されている。有機層101は、発光層250により形成されている。本発明の第一実施形態と同じように、発光層251は第一画素領域21に形成され、発光層252は第二画素領域22に形成され、発光層253は第三画素領域23に形成されている。一例として、発光層251、発光層252及び発光層253は、蒸着加工を利用し、第一FMM、第二FMM及び第三FMMを使って形成することができるが、これに限定されない。発光層251は、第一色発光材を含み、発光層252は、第二色発光材を含み、発光層253は、第三色発光材を含んでいる。本実施形態において、第一色発光材は赤色発光材Rであり、第二色発光材は緑色発光材Gであり、第三色発光材は青色発光材Bであるが、これに限定されない。
本発明の第一実施形態と同じように、第一画素領域21内において、電極パターン121と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ291を形成してもよい。同じく、第二画素領域22内において、電極パターン122と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ292を形成し、且つ、第三画素領域23内において、電極パターン123と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ293を形成してもよい。通常、赤色発光材R、緑色発光材G及び青色発光材Bから発光される光は、それぞれ、マイクロキャビティ291、マイクロキャビティ292及びマイクロキャビティ293において空洞共振効果が発生する。その後、上記光は、第一電極層120における反射材の作用によって、第二電極層170に向かって発射されて、第一画素領域21、第二画素領域22及び第三画素領域23からそれぞれ赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBが発光される。
電極層を形成する従来の薄型金属材に比べ、本実施形態の第二電極層170を形成する上記透明導電酸化物(TCO)は、その厚さが厚くなった(例えば、50nm以上)場合でも、高透過率を有している。このため、本実施形態において、第二電極層170のTCOの厚さを変更することで、第一画素領域21、第二画素領域22及び第三画素領域23が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足させるようにする。図3に示すように、マイクロキャビティ291、292及び293において、発光層251、252、253以外の他の層の各々は、実質的に同一な厚さで成膜されている。これによって、FMMの使用回数を減少することができる。
詳しく言うと、本実施形態において、模擬ソフトにより第二電極層170の厚さを計算する。第一色発光材(即ち、発光層251)、第二色発光材(即ち、発光層252)及び第三色発光材(即ち、発光層253)の上方での第二電極層170の厚さを、LEで表す。模擬の結果によれば、第二電極層170の厚さLEが300nmより大きいとき、式(1)を利用して適切な厚さを得て、第一画素領域21、第二画素領域22及び第三画素領域23が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足するようにする。ここで説明したいのは、第二電極層170の上記厚さの範囲内において、第一色発光材(即ち、発光層251)、第二色発光材(即ち、発光層252)及び第三色発光材(即ち、発光層253)の上方における第二電極層170の厚さは、実質的に同一になっている。上述のように、本実施形態において、第二電極層170の厚さLEは単一になっているため、OLEDの発光層251、252、253以外の他の層をすべて同じ厚さで成膜することができて、FMMの使用回数を減少することができる。従って、有機EL表示パネル20の生産コストを低減し、製造工程の困難さを減少することができる。
特に、第二電極層170の厚さLEが300nm乃至700nmの範囲内にあるとき、上述した空洞共振効果がよりよくなって、第一画素領域21、第二画素領域22及び第三画素領域23のそれぞれから、波長範囲が590nm乃至650nmである赤色光lR、波長範囲が480nm乃至540nmである緑色光lG及び波長範囲が420nm乃至480nmである青色光lBを発光するようにさせる。このため、第二電極層170の厚さLEが上記範囲にあるとき、有機EL表示パネル20は、高効率及び高色純度を同時に有することができる。
図4は、本発明の第三実施形態による有機EL表示パネルの断面構造を模式的に示す図である。図4に示された有機EL表示パネル30は、図1Fに示された有機EL表示パネル10と相似しているが、相違点として有機層101が発光層350を有し、且つ、発光層350の色発光材の分布が異なっている。図4に示すように、発光層350は、第一画素領域31に形成された発光層351、第二画素領域32に形成された発光層352及び第三画素領域33に形成された発光層353を有している。発光層353は、発光層351及び発光層352を被覆(または、積み重ね)して形成されている。本実施形態において、第一色発光材は赤色発光材Rであり、第二色発光材は緑色発光材Gであり、第三色発光材は青色発光材Bであるが、これに限定されない。
