WO2006028089A1 - 発光デバイスおよびその製造方法 - Google Patents

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WO2006028089A1
WO2006028089A1 PCT/JP2005/016330 JP2005016330W WO2006028089A1 WO 2006028089 A1 WO2006028089 A1 WO 2006028089A1 JP 2005016330 W JP2005016330 W JP 2005016330W WO 2006028089 A1 WO2006028089 A1 WO 2006028089A1
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light
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layer
light emitting
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PCT/JP2005/016330
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Inventor
Toshio Hama
Koji Kawaguchi
Makoto Kobayashi
Kenya Sakurai
Original Assignee
Fuji Electric Holdings Co., Ltd.
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/22Absorbing filters
    • G02B5/223Absorbing filters containing organic substances, e.g. dyes, inks or pigments

Definitions

  • the present invention relates to a white and multicolor light emitting device having high definition, excellent visibility, and a wide range of applicability, and a method for manufacturing the same.
  • the light-emitting device can be used for display of personal computers, word processors, televisions, audio, video, car navigation, telephones, portable terminals, and industrial measuring instruments.
  • Electroluminescent elements are thin-film, self-luminous devices that have excellent characteristics such as low drive voltage, high resolution, and high viewing angle. Therefore, various studies have been made for their practical application.
  • a “three-color light emitting system” in which elements emitting light in red, green, and blue are arranged by applying an electric field is specified.
  • “Color filter system” that converts red, green, and blue light through color filters that transmit light in the wavelength range, and absorbs near-ultraviolet light, blue light, blue-green light, or white light, and performs wavelength distribution conversion. Therefore, a “color conversion method” has been proposed in which a color conversion dye that emits light in the visible region is used as a filter.
  • the color filter method can use a monochromatic electroluminescent element, and has fewer process steps than the color conversion method, and is said to be an advantageous method for manufacturing a large screen display. ing.
  • the color filter method transmits only necessary wavelength components from white light emitted from an electroluminescent element using a color filter, and obtains desired colors such as red, green, and blue. It is a method. Therefore, the light emitted from the electroluminescent element needs to contain components in three wavelength ranges of red, green, and blue in a balanced manner.
  • an electroluminescent element in which a blue light emitting layer and a green light emitting layer are sequentially laminated, and the green light emitting layer has a region containing a red pigment (see Patent Document 2).
  • the green light emitting layer is produced by doping the green dye with the force produced by the aluminum chelate functioning as an electron transport layer or the chelate.
  • the red light emitting region is a region where the aluminum chelate is doped with a red pigment.
  • a blue light emitting layer and a green light emitting layer are laminated as the light emitting layer, and a red pigment is doped into any other layer of the electroluminescent element (see Patent Document 3).
  • the green light-emitting layer is formed from an aluminum chelate.
  • a red light-emitting dopant is mixed with the green light-emitting layer, light emission by the dopant is predominant.
  • the amount of the dopant is reduced, a desired white color cannot be obtained. , And has disadvantages.
  • the invention further includes: a light emitting layer including a host material that emits a primary color; a dopant that emits a complementary color; and a stilbene-based wavelength converting material that absorbs light emitted from the host and emits light having a longer wavelength.
  • a light emitting layer including a host material that emits a primary color; a dopant that emits a complementary color; and a stilbene-based wavelength converting material that absorbs light emitted from the host and emits light having a longer wavelength.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 7-150139
  • Patent Document 2 JP-A-7-142169
  • Patent Document 3 JP-A-6-207170
  • Patent Document 4 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-243565
  • Patent Document 5 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-243563
  • Patent Document 6 Japanese Patent Laid-Open No. 5-134112
  • Patent Document 7 JP-A-7-218717
  • Patent Document 8 Japanese Patent Laid-Open No. 7-306311
  • Patent Document 9 JP-A-5-119306
  • Patent Document 10 JP-A-7-104114
  • Patent Document 11 Japanese Patent Laid-Open No. 6-300910
  • Patent Document 12 JP-A-7-128519
  • Patent Document 13 JP-A-8-279394
  • Patent Document 14 JP-A-9 330793
  • Patent Document 15 JP-A-8-27934
  • Patent Document 16 Japanese Patent Laid-Open No. 5-36475
  • Non-Patent Document 1 T. Ogura et al, 38th Joint Conference on Applied Physics, 31p-G-13 (19 91)
  • Non-Patent Document 2 Appl. Phys. Lett., 64, 815 (1994)
  • Non-Patent Document 3 The 55th Annual Conference of the Japan Society of Applied Physics, 19p-H-6 (1994)
  • Non-Patent Document 4 Monthly Display, No. 3-7 (1997) Disclosure of the invention
  • the object of the present invention is to obtain ideal white light emission including all three wavelength ranges of red, green and blue in a well-balanced manner, and when the luminance is changed or continuously driven.
  • the light emitting device of the first embodiment of the present invention is a light emitting device including a complementary color layer, a transparent electrode, an organic light emitter and a reflective electrode on a transparent substrate, wherein the organic light emitter emits blue light.
  • a layer and a red light emitting layer; the complementary color layer absorbs part of the light from the organic light emitter and emits green light; and emits white light from the transparent substrate side.
  • it may be configured to further include at least three kinds of color filters arranged independently between the transparent substrate and the complementary color layer, and to emit multicolor light from the transparent substrate side.
  • the complementary color layer may further have a function as a protective layer of the color filter.
  • the transparent electrode is composed of a plurality of stripe-shaped portions extending in the first direction
  • the reflective electrode is composed of a plurality of stripe-shaped portions extending in the first direction
  • the first direction is the first direction.
  • the transparent electrode is formed as a single unit, and the reflective electrode is connected to a plurality of switching elements in a one-to-one relationship to form a plurality of partial forces.
  • the complementary color layer in this embodiment includes a matrix and at least one color conversion dye dispersed in the matrix.
  • the light emitting device of the first embodiment includes a step of preparing a transparent substrate, a step of disposing a complementary color layer, a step of disposing a transparent electrode, a step of disposing an organic light emitter, And a step of disposing a reflective electrode in order.
  • it may further include a step of independently disposing at least three types of color filters before disposing the complementary color layer.
  • the method may further include a step of disposing a gas nolia layer before disposing the transparent electrode!
  • the light emitting device includes at least a complementary color layer on a transparent substrate.
  • the electrodes are bonded to face each other and emit white light from the transparent substrate side.
  • it may be configured to further include at least three kinds of color filters arranged independently between the transparent substrate and the complementary color layer so as to emit multicolor light from the transparent substrate side.
  • the complementary color layer may further have a function as a protective layer of the color filter.
  • the transparent electrode is composed of a plurality of stripe-shaped portions extending in a first direction
  • the reflective electrode is composed of a plurality of stripe-shaped portions extending in a first direction
  • the first direction is the Whether the configuration intersects with the second direction, or alternatively, the transparent electrode is formed integrally
  • the reflective electrode is configured with a plurality of partial forces connected to a plurality of switching elements in a one-to-one relationship. Either may be used for matrix driving.
  • the complementary color layer in the present embodiment preferably includes a matrix and at least one color conversion pigment dispersed in the matrix.
  • the light emitting device of the second embodiment includes a step of preparing a transparent substrate, a step of disposing a complementary color layer on the transparent substrate to form a filter laminate, and a step of preparing an element substrate.
  • the filter laminate and the organic light-emitting device can be manufactured by a method comprising a step of bonding the complementary color layer and the transparent electrode so as to face each other.
  • it may further include a step of independently disposing at least three kinds of color filters.
  • a step of disposing a gas noria layer after disposing the complementary color layer may be further included.
  • a simple process for producing a white light-emitting device that sufficiently includes components in each wavelength region with excellent luminance balance of each color and a multicolor light-emitting device using the device in combination with a color filter.
  • For devices with poor brightness balance keep the brightness balance by emitting light more intensely in areas corresponding to colors with low brightness. For this reason, the lifespan of the portions corresponding to the respective colors is different, and the color shift becomes remarkable due to the long-term driving.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a multicolor light emitting device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a multicolor light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the multicolor light emitting device of the first embodiment of the present invention.
  • the multicolor light emitting device of the present embodiment has a black matrix 2, a color filter (red: 3, green: 4, blue: 5), a complementary color layer 6, a gas barrier layer 7, a transparent electrode 8, and an organic material on a transparent substrate 1.
  • a light emitter 9 and a reflective electrode 10 are laminated.
