JP5251239B2 - 有機el装置、電子機器、有機el装置の製造方法 - Google Patents
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Description
上記有機発光表示装置は、発光層からそのまま第2透明電極側に射出した発光と反射膜で反射した発光とが共振して輝度が上昇する、所謂光共振構造を有している。この光共振構造は、発光層における発光色すなわち光の波長に応じて、発光層と反射膜との間の距離が設定されている。これにより、発光色ごとの輝度を高めようとするものである。
上記有機EL発光装置は、色要素として発光色に対応したカラーフィルタを備え、カラーフィルタによって発光色の色度補正を行い、より鮮やかな色表現を可能としたものである。
また、カラーフィルタが形成された封止基板と、機能層が形成された素子基板と接合させる場合、発光領域とカラーフィルタの着色領域とが平面的に位置精度よく合致していないと、光漏れが発生して適正に色度補正がなされないというおそれがある。
この構成によれば、光共振器上に積層された少なくとも1色のフィルタエレメントを備えることにより、発光色の色度が補正され、優れた色度バランスと高い発光輝度とを有するトップエミッション型の有機EL装置を提供することができる。
この構成によれば、ガスバリア性を有する保護膜を設けることにより、フィルタエレメントから放出される水蒸気などのガス成分が半透過反射層を通じて有機EL素子に到達することを防ぐことができる。すなわち、フィルタエレメントから放出されるガス成分により、有機EL素子が失活することを防ぎ、長い発光寿命が得られる有機EL装置を提供することができる。
この構成によれば、発光色ごとに好ましい光共振状態が得られる。すなわち、高い発光輝度を有し、フルカラーの発光が可能なトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を提供することができる。
この構成によれば、超微粒子を介して発光が伝達され、光路長調整層における発光の漏れなどの輝度損失を低減することができる。
この構成によれば、光路長調整層における光の散乱状態がレイリー散乱となるので、可視光の散乱が抑制され、より高い透明性を有する光路長調整層とすることができる。すなわち、光路長調整層において発光が減衰し難く、より高い輝度の発光を得ることができる。
この構成によれば、光路長調整層から放出される水蒸気などのガス成分により、有機EL素子が失活することを低減し、長い発光寿命を有する有機EL素子を備えたトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を提供することができる。
この構成によれば、発光を阻害しない隔壁部上に補助電極が設けられ、第2の電極の面抵抗ばらつきを低減することができる。したがって、発光時に機能層を介して第1の電極と第2の電極との間を流れる電流が複数の有機EL素子間においてばらつくことを低減することができる。すなわち、複数の有機EL素子間においてより均一な発光輝度が得られるトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を提供することができる。
この構成によれば、高い発光輝度を有するトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を備え、優れた視認性を有する電子機器を提供することができる。
この方法によれば、吐出工程と成膜工程とにより、少なくとも1色のフィルタエレメントを光共振器上に積層形成することができる。したがって、有機EL素子からの発光が漏れなくフィルタエレメントを通過し、発光色の色度をフィルタエレメントにより補正して、優れた色度バランスと高い発光輝度とを有するトップエミッション型の有機EL装置を製造することができる。
この方法によれば、ガスバリア性を有する保護膜を形成することにより、フィルタエレメントから放出される水蒸気などのガス成分が半透過反射層を通じて有機EL素子に到達することを防ぐことができる。すなわち、フィルタエレメントから放出されるガス成分により、有機EL素子が失活することを防ぎ、長い発光寿命が得られるトップエミッション型の有機EL装置を製造することができる。
この方法によれば、機能層における発光波長に応じて、光路長調整層の層厚を設定するので、発光色ごとに好ましい共振状態が得られる。すなわち、高い発光輝度を有し、フルカラーの発光が可能なトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を製造することができる。
この方法によれば、吐出工程において有機発光層形成材料を含む液状体を吐出することにより、画素領域ごとに材料の無駄を省いて効率よく有機発光層を形成することができる。
この方法によれば、吐出工程において光透過性の超微粒子を含む液状体を吐出することにより、画素領域ごとに材料の無駄を省いて効率よく光路長調整層を形成することができる。また、液状体の吐出量を調整すれば、光路長調整層の層厚を容易に可変することができる。すなわち、超微粒子からなり発光の損失が低減された光路長調整層を所望の層厚で形成することができる。