本発明の第一実施形態と同じように、第一画素領域31内において、電極パターン121と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ391を形成してもよい。同じく、第二画素領域32内において、電極パターン122と第二電極層170との間に、マイクロキャビティ392を形成し、且つ、第三画素領域33内において、電極パターン123と第二電極層170との間にマイクロキャビティ393を形成してもよい。通常、赤色発光材R、緑色発光材G及び青色発光材Bから発光される光は、それぞれ、マイクロキャビティ391、マイクロキャビティ392及びマイクロキャビティ393において空洞共振効果が発生する。その後、上記光は、第一電極層120における反射材の作用によって、第二電極層170に向かって発射されて、第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33からそれぞれ赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBが発光される。
電極層を形成する従来の薄型金属材に比べ、本実施形態の第二電極層170を形成する上記透明導電酸化物(TCO)は、その厚さが厚くなった(例えば、50nm以上)場合でも、高透過率を有している。このため、本実施形態において、第二電極層170のTCOの厚さを変更することで、第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足するようにする。図4に示すように、マイクロキャビティ391、392及び393において、発光層351、352、353以外の他の層の各々は、実質的に同一の厚さで成膜されている。言い換えれば、正孔注入層130、正孔輸送層140及び電子輸送層160は、個別の第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33において、厚さ(高さ)が実質的に同一に形成されている。なお、有機EL表示パネル30は、その個別の第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33に電子注入層(図示せず)をさらに形成してもよい。電子注入層は、発光層350と電子輸送層160との間に位置し、個別の第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33において、その厚さ(高さ)が実質的に同一に形成される。これによって、FMMの使用回数を減少することができる。
詳しく言うと、本実施形態において、模擬ソフトにより上記第二電極層170の厚さを計算する。第一色発光材(即ち、発光層351)、第二色発光材(即ち、発光層352)及び第三色発光材(即ち、発光層353)の上方での第二電極層170の厚さを、LEで表す。模擬の結果から分かるように、第二電極層170の厚さLEが300nmより大きいとき、第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足するようにする。ここで説明したいのは、第二電極層170の上記厚さの範囲内において、第一色発光材(即ち、発光層351)、第二色発光材(即ち、発光層352)及び第三色発光材(即ち、発光層353)の上方における第二電極層170の厚さは、実質的に同一になっている。上述のように、本実施形態において、第二電極層170の厚さは単一になっているため、HTL140の厚さを変更するための二つのFMMを省略することができる。なお、第三の発光層353を、第三画素領域33に形成し且つ第一の発光層351及び第二の発光層352が被覆されるように形成することで、共同で青色発光層の構造を形成し、これにより、FMMをさらに一つ減少することができる。このように、本実施形態において、第二電極層170の厚さは単一になっているため、FMMの使用回数を減少することができ、有機EL表示パネル30の生産コストを低減し、製造工程の困難さを減少することができる。
特に、第二電極層170の厚さLEが300nm乃至700nmの範囲内にあるとき、上述した空洞共振効果がよりよくなって、第一画素領域31、第二画素領域32及び第三画素領域33から、波長範囲が590nm乃至650nmである赤色光lR、波長範囲が480nm乃至540nmである緑色光lG及び波長範囲が420nm乃至480nmである青色光lBをそれぞれ発光するようにさせる。このため、第二電極層170の厚さLEが上記範囲内にあるとき、有機EL表示パネル30は、高効率及び高色純度を同時に有することができる。
図5は、本発明の第四実施形態による有機EL表示パネルの断面構造を模式的に示す図である。図5に示された有機EL表示パネル40は、図1Fに示された有機EL表示パネル10と相似しているが、相違点として有機層101が発光層450を有し、且つ発光層450の色発光材の組成及び分布が異なっている。図5に示すように、発光層450は、発光層451と発光層452とが並列して形成されたものである。発光層451は、第一画素領域41及び第二画素領域42に形成され、発光層452は、第三画素領域43に形成されている。発光層451は、第一色発光材を含み、発光層452は第二色発光材を含んでいる。本実施形態において、第一色発光材は黄色発光材Yであり、第二色発光材は青色発光材Bであるが、これに限定されない。特に、本実施形態における有機EL表示パネル40は、その第二電極層170上に、カラーフィルタ層480をさらに有している。カラーフィルタ層480は、第三色フィルタ材481、第四色フィルタ材482及び第二色フィルタ材483を含んでいる。第三色フィルタ材481は、第一画素領域41に設置され、第四色フィルタ材482は、第二画素領域42に設置され、第二色フィルタ材483は、第三画素領域43に設置されている。本実施形態において、第二色フィルタ材483は青色フィルタ材BFであり、第三色フィルタ材481は赤色フィルタ材RFであり、第四色フィルタ材482は緑色フィルタ材GFであるが、第二色フィルタ材483(青色フィルタ材BF)を省略してもよい。赤色フィルタ材RF及び緑色フィルタ材GFを設置することで、黄色発光材Yから発光される光をフィルタリングして、赤色光lR及び緑色光lGを形成することができる。なお、必要によって、カラーフィルタ層480に反射防止層(anti-reflection layer)または蓋板などの部材を設置してもよい。