  • Black matrix 2 and gas nolia layer 7 A force that is a layer that may be optionally provided is a layer that is preferably provided.
  • each component will be described.
  • the transparent substrate 1 in FIG. 1 is not particularly limited as long as it has excellent visible light transmittance and does not cause deterioration of the performance of the multicolor light emitting device in the process of forming the multicolor light emitting device.
  • the transparent substrate 1 can be formed using a glass substrate, various plastic substrates, various films, or the like.
  • the color filter (3, 4, 5) used in the multicolor light emitting device of the present invention is a layer for transmitting components in a desired wavelength range of light that has passed through the complementary color layer 6, and is one or a plurality of types. This layer may be provided.
  • As the color filter it is possible to apply a flat panel display such as a liquid crystal display. In recent years, a pigment dispersion type color filter in which a pigment is dispersed in a photoresist has been widely used.
  • the color filters 3, 4, and 5 are color filters having transmission bands in different wavelength ranges.
  • color filter 3 is a red color filter that transmits light in the red region (wavelength range of 600 ⁇ m or more)
  • color filter 4 is a green color filter that transmits light in the green region (wavelength region of 500 to 600 nm). Therefore, the color filter 6 can be a blue color filter that transmits light in the blue region (wavelength region of 400 to 550 nm).
  • each color filter is provided in accordance with the position of a pixel or sub-pixel defined by the arrangement of electrodes described later.
  • a black matrix 2 that does not transmit light in the visible region is disposed in a gap formed between pixels or sub-pixels of each color filter.
  • Black matrix 2 is effective in improving the contrast ratio of a multicolor light emitting device.
  • the black matrix 2 in the present invention can be formed using a material which is sold for flat panel display use, like the color filter.
  • the complementary color layer 6 of the present invention protects the color filter and smoothes the film surface on the color filter. In addition to the purpose of conversion, it is a layer for obtaining white light that sufficiently contains components in the three wavelength regions of red, green, and blue by converting the wavelength distribution of part of the light emitted from the organic light emitter.
  • the complementary color layer 6 includes a matrix and a color conversion pigment dispersed in the matrix.
  • the matrix of the complementary color layer 6 is also rich in light transmittance and forms a material force that can be disposed by a process that does not degrade the color filter. Further, since a gas barrier layer and a light emitting portion including an electrode and an organic light emitter are formed on the upper surface of the complementary color layer 6, resistance to sputtering is further required.
  • the complementary color layer 6 is generally formed by a coating method in order to have the purpose of smoothing the film surface.
  • materials that can be used in this case include photocurable resin and photothermal combined type curable resin. After such a material is applied, it is generally used as a matrix that has been subjected to light and Z or heat treatment to generate radical species or ionic species to be polymerized or crosslinked to be insoluble and infusible.
  • the photocurable resin used or the photothermal combination type curable resin is used in an organic solvent or an alkaline solution in an uncured stage. It is desirable that it be soluble.
  • the cured product of photocurable resin or photothermal combination type resin that can be used as a matrix is: (1) Acrylic polyfunctional monomers and oligomers having a plurality of acryloyl groups or methacrylic groups And a film of a composition that also has light or thermal polymerization initiator power by light or heat treatment to generate photo radicals or heat radicals, and (2) a composition comprising polyvinyl cinnamate and a sensitizer A product obtained by dimerization of a product by light or heat treatment, and (3) a film of a composition composed of a chain or cyclic olefin and bisazide to generate nitrene by light or heat treatment to crosslink with olefin.
  • a film of a composition comprising a monomer having an epoxy group and a photoacid generator is subjected to light or heat treatment to generate an acid (cation) to be polymerized.
  • a composition comprising a monomer having an epoxy group and a photoacid generator is subjected to light or heat treatment to generate an acid (cation) to be polymerized.
  • the mixture of the acrylic polyfunctional monomer and oligomer described in (1) and the initiator can be patterned with high definition, and from the viewpoint of reliability such as solvent resistance and heat resistance. Is also preferable.
  • polycarbonate PC
  • PET polyethylene tele Phthalate
  • Polyethersulfone Polybulutyl
  • Polyphenylene ether Polyamide
  • Polyetherimide Norbornene resin
  • Acrylic resin Methacrylic resin
  • Isobutylene Maleic anhydride copolymer resin Cyclic olefin-based resin
  • Thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, urethane resin, bulle ester resin, imide resin, urethane resin, urea resin, melamine resin
  • a polymer hybrid formed with a compound force containing trifunctional or tetrafunctional alkoxysilane may be used.
  • the thickness of the complementary color layer 6 is also an important factor. If the complementary color layer 6 is too thick, the viewing angle characteristics will be adversely affected. For example, when the display is viewed obliquely, the light emitted from the adjacent pixels V and sub-pixels will pass through and appear to be lit even when not lit.
  • the complementary color layer 6 of the present invention desirably has a thickness of 3 to 15 ⁇ m, preferably 5 to 1 O / z m on the upper surface of the color filter. By having a thickness within such a range, it is possible to achieve whitening of light from the organic light emitter and at the same time maintain good viewing angle characteristics.
  • the color conversion dye contained in the complementary color layer 6 has a function of transmitting part of the light emitted from the organic light emitter, absorbing part of the light, and emitting light having a wavelength different from the absorbed wavelength.
  • the organic illuminant power is a green conversion dye that absorbs the blue component and emits the green component when light with blue and red components is emitted. Is desirable.
  • an inorganic or organic material that absorbs blue light (400 to 5 OOnm) and emits green fluorescence or phosphorescence can be used.
  • Specific green conversion dyes include, for example, 3— (2 ′ monobenzothiazolyl) -7 diethylaminocoumarin (coumarin 6), 3— (2, —benzoimidazolyl) — 7— N, N Jetylaminocoumarin (coumarin 7), 3— (2, —N-methyl-benzoimidazolyl) —7—N, N—Jetylaminocoumarin (coumarin 30), 2, 3, 5, 6-1H, 4H—tetrahydro 8 Coumarin dyes such as trifluoromethylquinolizino (9, 9a, 1-gh) coumarin (coumarin 153), Alternatively, basic yellow 51, which is a coumarin dye, and naphthalimide dyes such as Solvent Yellow 11 and Solvent Yellow 116 can be used. In addition, various dyes (direct dyes, acid dyes, basic dyes, disperse dyes, etc.) can be used as long as they have absorptivity and fluorescence in an appropriate wavelength range
  • a particularly preferred embodiment of the present invention is to convert a part of the luminescence of an organic luminescent material containing components in two wavelength ranges (blue and red) to green, and white that contains components in three wavelength ranges as a whole.
  • the types and amounts of color conversion dyes that can be used in the complementary color layer 6 largely depend on the emission spectrum of the organic light emitter, the absorption Z fluorescence spectrum of each dye, the film thickness of the complementary color layer 6, and the like.
  • the balance should be adjusted so that the sum of the light transmitted from the organic light emitter through the complementary color layer 6 and the light emission of the complementary color layer force becomes the target white spectrum. Is possible.
  • the gas nolia layer 7 is a layer intended to prevent moisture and Z or oxygen derived from a layer formed thereunder from reaching the organic light emitter and deteriorating the organic light emitter.
  • the gas barrier layer 7 has high transparency in the visible region (transmittance of 50% or more in the range of 400 to 700 nm), a glass transition temperature (Tg) of 100 ° C or more, and a film hardness of pencil hardness of 2H or more.
  • Tg glass transition temperature
  • a material force that does not deteriorate the function of the color filter and the Z or complementary color layer 6 is also formed.
  • imide-modified silicone resin see Patent Documents 6 to 8
  • inorganic metal compounds such as acrylic, polyimide, silicone resin, etc.
  • Patent Documents 9 and 10 Atalylate monomer Z oligomer Z polymer Resin resin with one reactive bur group, Resist resin resin (refer to Patent Documents 11 to 14), formed by sol-gel method And photo-curable resin such as inorganic compounds (see Non-Patent Document 4 and Patent Document 15), fluorine-based resin (see Patent Documents 14 and 16), and Z or thermosetting resin.
  • the formation method is not particularly limited. For example, it can be formed by a conventional method such as a dry method (sputtering method, vapor deposition method, CVD method, etc.) or a wet method (spin coating method, roll coating method, casting method, etc.).