この方法によれば、湿式法を用いて光路長調整層を形成しても、第2の電極が保護膜で保護されるので、光路長調整層から放出される水蒸気などのガス成分により、有機EL素子が失活することを低減し、長い発光寿命を有する有機EL素子を備えたトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を製造することができる。
この方法によれば、補助電極形成工程では、発光を阻害しない隔壁部上に補助電極を形成し、第2の電極の面抵抗ばらつきを低減することができる。したがって、発光時に機能層を介して第1の電極と第2の電極との間を流れる電流が複数の有機EL素子間においてばらつくことを低減することができる。すなわち、複数の有機EL素子間においてより均一な発光輝度が得られるトップエミッション型あるいはボトムエミッション型の有機EL装置を製造することができる。
<トップエミッション型の有機EL装置>
本実施形態は、発光素子としての有機EL素子を備えた有機EL装置を例に図1〜図3を参照して説明する。
図1は有機EL装置を示す概略正面図、図2は有機EL装置の電気的な構成を示す等価回路図、図3は有機EL装置の構造を示す概略断面図である。
また、反射層21の表面(反射面)は、反射光の散乱を防ぐためほぼ平坦となることが望ましい。それゆえに、素子基板1の表面に形成された回路部1bにおける凹凸を緩和する絶縁性を有する平坦化層を設け、該平坦化層上に反射層21を形成することが好ましい。
また、空間70の間隔を保つために、素子基板1と封止基板2との間にスペーサ(貝柱やギャップ材)を配置してもよい。スペーサを配置する場所は、第3隔壁部54上が好ましい。スペーサを設けることにより、封止基板2を外側から押圧しても、封止基板2がたわみ難く、封止基板2によって有機EL素子20が損傷することを防ぐことができる。
(2L)/λ+Φ/2π=m(mは整数)・・・・(1)
本実施形態の光路長調整層27r,27g,27bは、光透過性を有する超微粒子からなることを特徴としている。適度な屈折率と粒径を有する超微粒子を選定して、層厚を異ならせることにより、発光色ごとに好適な光学的距離Lを実現して、光共振状態を最適化した。
α=πD/λ・・・・(2)
次に、有機EL装置10の製造方法について、図4〜図8を参照して説明する。図4は有機EL装置の製造方法を示すフローチャート、図5〜図8における(a)〜(q)は有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。
また、予め表面処理が施されているので画素領域E内に着弾した液滴は、よく濡れ広がる。第2隔壁部52に掛かって着弾した液滴も表面が撥液化されているので、画素領域E内に収容される。
これにより、必要量の液状体を液滴として(量的、吐出位置的な観点で)高精度に、且つ無駄なく塗布することが可能である。
超微粒子;アンチモンドープ酸化スズ;粒径10nm〜30nm(数平均22nm)
分散溶媒;トルエンとトリメチルベンゼン混合液;混合比20:80
ATO固形分;30wt%
この液状体の塗布にあたり、第3隔壁部54により区画された画素領域Eに対して、親液性と撥液性とを付与する表面処理(プラズマ処理)を予め行うことが好ましい。
また、分散溶媒に対する超微粒子の分散性を考慮して、樹脂バインダーに超微粒子を混ぜ合わせたものを用いてもよい。樹脂バインダーとしては、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール(PVA)などが挙げられる。そして、ステップS12へ進む。
また、有機EL素子20の発光状態(輝度や分光特性、色度分布)のばらつきを考慮して、有機EL素子20上に光路長調整層27r,27g,27bと半透過反射層28とを積層すれば、より好適な光共振構造を有する有機EL装置10を製造することができる。
<他のトップエミッション型の有機EL装置>
次に、他のトップエミッション型の有機EL装置について図11を参照して説明する。なお、実施形態1の構成と同じ構成については、同じ符号を付して説明する。
次に、本実施形態の有機EL装置80の製造方法について図12および図13を参照して説明する。図12は実施形態2の有機EL装置の製造方法を示すフローチャート、図13(a)および(b)は実施形態2の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。
また、インクジェット法を用いて着色層61r,61g,61bを形成するので、着色層形成材料の無駄を省いて効率よく着色層61r,61g,61bを形成することができる。
また、図14(b)に示すように、色再現性を示すNTSC比は、さらに拡張して118%の値を示した。すなわち、上記実施形態1の有機EL装置10に比べてさらに高い色再現性を有する。
<ボトムエミッション型の有機EL装置>
次に、ボトムエミッション型の有機EL装置について図15を参照して説明する。なお、実施形態1の構成と同じ構成については、同じ符号を付して説明する。また、主に構成が異なる部分について説明する。
次に、本実施形態の有機EL装置90の製造方法について図16および図17を参照して説明する。図16は実施形態3の有機EL装置の製造方法を示すフローチャート、図17(a)〜(d)は実施形態3の有機EL装置の製造方法を示す概略断面図である。
<電子機器>