本発明の第一実施形態と同じように、模擬ソフトにより上記第二電極層170の厚さを計算する。第一画素領域41、第二画素領域42及び第三画素領域43の上方での第二電極層170の厚さを、LEで表す。模擬の結果から分かるように、第二電極層170の厚さLEが300nmより大きいとき、第一画素領域41、第二画素領域42及び第三画素領域43が、赤色光lR、緑色光lG及び青色光lBのそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足するようにする。図5に示すように、マイクロキャビティ491、492及び493は、実質的に同じ長さを有している。これによって、FMMの使用回数を減少することができる。ここで説明したいのは、第二電極層170の上記厚さの範囲内において、発光層451及び発光層452の上方における第二電極層170の厚さは、実質的に同一になっている。本実施形態において、第二電極層170の厚さは単一になっているため、HTL140の厚さを変更するための二つのFMMを省略することができる。また、黄色発光材Yを含む発光層451を先に設置し、その後、赤色フィルタ材RF及び緑色フィルタ材GFを利用してフィルタリングを行うことでそれぞれ赤色光及び緑色光を発射することになり、これにより、FMMをさらに一つ減少することができる。以上によって、有機EL表示パネル40の生産コストを低減し、製造工程の困難さを減少することができる。
特に、第二電極層170の厚さLEが300nm乃至700nmの範囲内にあるとき、上述した空洞共振効果がよりよくなって、第一画素領域41、第二画素領域42及び第三画素領域43のそれぞれから、波長範囲が590nm乃至650nmである赤色光lR、波長範囲が480nm乃至540nmである緑色光lG及び波長範囲が420nm乃至480nmである青色光lBを発光するようにさせる。このため、第二電極層170の厚さLEが上記範囲にあるとき、有機EL表示パネル40は、高効率及び高色純度を同時に有することができる。
以上説明したように、本発明の有機EL表示パネルによれば、第二電極層に透明金属酸化物導電材が含まれており、電極層を形成する従来の薄型金属材に比べ、透明金属酸化物導電材は、その厚さが厚くなっても、高透過率を有している。このため、第二電極層の厚さを変更することで、有機EL表示パネルの各画素領域が、赤色光、緑色光及び青色光のそれぞれの波長に対応する光学的厚さを同時に満足するようにする。従って、本発明の有機EL表示パネルによれば、高効率及び高色純度を同時に図ることが可能である。また、第二電極層の厚さを変更することで、FMMの使用回数を減少することができて、生産コストを低減させ、製造工程の困難さを減少させることができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる形態例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
10、20、30、40 有機エレクトロルミネッセンス表示パネル(有機EL表示パネル)
11、21、31、41 第一画素領域
12、22、32、42 第二画素領域
13、23、33、43 第三画素領域
100 基板
101 有機層
110 素子配置層
120 第一電極層
121、122、123 電極パターン
130 正孔注入層
140 正孔輸送層
150、151、152、153、250、251、252、253、350、351、352、353、450、451、452 発光層
160 電子輸送層
170 第二電極層
191、192、193、291、292、293、391、392、393、491、492、493 マイクロキャビティ
480 カラーフィルタ層
481 第三色フィルタ材
482 第四色フィルタ材
483 第二色フィルタ材
LE 厚さ
lB 青色光
lG 緑色光
lR 赤色光
B 青色発光材
BF 青色フィルタ材
CS コンデンサ
DL データ線
G 緑色発光材
GF 緑色フィルタ材
P 画素構造
PL 電源線
R 赤色発光材
RF 赤色フィルタ材
SL 走査線
T1、T2 アクティブ素子
Y 黄色発光材
11、21、31、41 第一画素領域
12、22、32、42 第二画素領域
13、23、33、43 第三画素領域
100 基板
101 有機層
110 素子配置層
120 第一電極層
121、122、123 電極パターン
130 正孔注入層
140 正孔輸送層
150、151、152、153、250、251、252、253、350、351、352、353、450、451、452 発光層
160 電子輸送層
170 第二電極層
191、192、193、291、292、293、391、392、393、491、492、493 マイクロキャビティ
480 カラーフィルタ層
481 第三色フィルタ材
482 第四色フィルタ材
483 第二色フィルタ材
LE 厚さ
lB 青色光
lG 緑色光
lR 赤色光
B 青色発光材
BF 青色フィルタ材
CS コンデンサ
DL データ線
G 緑色発光材
GF 緑色フィルタ材
P 画素構造
PL 電源線
R 赤色発光材
RF 赤色フィルタ材
SL 走査線
T1、T2 アクティブ素子
Y 黄色発光材
Claims (13)
- 複数の第一画素領域、複数の第二画素領域及び複数の第三画素領域を有する有機エレクトロルミネッセンス表示パネルであって、
反射材を含んで、複数の前記第一画素領域、複数の前記第二画素領域及び複数の前記第三画素領域に配置されている第一電極層と、