  • the gas nolia layer 7 is electrically insulative and resistant to gases and organic solvents. It has noria properties, has high transparency in the visible range (transmittance of 50% or more in the range of 400 to 800 nm), and preferably has a pencil hardness of 2H or more as the hardness to withstand the film forming conditions of the electrode formed thereon. It may be formed using a material having film hardness. As such materials, for example, materials such as inorganic oxides such as SiO 2, SiN 3, SiN 2 O 3, AIO 3, TiO 2, TaO 3 and ZnO, and inorganic nitrides can be used. Even when the gas noria layer 7 is formed using these inorganic materials, it can be formed by a conventional method such as sputtering, CVD, vacuum deposition, dipping, or sol-gel without any particular restrictions.
  • the gas barrier layer 7 may be a single layer of the aforementioned material or may be a laminated structure of a plurality of layers formed of the aforementioned material.
  • the gas barrier layer 7 When the gas barrier layer 7 is provided in the multicolor light emitting device of the present embodiment, it is necessary to consider the influence on the viewing angle characteristics as in the case of the complementary color layer 6. When the gas barrier layer 7 that is too thick is formed, the optical path length from when the light emitted from the organic light emitter passes through the gas barrier layer 7 and reaches the complementary color layer 6 or the color filter is increased. As a result, when the multicolor light emitting device is viewed from an oblique direction, light leakage (optical crosstalk) to adjacent sub-pixels or sub-pixels occurs.
  • the ratio of the light emission amount of adjacent pixels or subpixels due to optical crosstalk to the light emission amount of the original pixels or subpixels is required to be sufficiently small. It is.
  • the thickness of the gas nolia layer 7 is preferably 0.1 to 5 ⁇ m.
  • the transparent electrode 8 is made of a conductive metal oxide such as SnO, InO, ITO, IZO, ZnO:
  • the transparent electrode 8 preferably has a transmittance of 50% or more, more preferably 85% or more with respect to light having a wavelength of 400 to 800 nm.
  • the transparent electrode 8 is usually 50 nm or more, preferably 50 ⁇ ! It is desirable to have a thickness in the range of ⁇ 1 ⁇ m, more preferably in the range of 100 to 300 nm.
  • the reflective electrode 10 is preferably formed using a highly reflective metal, amorphous alloy, or microcrystalline alloy.
  • High reflectivity metals include Al, Ag, Mo, W, Ni, Cr and the like.
  • High reflectivity amorphous alloys include NiP, NiB, CrP and CrB.
  • High reflectivity Microcrystalline alloys include NiAl.
  • other alloys for example, MgZAg alloy
  • the reflective electrode 10 can be formed by any method known in the art such as vapor deposition and notching.
  • one of the transparent electrode 8 and the reflective electrode 10 can be used as an anode, and the other can be used as a cathode.
  • the transparent electrode 8 can be used as an anode
  • the reflective electrode 10 can be used as a cathode.
  • Each of the transparent electrode 8 and the reflective electrode 10 may be formed from a plurality of stripe-shaped partial electrodes, and the noisy matrix drive may be performed. In this case, the extending direction of the stripe-shaped partial electrode of the transparent electrode 8 intersects with the extending direction of the stripe-shaped partial electrode of the reflective electrode 10 and is preferably orthogonal.
  • a plurality of switching elements may be provided separately, and the reflective electrode 10 may be configured from a plurality of partial electrodes corresponding one-to-one to the plurality of switching elements to perform active matrix driving.
  • the transparent electrode 8 is formed as an integral electrode.
  • the organic light emitter 9 is sandwiched between the transparent electrode 8 and the reflective electrode 10 and includes at least an organic light emitting layer. If necessary, it has a structure in which a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and / or an electron injection layer are interposed. More specifically, for example, the following structures can be mentioned.
  • the anode is preferably the transparent electrode 8 and the cathode is preferably the reflective electrode 10.
  • phthalocyanines (Pc) including copper phthalocyanine (CuPc) and the like
  • indanthrene compounds, and the like can be used.
  • the hole transport layer should be formed using a material having a triarylamine partial structure, a force rubazole partial structure, or an oxadiazole partial structure (eg, TPD, a-NPD, PBD, m-MTDATA, etc.). Can do.
  • a material having a triarylamine partial structure, a force rubazole partial structure, or an oxadiazole partial structure eg, TPD, a-NPD, PBD, m-MTDATA, etc.
  • Materials for the electron injection layer include alkali metals such as Li, Na, K, and Cs, alkaline earth metals such as Ba and Sr, alloys containing them, rare earth metals, and fluorides of these metals. Forces that can be used It is not limited to them. In the configuration of the present invention, it is preferable to provide an electron injection layer from the viewpoint of improving the electron injection efficiency.
  • the film thickness of the electron injection layer can be appropriately selected in consideration of the driving voltage, transparency, and the like, but in the normal case, it is preferably lOnm or less.
  • an aluminum quinolinol complex doped with an alkali metal and an alkaline earth metal may be used.
  • Materials for the electron transport layer include oxadiazole derivatives such as PBD and TPOB;
  • Triazole derivatives such as TAZ; Triazine derivatives; Feruquinoxalines; Thiophene derivatives such as BMB-2T and BMB-3 ⁇ ; Aluminum complexes such as aluminum tris (8 quinolinolato) (A1 q) can be used .
  • the organic light emitting layer of the present invention is composed of two layers, a blue light emitting layer and a red light emitting layer.
  • the blue and red light emitting layers are composed of a hosted one-punt system in which a dopant is doped in a host material.
  • the host material for the blue and red light emitting layers may be used as a common material, which is preferable from the viewpoint of simplifying the process.
  • the host material that can be used is an aluminum chelate complex, 4, 4, monobis (2, 2 diphenyl) biphenyl (DPVBi), 2, 5 bis (5-tert butyl 2 benzo) Xazolyl) thiophene (BBOT) and the like.
  • Blue light-emitting dopants that can be used in the blue light-emitting layer are perylene, 2, 5, 8, 11-tetra-tert-butylperylene (TBP), 4, 4, bis [2— ⁇ 4 (N, N diphenyl- Ruamino) Fuel ⁇ Bull] Bi-Fuel (DPAVB i) etc.
  • the blue light emitting dopant is added in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the blue light emitting layer.
  • the red light-emitting dopant used in the red light-emitting layer is 4 (dicyanomethylene) 2-methyl 6- (p dimethylaminostyryl) 4H pyran (DCM 1), 4 disianomethylene-2-methyl-6- —Hil—Bul) 4H —Pyran (DCM2), [2— (2 propyl) 1 6— [2— (2, 3, 6, 7—Tetrahydro 1, 2, 2, 7, 7—Tetramethyl 1 H, 5H benzo [ij] quinolidine 1-9-yl) 1]] 4H-pyran 4 ylidene] -propanedi-tolyl (DCJT1) and other 4-disyanmethylene pyran compounds, 4, 4 difluoro 1,3 , 5, 7-tetraphenyl 4 borah 3a, 4a diaza s In
  • the amount of the red dopant is increased in order to increase the intensity of the red light component, the intensity of the blue light component is decreased. The reverse is also true.
  • the amount of red dopant added should be within a range of 1 to 2 times the amount of blue dopant added. Is preferred.
  • either the blue light emitting layer or the red light emitting layer may be on the anode side.
  • a blue dopant is added to the host that is the material of the hole transport layer to add blue.
  • a red light emitting layer may be formed by adding a red dopant into a host which is a material of an electron transport layer that may form a color light emitting layer.
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the multicolor light emitting device of the second embodiment of the present invention.
  • the multicolor light emitting device of the present embodiment includes a filter laminate having a structure of the gas nolia layer 7 or less of the device of the first embodiment, a reflective electrode 10, an organic light emitter 9, and a transparent electrode 8 on an element substrate 11.
  • the organic light-emitting devices in which the layers are stacked in this order have a structure in which the reflective electrode 10 and the complementary color layer 6 (gas nolia layer 7 if present) are opposed to each other.
  • the bonding can be performed using the adhesive Z outer peripheral sealing layer 12.
  • the transparent substrate 1, the black matrix 2, and the filter laminate in the present embodiment As the color filter (red: 3, green: 4, blue: 5), the complementary color layer 6, and the gas barrier layer 7, those similar to those described in the first embodiment can be used. Also in this embodiment, the black matrix 2 and the gas noble layer 7 are layers that may be optionally provided, and are preferably provided.
  • an insulating substrate having strength such as glass or plastic, or a substrate in which an insulating thin film is formed on a semiconductive substrate or a conductive substrate can be used.