次に、本実施形態の電子機器について携帯型電話機を例に説明する。図18は、電子機器としての携帯型電話機を示す概略図である。
表示部101には、上記実施形態1の有機EL装置10または上記実施形態2の有機EL装置80あるいは上記実施形態3の有機EL装置90のいずれかが搭載されている。
したがって、高い発光輝度と色再現性を有し、見映えのよい携帯型電話機100を提供することができる。
発光画素207の等価回路は、図2に示した発光画素7と同様であって、有機EL素子と薄膜トランジスタと保持容量とを有する。発光画素207は、例えば、赤色などの単色発光が得られるものである。
上記薄膜トランジスタを駆動する駆動回路との電気的な接続は、端子部201aに実装された中継基板203を介して行われる。
図19(b)に示すように、素子基板201上には、発光が素子基板201側に漏れないように膜形成領域204に亘って設けられた反射層211と、反射層211を覆う絶縁膜212と、反射層211に積層された複数の画素電極213とを備える。
複数の画素電極213を覆って順に積層された機能層214、陰極216、保護膜218、光路長調整層219、半透過反射層221、保護膜222を有する。
画素電極213と、機能層214と、陰極216とにより有機EL素子が構成され、反射層211と半透過反射層221との間で光共振器が構成されている。
膜形成領域204は、複数の画素電極213を囲むように設けられ、第1隔壁部215とこれに重畳された第2隔壁部220とにより区画されている。第1隔壁部215上には補助電極217が設けられている。
封止基板202は、額縁状に設けられた接着層206により素子基板201と接合されている。
このような構成によれば、高い発光輝度で単色の発光が得られる複数の有機EL素子を備えたトップエミッション型の有機EL装置200を提供することができる。このような有機EL装置200は、例えば、画像形成装置における感光体ドラムの露光用光源として用いることができる。
また、各部の製造方法は、上記実施形態1の有機EL装置10の製造方法を適用することができる。複数の有機EL素子を取り囲むように第1隔壁部215、第2隔壁部220を有しているので、機能層214および光路長調整層219は、液滴吐出法(インクジェット法)を用いて形成することができる。言い換えれば、隔壁部は有機EL素子を1つずつ区画しなくてもよい。
Claims (13)
- 第1の発光素子と第2の発光素子とを備えた基板と、前記第1の発光素子に対応した第1のフィルタエレメントと前記第2の発光素子に対応した第2のフィルタエレメントとを有するトップエミッション型の有機EL装置であって、
前記第1の発光素子は、
前記基板と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置された第1の反射層と、
前記第1の反射層と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置された第1の画素電極と、
前記第1の画素電極と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置された第1の有機発光層を含む第1の機能層と、
前記第1の機能層と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置された陰極と、
前記陰極と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置された第1の光路長調整層と、
前記第1の光路長調整層と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置された半透過反射層と、
前記半透過反射層と前記第1のフィルタエレメントとの間に配置されたガスバリア性を有する第1の保護膜と、を有し、
前記第2の発光素子は、
前記基板と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置された第2の反射層と、
前記第2の反射層と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置された第2の画素電極と、
前記第2の画素電極と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置された第2の有機発光層を含む第2の機能層と、
前記第2の機能層と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置された前記陰極と、
前記陰極と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置された第2の光路長調整層と、
前記第2の光路長調整層と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置された前記半透過反射層と、
前記半透過反射層と前記第2のフィルタエレメントとの間に配置されたガスバリア性を有する前記第1の保護膜と、を有し、
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子に共通に設けられた第1隔壁部と第2隔壁部と第3隔壁部とを有し、
前記第1隔壁部は、前記第1の画素電極及び前記第2の画素電極の周縁部を覆うように設けられており、