有機発光材により形成された発光層を有して、複数の前記第一画素領域、複数の前記第二画素領域及び複数の前記第三画素領域のそれぞれにおける前記第一電極層上に配置されている有機層と、
透明金属酸化物導電材を含んで、複数の前記第一画素領域、複数の前記第二画素領域及び複数の前記第三画素領域のそれぞれにおける前記有機層上に配置され、複数の前記第一画素領域、複数の前記第二画素領域及び複数の前記第三画素領域での厚さが実質的に同一であり、前記厚さが300nm以上の第二電極層と、を有している、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。 - 前記第二電極層の厚さが300nm乃至700nmである、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表示パネル。
- 前記有機層は、第一色発光材、第二色発光材、第三色発光材を含んでおり、
前記第一色発光材は、複数の前記第一画素領域に配置され、
前記第二色発光材は、複数の前記第二画素領域に配置され、
前記第三色発光材は、複数の前記第三画素領域に配置され、
前記第一色発光材、前記第二色発光材及び前記第三色発光材の上方に配置されている前記第二電極層の厚さはLEであって、下記式(1)を満足し、
nEは、前記第二電極層の屈折率を表し、
λR、λG、λBは、それぞれ前記第一画素領域、前記第二画素領域、前記第三画素領域の発光波長を表し、
Ψは、光が前記第一電極層と前記第二電極層との間を通過するときの、ラジアンで示された反射位相シフトの合計を表し、且つ、0<Ψ≦2πであり、
mR、mG、mBは、それぞれ正の数であり、
nOは、前記有機層の平均屈折率を表し、
LOは、前記有機層の厚さを表す、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表示パネル。 - 前記mR、mG、mBは、mR≦mG≦mBを満足する、ことを特徴とする請求項3に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
- 前記第一画素領域、前記第二画素領域及び前記第三画素領域は、それぞれ、赤色光、緑色光及び青色光を発射し、
前記赤色光の波長範囲は、590乃至650nmであり、前記緑色光の波長範囲は、480乃至540nmであり、前記青色光の波長範囲は、420乃至480nmである、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表示パネル。 - 前記有機層は、第一色発光材、第二色発光材、第三色発光材を含んでおり、
前記第一色発光材は、複数の前記第一画素領域に配置され、
前記第二色発光材は、複数の前記第二画素領域に配置され、
前記第三色発光材は、複数の前記第三画素領域に配置されている、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表示パネル。 - 前記第一色発光材、前記第二色発光材、前記第三色発光材は、それぞれ、赤色発光材、緑色発光材及び青色発光材である、ことを特徴とする請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
- 前記発光層は、第一色発光材、第二色発光材、第三色発光材を含んでおり、
前記第一色発光材は、複数の前記第一画素領域に配置され、
前記第二色発光材は、複数の前記第二画素領域に配置され、
前記第三色発光材は、複数の前記第三画素領域に配置され、且つ、前記第一色発光材及び前記第二色発光材を被覆している、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表示パネル。 - 前記第一色発光材、前記第二色発光材、前記第三色発光材は、それぞれ、赤色発光材、緑色発光材及び青色発光材である、ことを特徴とする請求項8に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。
- 前記有機層の前記発光層は、第一色発光材及び第二色発光材を含んでおり、前記第一色発光材は、複数の前記第一画素領域及び複数の前記第二画素領域に配置され、前記第二色発光材は、複数の前記第三画素領域に配置されており、
前記第二電極層上に配置され、複数の前記第一画素領域に配置されている第三色フィルタ材及び複数の前記第二画素領域に配置されている第四色フィルタ材を含むカラーフィルタ層をさらに有している、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表示パネル。 - 前記第一色発光材は、黄色発光材であり、
前記第二色発光材は、青色発光材であり、
前記第三色フィルタ材は、赤色フィルタ材であり、
前記第四色フィルタ材は、緑色フィルタ材である、ことを特徴とする請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。 - 前記カラーフィルタ層は、第二カラーフィルタ材をさらに含んでおり、
前記第二カラーフィルタ材は、複数の前記第三画素領域に配置されている、ことを特徴とする請求項10に記載の有機エレクトロルミネッセンス表示パネル。 - 前記第二電極層上に配置されているカラーフィルタ層をさらに有し、
前記カラーフィルタ層は、複数の前記第一画素領域に配置されている第一色フィルタ材、複数の前記第二画素領域に配置されている第二色フィルタ材、及び複数の前記第三画素領域に配置されている第三色フィルタ材を含んでいる、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表示パネル。
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