  • a flexible film formed from a resin such as polyolefin, acrylic resin, polyester resin, or polyimide resin may be used as the element substrate 11.
  • a switching element such as a TFT may be provided on the element substrate 11.
  • the organic light emitting device in the present embodiment is a laminate of the transparent electrode 8Z organic light emitter 9Z reflective electrode 10 of the first embodiment except that the stacking order is the reflective electrode 10Z organic light emitter 9Z transparent electrode 8. Has the same structure as the body. Each constituent layer can be the same as that described in the first embodiment.
  • the organic light emitting device of this embodiment is particularly advantageous when performing force active matrix driving, which can be configured to perform passive matrix driving as in the first embodiment. This is because the light emitted from the organic light emitter 9 is not extracted to the element substrate 11 side, and thus the light is not blocked by the switching element provided on the element substrate 11.
  • the laminate of the filter and the organic light emitting element can be bonded using the adhesive Z outer periphery sealing layer 12.
  • the adhesive Z outer periphery sealing layer 12 can be formed using a material such as an ultraviolet curable adhesive.
  • the adhesion Z outer periphery sealing layer 12 may include a spacer such as glass beads or silica beads having a diameter of 20 to 60 ⁇ m, preferably 35 to 55 ⁇ m. The spacer defines the bonding distance between the filter stack and the organic light emitting element, and bears the pressure applied for bonding.
  • Bonding is performed by applying an adhesive Z outer sealing layer 12 material such as an ultraviolet curable adhesive to the periphery of the filter stack or the organic light emitting device, and the complementary color layer 6 or gas barrier layer 7 of the filter stack. (If present) and the transparent electrode 8 of the organic light-emitting device are arranged to face each other, and then the adhesive Z outer periphery sealing layer 12 material is cured. [0057] In a white light emitting element having a blue light emitting layer and a red light emitting layer according to the prior art, the light emission intensity in the green region is insufficient.
  • an adhesive Z outer sealing layer 12 material such as an ultraviolet curable adhesive
  • the light emitting devices of the first and second embodiments of the present invention perform color conversion in the complementary color layer 6 to compensate the intensity of the green region. Therefore, it is possible to maintain a good balance of red, green and blue components, and to suppress local deterioration of the illuminant accompanying driving.
  • the complementary color layer 6 with a function as a protective layer of the color filter, a conventional color filter type device that does not increase the number of process steps can be modified and applied.
  • the light emitting devices of the first and second embodiments can be formed.
  • the complementary color layer 6 is a layer in which at least one color conversion dye is dispersed in the matrix, it can be formed using a known and simple wet process.
  • a 0.5 ⁇ m-thick SiO film is deposited on the complementary color layer using a sputtering method
  • a noria layer was formed.
  • An RF-planar magnetron type device was used as the sputtering device, and SiO was used as the target.
  • Ar is used as the sputtering gas, and the substrate temperature during formation is 8
  • ITO was deposited on the entire surface of the gas barrier layer by sputtering.
  • resist OFRP-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
  • ITO was deposited on the entire surface of the gas barrier layer by sputtering.
  • resist OFRP-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
  • ITO was deposited on the entire surface of the gas barrier layer by sputtering.
  • resist OFRP-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.
  • a photolithography method to obtain a transparent electrode having a width of 4 mm, a length of 50 mm, and a film thickness of lOOnm.
  • the substrate on which the transparent electrode is formed is mounted in a resistance heating vapor deposition apparatus, and the hole injection layer, the hole transport layer, the blue light emitting layer, the red light emitting layer, and the electron transport layer are sequentially formed without breaking the vacuum.
  • a film was formed. During film formation, the internal pressure of the vacuum chamber was reduced to 1 ⁇ 10_4 Pa.
  • As the hole injection layer copper phthalocyanine (CuPc) having a thickness of lOOnm was laminated.
  • As the hole transport layer 4,4, -bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl ( ⁇ -NPD) having a thickness of 20 ⁇ m was laminated.
  • a blue light-emitting layer having a thickness of lOnm was laminated using DPVBi as the host material and DPAVBi as the dopant.
  • the amount of DPAVBi added was 5% by mass based on the total weight of the blue light emitting layer.
  • a red light emitting layer having a thickness of 30 nm was laminated using DPVBi as the host material and DCM1 as the dopant.
  • the amount of DCM1 added was 3% by weight based on the total weight of the red light emitting layer.
  • MgZAg mass ratio 10Z1
  • a reflective electrode having a width of 4 mm, a length of 50 mm, and a film thickness of 200 nm.
  • the obtained laminate is moved into a glove box in a dry nitrogen atmosphere (both oxygen concentration and moisture concentration is 10 ppm or less) and sealed with sealing glass and UV curable adhesive. A light emitting device was obtained.
  • black matrix material (CK—7001: manufactured by Fuji Film ARCH)
  • red color filter material (CR—7001: manufactured by Fuji Film ARCH)
  • green color filter material (CG-7001: Fuji Film ARCH)
  • blue color film A black matrix and power filter (red, green, and blue) were formed using a filter material (CB-7001: manufactured by Fuji Film ARCH).
  • the thickness of the green color filter was 2 ⁇ m, and the thickness of the other layers was 1 ⁇ m.
  • Each color filter was formed so that a set of red, green, and blue sub-pixels arranged in the horizontal direction was a pixel.
  • the size of each sub-pixel is 300 m in length x 100 m in width, and the interval between adjacent sub-pixels is 30 m in the vertical direction and 10 m in the horizontal direction. Therefore, one pixel had dimensions of 300 m in length and 320 m in width, and the interval between adjacent pixels was 30 m in the vertical direction and 10 m in the horizontal direction.
  • 50 pixels in the vertical direction and 50 pixels in the horizontal direction were arranged to form a total of 2500 pixels.
  • a complementary color layer and a gas barrier layer were formed on the black matrix and the color filter according to the same method as in Example 1.
  • a transparent electrode was formed on the gas barrier layer according to the same method as in Example 1 except that the shape was changed to a plurality of stripe shapes extending in the vertical direction having a width of 100 m and a distance of 10 m.
  • a hole injection layer, a hole transport layer, a blue light emitting layer, a red light emitting layer, and an electron transport layer were formed in the same manner as in Example 1.
  • a reflective electrode was formed according to the same method as in Example 1 except that the shape was changed to a plurality of stripe shapes extending in the lateral direction with a width of 300 / ⁇ and a distance of 30 m using a mask. Finally, sealing was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a multicolor light emitting device.
  • the host material of the red light emitting layer is Alq and the dopant is changed to DCM2.
  • Example 2 was repeated to obtain a multicolor light emitting device.