前記第2隔壁部は前記第1隔壁部上に設けられており、
第3隔壁部は前記第2隔壁部上に設けられており、
前記第1の光路長調整層は、前記第2隔壁部及び前記第3隔壁部に囲まれた前記第1の反射層と前記半透過反射層との間で第1の発光色の波長を共振する膜厚で設けられており、
前記第2の光路長調整層は、前記第2隔壁部及び前記第3隔壁部に囲まれた前記第2の反射層と前記半透過反射層との間で前記第1の発光色とは異なる第2の発光色の波長を共振する膜厚で設けられていることを特徴とする有機EL装置。 - 前記第1の光路長調整層及び前記第2の光路長調整層は、光透過性の超微粒子または前記超微粒子を含む光透過性の高分子膜からなることを特徴とする請求項1に記載の有機EL装置。
- 前記第1の光路長調整層及び前記第2の光路長調整層における光の散乱状態がレイリー散乱となるように、前記超微粒子の粒径が選定されていることを特徴とする請求項2に記載の有機EL装置。
- 前記陰極と、前記第1の光路長調整層及び前記第2の光路長調整層との間に、ガスバリア性を有する第2の保護膜が設けられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の有機EL装置。
- 前記陰極は、前記第2の隔壁部、前記第1の機能層及び前記第2の機能層とを覆うように形成され、
前記第2の隔壁部と前記第3の隔壁部との間に前記陰極に比べて面抵抗が低い補助電極が設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の有機EL装置。 - 前記第3の隔壁部上に第4の隔壁部を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の有機EL装置。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の有機EL装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- トップエミッション型の有機EL装置の製造方法であって、
基板上に第1の反射層と第2の反射層とを形成する工程と、
前記第1の反射層上に透明な第1の画素電極を、前記第2の反射層上に透明な第2の画素電極を形成する工程と、
前記第1の画素電極及び前記第2の画素電極の周縁部を覆うように第1の隔壁部を形成する工程と、
前記第1の隔壁部上に第2の隔壁部を形成する工程と、
前記第1の隔壁部及び前記第2の隔壁部で囲まれた領域の前記第1の画素電極上に第1の有機発光層を含む第1の機能層を形成する工程と、
前記第1の隔壁部及び前記第2の隔壁部で囲まれた領域の前記第2の画素電極上に第2の有機発光層を含む第2の機能層を形成する工程と、
前記第2の隔壁部、前記第1の機能層及び前記第2の機能層とを覆うように共通の陰極を形成する工程と、
前記第2の隔壁部上に第3の隔壁部を形成する工程と、
前記第3の隔壁部に囲まれた前記第1の機能層上に形成された前記陰極上に、第1の光路長調整層を形成するための液状体をインクジェット法にて塗布する工程と、
前記第3の隔壁部に囲まれた前記第2の機能層上に形成された前記陰極上に、第2の光路長調整層を形成するための前記液状体をインクジェット法にて塗布する工程と、
吐出された前記液状体を乾燥して前記第1の光路長調整層及び前記第2の光路長調整層とを形成する工程と、
前記第1の光路長調整層及び前記第2の光路長調整層の上に共通の半透過反射層を形成する工程と、を有し、
前記第1の光路長調整層は、前記第1の反射層と前記半透過反射層との間で第1の発光色の波長を共振する膜厚で設けられており、
前記第2の光路長調整層は、前記第2の反射層と前記半透過反射層との間で前記第1の発光色とは異なる第2の発光色の波長を共振する膜厚で設けられていることを特徴とする有機EL装置の製造方法。 - 前記陰極上にガスバリア性を有する第1の保護膜を形成する工程をさらに有することを特徴とする請求項8に記載の有機EL装置の製造方法。
- 前記第1の光路長調整層及び前記第2の光路長調整層上に第2の保護膜を形成する工程とをさらに有することを特徴とする請求項8または9に記載の有機EL装置の製造方法。
- 前記第3の隔壁部上に第4の隔壁部を形成する工程と、
前記第1の機能層上の前記第2の保護膜上に第1のフィルタエレメントをインクジェット法により形成する工程と、
前記第2の機能層上の前記第2の保護膜上に第2のフィルタエレメントをインクジェット法により形成する工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項8乃至10に記載の有機EL装置の製造方法。 - 前記第1の半透過反射層と前記第1のフィルタエレメントとの間、及び前記第2の半透過反射層及び前記第2のフィルタエレメントとの間に、ガスバリア性を有する第2の保護膜を形成する工程を備えることを特徴とする請求項11に記載の有機EL装置の製造方法。
- 前記第2の隔壁部上に前記陰極に比べて面抵抗が低い補助電極を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項8乃至12のいずれか一項に記載の有機EL装置の製造方法。
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