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Abstract

【課題】 各色の輝度バランスに優れた各波長域の成分を充分に含む白色および多色の発光デバイス、および簡便な工程によるその製造方法の提供。 【解決手段】 透明基板上に、補色層、透明電極、有機発光体および反射電極を含む発光デバイスであって、有機発光体は、青色発光層と赤色発光層とを少なくとも含み;補色層は、有機発光体からの光の一部を吸収して緑色光を放出し;透明基板側から白色光を放射することを特徴とする発光デバイス。

Description

明 細 書
発光デバイスおよびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、高精細で視認性に優れ、広範囲な応用可能性を有する白色および多 色発光デバイスおよびその製造方法に関する。該発光デバイスは、パーソナルコン ピュータ、ワードプロセッサ、テレビ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーシヨン、電話 機、携帯端末、ならびに産業用計測器の表示などに使用することができる。
背景技術
[0002] 表示装置に適用される発光素子の一例として、電界発光素子が知られている。電 界発光素子は、薄膜の自発光型素子であり、低駆動電圧、高解像度、高視野角とい つた優れた特徴を有することから、それらの実用化に向けて様々な検討がなされてい る。
[0003] 電界発光素子を用いてフルカラーディスプレイの作製方式としては、電界を印加す ることにより、それぞれ赤色、緑色および青色に発光する素子を配列する「3色発光 方式」、白色の発光を特定波長域の光を透過させるカラーフィルタを通して赤色、緑 色および青色の光とする「カラーフィルタ方式」、および、近紫外光、青色光、青緑色 光または白色光を吸収し、波長分布変換を行って可視領域の光を発光する色変換 色素をフィルタに用いる「色変換方式」が提案されて 、る。
[0004] これらの中で、カラーフィルタ方式は単色の電界発光素子を用いることができ、また 色変換方式と比較してプロセス工数が少なく、大画面ディスプレイを作製する上で有 利な方式といわれている。
[0005] 前述のように、カラーフィルタ方式は、電界発光素子の発する白色光から、カラーフ ィルタを用いて必要な波長成分のみを透過させ、赤色、緑色および青色のような所 望の色を得る方式である。したがって、電界発光素子の発する光は、赤色、緑色およ び青色の 3つの波長域の成分をバランスよく含んでいる必要がある。
[0006] 電界発光素子において白色発光を実現する技術として、 (1)白色発光材料を用い る方式 (非特許文献 1参照)、(2) RGBまたは補色関係を有する複数の発光材料を 混合する方式 (非特許文献 2参照)、および (3) RGBまたは補色関係を有する複数 の発光材料層を積層する方式 (たとえば、青色、緑色、または赤色の発光をする異な るキャリア輸送特性を有する 3つの発光層を用いること (非特許文献 3参照)、あるい は混合した配位子を有するアルミニウムキレートをホストとする青色発光層に、赤色発 光電子輸送層を積層すること (特許文献 1参照)など)が提案されてきて 、る。しかし ながら、前記(1)の方式では、完全な白色光を発し、長時間の駆動に耐え、および安 定かつ高効率である発光材料が見出されていない。一方、(2)および (3)の方式で は各発光材料の発光バランスを厳密に調整する必要があることに加え、輝度を変化 させる場合または連側的駆動により発光バランスが容易に変化してしまうという、実用 上大きな問題点が存在する。
[0007] さらに、青色発光層および緑色発光層を順に積層して構成され、該緑色発光層は 赤色色素を含有する領域を有する電界発光素子が提案されて!ヽる (特許文献 2参照 )。この構成において、緑色発光層は、電子輸送層として機能するアルミニウムキレー トで作製される力、あるいは該キレートに対して緑色色素をドープすることにより作製 される。また、赤色発光領域は、該アルミニウムキレートに対して赤色色素をドープし た領域である。しカゝしながら、この構成においても、前述の発光 (輝度)バランスを厳 密に調整する必要があること、および駆動によりそのバランスが容易に変化することと いう問題点は、依然として存在する。
[0008] また、発光層として青色発光層 Z緑色発光層の積層体とし、赤色色素を電界発光 素子の任意の他の層にドープすることが提案されて 、る (特許文献 3参照)。ここで、 緑色発光層はアルミニウムキレートから形成される力 これに赤色発光ドーパントを混 合するとドーパントによる発光が主となってしまい、一方、ドーパントの混合量を減少 させると所望の白色が得られな 、と 、う欠点を有する。
[0009] さらに、主色を発光するホスト材料と、その補色を発光するドーパントとを含む発光 層と、ホストの発光を吸収してより長波長の光を発光するスチルベン系波長変換物質 とを備えて、波長に対してフラットな発光スペクトルを有する白色発光を得ることが提 案されている(特許文献 4参照)。し力しながら、通常の場合、数パーセントのドーパン ト量において、ドーパントからの発光が主となるので、ドーパントおよび波長変換物質 の量を精密に制御する必要があること、および駆動により輝度バランスが容易に変化 するという問題点が存在する。
[0010] また、陽極側に青色発光有機材料、陰極側に橙色発光有機材料を積層した発光 層を設け、青色光が橙色発光の有機材料によって吸収されないようにした構成が提 案されている(特許文献 5参照)。しカゝしながら、各発光材料の発光バランスを厳密に 調整する必要があることに加え、輝度を変化させた場合、あるいは連続的駆動により そのバランスが容易に変化することという問題点は、依然として存在する。
[0011] 特許文献 1 :特開平 7— 150139号公報
特許文献 2 :特開平 7—142169号公報
特許文献 3:特開平 6 - 207170号公報
特許文献 4:特開 2000— 243565号公報
特許文献 5:特開 2000— 243563号公報
特許文献 6:特開平 5— 134112号公報
特許文献 7 :特開平 7— 218717号公報
特許文献 8:特開平 7 - 306311号公報
特許文献 9:特開平 5 - 119306号公報
特許文献 10:特開平 7— 104114号公報
特許文献 11:特開平 6— 300910号公報
特許文献 12 :特開平 7— 128519号公報
特許文献 13:特開平 8— 279394号公報
特許文献 14:特開平 9 330793号公報
特許文献 15:特開平 8— 27934号公報
特許文献 16:特開平 5— 36475号公報
非特許文献 1 :T. Ogura et al,第 38回応用物理学関係連合講演会、 31p-G-13 (19 91)
非特許文献 2 :Appl. Phys. Lett., 64, 815 (1994)
非特許文献 3 :第 55回応用物理学会学術講演会、 19p-H-6 (1994)
非特許文献 4:月刊ディスプレイ、第 3卷第 7号(1997) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0012] したがって、本発明の目的は、赤色、緑色および青色の 3波長域全てをバランスよく 含む理想的な白色発光を得ることができ、かつ輝度を変化させた場合あるいは連続 的駆動をさせた場合にぉ 、て、発光バランスが変化することがな 、電界発光素子部 分構造およびそれを備えた白色および多色発光デバイスを提供することである。 課題を解決するための手段
[0013] 本発明の第 1の実施形態の発光デバイスは、透明基板上に、補色層、透明電極、 有機発光体および反射電極を含む発光デバイスであって、前記有機発光体は、青 色発光層と赤色発光層とを少なくとも含み;前記補色層は、前記有機発光体からの 光の一部を吸収して緑色光を放出し;透明基板側から白色光を放射することを特徴 とする。ここで、前記透明基板と前記補色層との間に、独立して配置される少なくとも 3種類のカラーフィルタをさらに含み、透明基板側から多色光を放射するように構成し てもよい。また、前記補色層は、前記カラーフィルタの保護層としての機能をさらに有 していてもよい。さらに、前記透明電極が第 1の方向に延びる複数のストライプ形状の 部分から構成され、前記反射電極が第 1の方向に延びる複数のストライプ形状の部 分から構成され、前記第 1の方向は前記第 2の方向と交差する構成とするか、あるい はまた、前記透明電極が一体として形成され、前記反射電極が複数のスイッチング 素子と 1対 1に接続されて 、る複数の部分力も構成するかの 、ずれか〖こよって、マトリ タス駆動を可能としてもよい。本実施形態における補色層は、マトリクスと、該マトリク ス中に分散された少なくとも 1つの色変換色素とを含むことが望ま U、。
[0014] 第 1の実施形態の発光デバイスは、透明基板を準備する工程と、補色層を配設す る工程と、透明電極を配設する工程と、有機発光体を配設する工程と、反射電極を 配設する工程とを順に備えたことを特徴とする方法により製造することができる。ここ で、前記補色層を配設する前に、少なくとも 3種類のカラーフィルタを独立して配設す る工程をさらに含んでもよい。また、前記透明電極を配設する前に、ガスノリア層を配 設する工程をさらに含んでもよ!、。
[0015] 本発明の第 2の実施形態の発光デバイスは、透明基板上に少なくとも補色層を含 むフィルタ一積層体と、素子基板上に反射電極、有機発光体および透明電極をこの 順に含む有機発光素子とを含み、前記フィルタ一積層体と前記有機発光素子とは、 前記補色層と前記透明電極とが対向する用に貼り合わせられており、前記透明基板 側から白色光を放射することを特徴とする。ここで、前記透明基板と前記補色層との 間に、独立して配置される少なくとも 3種類のカラーフィルタをさらに含み、透明基板 側から多色光を放射するように構成してもよい。また、前記補色層は、前記カラーフィ ルタの保護層としての機能をさらに有していてもよい。さらに、前記透明電極が第 1の 方向に延びる複数のストライプ形状の部分から構成され、前記反射電極が第 1の方 向に延びる複数のストライプ形状の部分から構成され、前記第 1の方向は前記第 2の 方向と交差する構成とするか、あるいはまた、前記透明電極が一体として形成され、 前記反射電極が複数のスイッチング素子と 1対 1に接続されている複数の部分力 構 成するかのいずれかによつて、マトリクス駆動を可能としてもよい。本実施形態におけ る補色層は、マトリクスと、該マトリクス中に分散された少なくとも 1つの色変換色素とを 含むことが望ましい。
[0016] 第 2の実施形態の発光デバイスは、透明基板を準備する工程と、前記透明基板上 に補色層を配設してフィルタ一積層体を形成する工程と、素子基板を準備する工程 と、前記素子基板上に反射電極を配設する工程と、前記反射電極上に有機発光体 を配設する工程と、前記有機発光体上に透明電極を配設して有機発光素子を得る 工程と、前記フィルタ一積層体と前記有機発光素子とを、前記補色層と前記透明電 極とが対向するように貼り合わせる工程とを備えたことを特徴とする方法により製造す ることができる。ここで、前記補色層を配設する前に、少なくとも 3種類のカラーフィル タを独立して配設する工程をさらに含んでもよい。また、前記補色層を配設した後に 、ガスノリア層を配設する工程をさらに含んでもよい。
発明の効果
[0017] 以上のような構成によれば、各色の輝度バランスに優れた各波長域の成分を充分 に含む白色発光デバイスおよび該デバイスにカラーフィルタを併用した多色発光デ ノイスを、簡便な工程で製造することが可能となる。輝度バランスが劣悪なデバイス においては、輝度の低い色に相当する部分をより強く発光させて輝度バランスを維持 するため、各色に相当する部分の寿命が異なるものとなり、長期間の駆動によって色 ずれが顕著となる。また、各色に相当する部分毎に精密な制御を行う必要が生じ、そ の結果駆動を担当する回路が複雑化し、高コストィ匕の原因となる。したがって、輝度 ノ《ランスに優れた本発明の発光デバイスは、寿命面およびコスト面の両方において 望ま 、効果をもたらすものである。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の第 1の実施形態の多色発光デバイスの構造の一例を示す模式的断面 図である。
[図 2]本発明の第 2の実施形態の多色発光デバイスの構造の一例を示す模式的断面 図である。
符号の説明
[0019] 1 透明基板
2 ブラックマトリクス
3 赤色カラーフィノレタ
4 緑色カラーフィルタ
5 青色カラーフィルタ
6 補色層
7 ガスバリア層
8 透明電極
9 有機発光体
10 反射電極
11 素子基板
12 接着 Z外周封止層
発明を実施するための最良の形態
[0020] 本発明の第 1の実施形態の多色発光デバイスの模式断面図を図 1に示す。本実施 形態の多色発光デバイスは、透明基板 1の上に、ブラックマトリクス 2、カラーフィルタ( 赤色: 3、緑色: 4、青色: 5)、補色層 6、ガスバリア層 7、透明電極 8、有機発光体 9、 および反射電極 10が積層されている。ブラックマトリクス 2およびガスノリア層 7は、任 意選択的に設けてもよい層である力 好ましくは設けることが望ましい層である。以下 、各構成要素について説明する。
[0021] 1.透明基板 1
図 1における透明基板 1は、可視光透過率に優れ、多色発光デバイスの形成プロ セスにおいて、多色発光デバイスの性能低下を引き起こさないものであれば良い。た とえば、透明基板 1を、ガラス基板、各種プラスチック基板、若しくは各種フィルム等を 用いて形成することができる。
[0022] 2.カラーフィルタおよびブラックマトリクス
本発明の多色発光デバイスに用いられるカラーフィルタ(3, 4, 5)は、補色層 6を透 過した光の所望の波長域の成分を透過させるための層であり、 1つまたは複数種の 層を設けてもよい。カラーフィルタとしては、液晶ディスプレイなどのフラットパネルデ イスプレイ用途のものを適用することができ、近年では、フォトレジストに顔料を分散さ せた顔料分散型カラーフィルタが広く用いられている。
[0023] 図 1に示した構成においては、カラーフィルタ 3, 4, 5は、お互いに異なる波長域に 透過域を有するカラーフィルタである。例えば、カラーフィルター 3を赤色領域(600η m以上の波長域)の光を透過する赤色カラーフィルタとし、カラーフィルタ 4を緑色領 域(500〜600nmの波長域)の光を透過する緑色カラーフィルタとし、カラーフィルタ 6を青色領域 (400〜550nmの波長域)の光を透過する青色カラーフィルタとするこ とがでさる。
[0024] 発光デバイスをディスプレイとして用いる場合、各カラーフィルタは、後述する電極 の配置により画定される画素または副画素の位置に相応して設けられる。それぞれ のカラーフィルタの画素ないし副画素の間に形成される間隙に、可視領域の光を透 過しないブラックマトリクス 2を配設することが一般的に行われる。ブラックマトリクス 2 は、多色発光デバイスのコントラスト比の向上に有効である。本発明におけるブラック マトリクス 2は、カラーフィルタと同様に、フラットパネルディスプレイ用途に巿販されて V、る材料を用いて形成することができる。
[0025] 3.補色層 6
本発明の補色層 6は、カラーフィルタの保護およびカラーフィルタ上の膜面の平滑 化の目的に加えて、有機発光体の発光の一部を波長分布変換して、赤色、緑色およ び青色の 3波長域の成分を十分に含む白色光を得るための層である。補色層 6は、 マトリクスと、マトリクス中に分散される色変換色素とを含む。
[0026] (a)マトリクス
補色層 6のマトリクスは、光透過性に富み、かつカラーフィルタを劣化させることのな いプロセスによって配設できる材料力も形成される。また、補色層 6の上面にはガスバ リア層、ならびに電極および有機発光体を含む発光部が形成されることから、さらに スパッタに対する耐性も要求される。
[0027] 前述のように、補色層 6は、膜面の平滑化の目的をも併せ持つために、一般的には 塗布法で形成される。その際に適用可能な材料としては、光硬化性榭脂または光熱 併用型硬化性榭脂を含む。そのような材料を塗布した後に、光および Zまたは熱処 理してラジカル種またはイオン種を発生させて重合または架橋させ不溶不融化させ た物をマトリクスとしてして用いるのが一般的である。また、フォトリソグラフ法などを用 いて補色層 6をパターユングする必要がある場合には、用いる光硬化性榭脂または 光熱併用型硬化性榭脂は、未硬化の段階で有機溶媒またはアルカリ溶液に可溶性 であることが望ましい。
[0028] 具体的には、マトリクスとして用いることができる光硬化性榭脂または光熱併用硬化 型榭脂の硬化物とは、 (1)ァクロィル基またはメタクロィル基を複数有するアクリル系 多官能モノマーおよびオリゴマーと、光または熱重合開始剤力もなる組成物の膜を 光または熱処理して、光ラジカルまたは熱ラジカルを発生させて重合させたもの、(2) ポリビニル桂皮酸エステルと増感剤とからなる組成物を光または熱処理により二量ィ匕 させて架橋したもの、(3)鎖状または環状ォレフィンとビスアジドとからなる組成物の 膜を光または熱処理してナイトレンを発生させ、ォレフィンと架橋させたもの、および( 4)エポキシ基を有するモノマーと光酸発生剤とからなる組成物の膜を光または熱処 理して、酸 (カチオン)を発生させて重合させたものなどを含む。特に、(1)に記載の アクリル系多官能モノマーおよびオリゴマーと開始剤との混合物は、高精細でのパタ 一-ングが可能であり、また耐溶剤性、耐熱性等の信頼性の観点からも好ましい。
[0029] あるいはまた、補色層 6のマトリクスとして、ポリカーボネート(PC)、ポリエチレンテレ フタレート(PET)、ポリエーテルスルホン、ポリビュルプチラール、ポリフエ-レンエー テル、ポリアミド、ポリエーテルイミド、ノルボルネン榭脂、アクリル榭脂、メタクリル樹脂 、イソブチレン 無水マレイン酸共重合榭脂、環状ォレフィン系榭脂のような熱可塑 性榭脂;エポキシ榭脂、フエノール榭脂、ウレタン榭脂、ビュルエステル榭脂、イミド系 榭脂、ウレタン系榭脂、ユリア榭脂、メラミン榭脂のような熱硬化性榭脂;あるいはポリ スチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネートなどと、 3官能性または 4官能性のァ ルコキシシランを含む化合物力 形成されるポリマーハイブリッドなどを使用してもよ い。
[0030] 補色層 6の厚さも重要な要素である。補色層 6があまりにも厚すぎると視野角特性に 悪影響をおよぼす。たとえば、ディスプレイを斜めカゝら見た場合に、隣接する画素な V、し副画素からの発光が透過し、非点灯にもかかわらず点灯して 、るように見えてし まう。本発明の補色層 6は、カラーフィルタ上面において 3〜15 μ m、好ましくは 5〜1 O /z mの厚さを有することが望ましい。このような範囲内の厚さを有することによって、 有機発光体からの光の白色化を達成すると同時に、良好な視野角特性を維持するこ とが可能となる。
[0031] (b)色変換色素
補色層 6に含まれる色変換色素は、有機発光体の発光の一部を透過させ、一部を 吸収し、吸収した波長とは異なる波長の光を放出する機能を有するものである。有機 発光体の構成に依存するが、有機発光体力 青色および赤色の成分を有する光が 放射される場合、色変換色素は、青色成分を吸収して緑色成分を放出する緑色変 換色素であることが望ましい。本発明における色変換色素としては、青色光 (400〜5 OOnm)の発光を吸収して緑色の蛍光または燐光を放出する、無機または有機の材 料を用いることができる。
[0032] 具体的な緑色変換色素としては、たとえば、 3— (2'一べンゾチアゾリル)ー7 ジ ェチルァミノクマリン(クマリン 6)、 3— (2,—ベンゾイミダゾリル)— 7— N, N ジェチ ルァミノクマリン(クマリン 7)、 3— (2,— N—メチル—ベンゾイミダゾリル)— 7— N, N —ジェチルァミノクマリン(クマリン 30)、 2, 3, 5, 6- 1H, 4H—テトラヒドロ一 8 トリ フルォロメチルキノリジノ(9, 9a, 1—gh)クマリン(クマリン 153)等のクマリン系色素、 あるいはクマリン色素系染料であるベーシックイェロー 51、さらにはソルベントイエロ 一 11、ソルベントイェロー 116等のナフタルイミド系色素などを挙げることができる。さ らに、各種染料 (直接染料、酸性染料、塩基性染料、分散染料など)も、適切な波長 域における吸収性、蛍光性があれば使用することができる。
[0033] 本発明の特に好ましい実施態様は、 2つの波長域 (青色および赤色)の成分を含む 有機発光体の発光の一部を緑色に変換し、全体として 3つの波長域の成分を含む白 色光を得ることである。したがって、補色層 6に用いることができる色変換色素の種類 および添加量は、有機発光体の発光スペクトル、各色素の吸収 Z蛍光スペクトルお よび補色層 6の膜厚などに大きく依存するために一概には述べられないが、有機発 光体からの光の補色層 6を透過する部分と補色層力 の発光分との和が、目的とす る白色スペクトルとなるようにバランスの調整を行うことが可能である。
[0034] 4.ガスバリア層 7
ガスノリア層 7は、その下に形成される層に由来する水分および Zまたは酸素が有 機発光体に到達して有機発光体を劣化させることを防止することを目的とする層であ る。ガスバリア層 7は、可視域における透明性が高く(400〜700nmの範囲で透過率 50%以上)、 100°C以上のガラス転移温度 (Tg)および鉛筆硬度 2H以上の膜硬度 を有し、下に形成されるカラーフィルタおよび Zまたは補色層 6の機能を低下させな い材料力も形成される。たとえば、イミド変性シリコーン榭脂 (特許文献 6〜8参照)、 無機金属化合物 (TiO、 Al O、 SiO等)をアクリル、ポリイミド、シリコーン榭脂等の
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中に分散した材料 (特許文献 9、 10参照)、アタリレートモノマー Zオリゴマー Zポリマ 一の反応性ビュル基を有した榭脂、レジスト榭脂 (特許文献 11〜14参照)、ゾルーゲ ル法で形成される無機化合物 (非特許文献 4、特許文献 15参照)、フッ素系榭脂 (特 許文献 14、 16参照)などの光硬化型榭脂および Zまたは熱硬化型榭脂を挙げること ができる。これら榭脂材料を用いてガスバリア層を形成する場合、その形成法は特に 制限はない。たとえば、乾式法 (スパッタ法、蒸着法、 CVD法など)、あるいは湿式法 (スピンコート法、ロールコート法、キャスト法など)のような慣用の手法により形成する ことができる。
[0035] あるいはまた、ガスノリア層 7を、電気絶縁性ならびにガスおよび有機溶剤に対する ノリア性を有し、可視域における透明性が高く(400〜800nmの範囲で透過率 50% 以上)、かつその上に形成される電極の成膜条件に耐える硬度として好ましくは鉛筆 硬度 2H以上の膜硬度を有する材料を用いても形成してもよ ヽ。そのような材料として 、たとえば、 SiO 、 SiN 、 SiN O 、 AIO 、 TiO 、 TaO 、 ZnO等の無機酸化物、無 機窒化物等の材料を使用できる。これらの無機材料を用いてガスノリア層 7を形成す る場合にも特に制約はなぐスパッタ法、 CVD法、真空蒸着法、ディップ法、ゾルー ゲル法等の慣用の手法により形成できる。
[0036] ガスバリア層 7は、前述の材料の単層であってもよぐあるいは前述の材料から形成 される複数の層の積層構造であってもよ 、。
[0037] 本実施形態の多色発光デバイスにガスバリア層 7を配設する場合には、補色層 6の 場合と同様に視野角特性におよぼす影響を考慮する必要がある。厚すぎるガスバリ ァ層 7を形成した場合、有機発光体を発した光がガスバリア層 7を透過して補色層6 あるいはカラーフィルタに到達するまでの光路長が長くなる。その結果、斜め方向か ら多色発光デバイスを見た場合に、隣接する別の色の画素な 、し副画素への光の漏 れ (光学的クロストーク)が発生する。多色発光デバイスのディスプレイとしての表示 性能を考慮すると、本来の画素ないし副画素の発光量に対する、光学的クロストーク による隣接する画素ないし副画素の発光量の比率を十分に小さくすることが要求さ れる。この点を考慮すると、ガスノリア層 7膜厚 (複数層の積層体である場合は、総膜 厚)は、 0. 1〜5 μ mであることが好ましい。
[0038] 5.電極
透明電極 8は、 SnO 、 In O 、 ITO、 IZO、 ZnO : Α1などの導電性金属酸化物をス
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パッタ法を用いて積層することにより形成される。透明電極 8は、波長 400〜800nm の光に対して好ましくは 50%以上、より好ましくは 85%以上の透過率を有することが 好ましい。透明電極 8は、通常 50nm以上、好ましくは 50ηπ!〜 1 μ m、より好ましくは 100〜300nmの範囲内の厚さを有することが望ましい。
[0039] 反射電極 10は、高反射率の金属、アモルファス合金、微結晶性合金を用いて形成 されることが好ましい。高反射率の金属は、 Al、 Ag、 Mo、 W、 Ni、 Crなどを含む。高 反射率のアモルファス合金は、 NiP、 NiB、 CrPおよび CrBなどを含む。高反射率の 微結晶性合金は、 NiAlなどを含む。あるいはまた、前述の高反射率の金属を含む他 の合金 (たとえば MgZAg合金など)を用いることができる。反射電極 10は、蒸着、ス ノッタなどの当該技術にぉ 、て知られて 、る任意の方法で形成することができる。
[0040] 本発明にお 、て、透明電極 8および反射電極 10の一方を陽極として、他方を陰極 として用いることが可能である力 透明電極 8を陽極として、反射電極 10を陰極として 用いることが望ましい。透明電極 8および反射電極 10のそれぞれを複数のストライプ 形状部分電極から形成して、ノッシブマトリクス駆動を行うようにしてもよい。この場合 、透明電極 8のストライプ形状部分電極の延びる方向は、反射電極 10のストライプ形 状部分電極の延びる方向と交差し、好ましくは直交する。あるいはまた、別途、複数 のスイッチング素子 (TFTなど)を設け、複数のスイッチング素子に 1対 1で対応する 複数の部分電極から反射電極 10を構成して、アクティブマトリクス駆動を行うようにし てもよい。この場合には透明電極 8は一体型の電極として形成される。
[0041] 6.有機発光体
有機発光体 9は、透明電極 8と反射電極 10との間に挟持され、少なくとも有機発光 層を含む。必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、および/または 電子注入層を介在させた構造を有する。より具体的には、たとえば以下に示すような 構造が挙げられる。
[0042] (1)陽極 Z有機発光層 Z陰極
(2)陽極 Z正孔注入層 Z有機発光層 Z陰極
(3)陽極 Z有機発光層 Z電子輸送層 Z陰極
(4)陽極 Z有機発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極
(5)陽極 Z正孔注入層 Z有機発光層 Z電子輸送層 Z陰極
(6)陽極 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z有機発光層 Z電子注入層 Z陰極
(7)陽極 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z有機発光層 Z電子輸送層 Z陰極
(8)陽極 Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z有機発光層 Z電子輸送層 Z電子注入層 Z陰極
上述の(1)〜(8)の構造において、陽極は好ましくは透明電極 8であり、陰極は好 ましくは反射電極 10である。 [0043] 正孔注入層の材料としては、フタロシアニン(Pc)類 (銅フタロシアニン(CuPc)など を含む)またはインダンスレン系化合物などを用いることができる。
[0044] 正孔輸送層は、トリアリールァミン部分構造、力ルバゾール部分構造、ォキサジァゾ ール部分構造を有する材料(たとえば TPD、 a—NPD、 PBD、 m— MTDATAなど )を用いて形成することができる。
[0045] 電子注入層の材料としては、 Li、 Na、 K、または Csなどのアルカリ金属、 Ba、 Srな どのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属の フッ化物などの用いることができる力 それらに限定されるものではない。本発明の構 成においては、電子注入効率の改善の観点から、電子注入層を設けることが好まし い。電子注入層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することが できるが、通常の場合には lOnm以下であることが好ましい。あるいはまた、アルカリ 金属な ヽしアルカリ土類金属をドープしたアルミニウムのキノリノール錯体を用いても よい。
[0046] 電子輸送層の材料としては、 PBD、 TPOBのようなォキサジァゾール誘導体;
TAZのようなトリアゾール誘導体;トリァジン誘導体;フエ-ルキノキサリン類; BMB - 2T、 BMB— 3Τのようなチォフェン誘導体;アルミニウムトリス(8 キノリノラート) (A1 q )のようなアルミニウム錯体などを用いることができる。
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[0047] 本発明の有機発光層は、青色発光層および赤色発光層の 2つの層で構成される。
これらの内の青色発光層からの発光の一部を補色層 6において緑色光へと変換する ことによって、赤色、緑色および青色の 3波長域の成分を十分に含む白色光を得るこ とができる。本発明においては、青色および赤色発光層を、ホスト材料中にドーパント をドープするホストード一パント系で構成することが望ましい。青色および赤色発光層 のホスト材料を共通の材料としてもよぐこれは工程の簡略ィ匕の面からも好ましい。
[0048] 用いることができるホスト材料は、アルミニウムキレート錯体、 4, 4,一ビス(2, 2 ジ フエ-ルビ-ル)ビフエ-ル(DPVBi)、 2, 5 ビス(5— tert ブチル 2 ベンゾォ キサゾリル)チォフェン (BBOT)等を含む。青色発光層中に用いることができる青色 発光ドーパントは、ペリレン、 2, 5, 8, 11—テトラ— tert—ブチルペリレン (TBP)、 4, 4, ビス [2— {4 (N, N ジフエ-ルァミノ)フエ-ル}ビュル]ビフエ-ル (DPAVB i)などを含む。青色発光ドーパントは、青色発光層の総重量を基準として 0. 1〜5質 量%の量で添加される。赤色発光層中に用いられる赤色発光ドーパントは、 4 (ジ シァノメチレン) 2—メチル 6— (p ジメチルアミノスチリル) 4H ピラン(DCM 1)、 4 ジシァノメチレン— 2—メチル—6— (ジュ口リジン— 4—ィル—ビュル) 4H —ピラン(DCM2)、 [2— (2 プロピル)一 6— [2— (2, 3, 6, 7—テトラヒドロ一 2, 2 , 7, 7—テトラメチル一 1H, 5H ベンゾ [ij]キノリジン一 9—ィル)一ェテュル]— 4H -ピラン 4 イリデン]―プロパンジ-トリル(DCJT1)などの 4 -ジシァノメチレンピ ラン系化合物、 4, 4 ジフルォロ一 1, 3, 5, 7—テトラフエ-ル一 4 ボラ一 3a, 4a ジァザ s インダセン、ナイルレッドなどを含む。赤色発光ドーパントは、赤色発 光層の総重量を基準として 0. 1〜5質量%の量で添加される。
[0049] 赤色光成分の強度を高めるために赤色ドーパントの量を増加させれば、青色光成 分の強度が低下する。これは逆も同様である。青色発光層および赤色発光層を用い 、補色層 6による変換を用いて白色光を得る場合、赤色ドーパントの添加量を青色ド 一パントの添カ卩量の 1〜2倍の範囲内とすることが好ましい。
[0050] 本発明の有機発光層においては、青色発光層または赤色発光層のいずれが陽極 側であってもよい。電子一正孔再結合効果を高めるため、接合界面側(陽極側)の発 光層の膜厚を大きくし、陰極側の発光層の膜厚を薄くすることが望ましい。
[0051] あるいはまた、正孔輸送層 Z青色発光層 Z赤色発光層 Z電子輸送層の積層を含 む構成の場合に、正孔輸送層の材料であるホスト中に青色ドーパントを添加して青 色発光層を形成してもよぐ電子輸送層の材料であるホスト中に赤色ドーパントを添 加して赤色発光層を形成してもよ ヽ。
[0052] 本発明の第 2の実施形態の多色発光デバイスの模式断面図を図 2に示す。本実施 形態の多色発光デバイスは、第 1の実施形態のデバイスのガスノリア層 7以下の構 造を有するフィルタ一積層体と、素子基板 11上に反射電極 10、有機発光体 9および 透明電極 8をこの順に積層した有機発光素子とを、反射電極 10と補色層 6 (存在する 場合にはガスノリア層 7)とを対向させて貼り合わせた構造を有する。貼り合わせは、 接着 Z外周封止層 12を用いて行うことができる。
[0053] 本実施形態におけるフィルタ一積層体を構成する透明基板 1、ブラックマトリクス 2、 カラーフィルタ(赤色: 3、緑色: 4、青色: 5)、補色層 6、およびガスバリア層 7は第 1の 実施形態に記載と同様のものを用いることができる。本実施形態においても、ブラック マトリクス 2およびガスノ リア層 7は、任意選択的に設けてもよい層である力 好ましく は設けることが望まし 、層である。
[0054] 本実施形態における素子基板 11は、ガラスやプラスチックなど力もなる絶縁性基板 、または、半導電性基板や導電性基板に絶縁性の薄膜を形成した基板を用いること ができる。あるいはまた、ポリオレフイン、アクリル榭脂、ポリエステル榭脂またはポリイ ミド榭脂などカゝら形成される可撓性フィルムを、素子基板 11として用いてもよい。また 、アクティブマトリクス駆動を行う場合には、素子基板 11上に TFTなどのスイッチング 素子を設けてもよい。
[0055] 本実施形態における有機発光素子は、積層順序が反射電極 10Z有機発光体 9Z 透明電極 8となることを除いて、第 1の実施形態の透明電極 8Z有機発光体 9Z反射 電極 10の積層体と同等の構成を有する。各構成層は、第 1の実施形態に記載のもの と同様のものを用いることができる。本実施形態の有機発光素子は、第 1の実施形態 と同様にパッシブマトリクス駆動を行うように構成することもできる力 アクティブマトリク ス駆動を行う際に特に有利である。なぜなら、有機発光体 9からの発光を素子基板 1 1の側に取り出さないため、素子基板 11上に設けられるスイッチング素子による光の 遮断が発生しな 、からである。
[0056] 本実施形態において、フィルタ一積層体と有機発光素子との貼り合わせは、接着 Z外周封止層 12を用いて行うことができる。接着 Z外周封止層 12は、紫外線硬化 型接着剤などの材料を用いて形成することができる。接着 Z外周封止層 12は、直径 20〜60 μ m、好ましくは直径 35〜55 μ mのガラスビーズまたはシリカビーズなどの スぺーサを含んでもよい。スぺーサは、フィルタ一積層体と有機発光素子との貼り合 わせ距離を規定するとともに、接着のために印加される圧力を負担する。貼り合わせ は、フィルタ一積層体または有機発光素子の周辺部に、紫外線硬化型接着剤などの 接着 Z外周封止層 12用材料を塗布し、フィルタ一積層体の補色層 6またはガスバリ ァ層 7 (存在する場合)と、有機発光素子の透明電極 8とを対向させて配置し、その後 に接着 Z外周封止層 12用材料を硬化させることによって行うことができる。 [0057] 従来技術の青色発光層および赤色発光層を有する白色発光素子においては、緑 色領域の発光強度が不足する。そのため、ディスプレイとして機能させる場合には緑 色副画素に相当する部分の輝度を増大させるために通電量を増加させる必要があり 、通電量の増加は当該部分の劣化を促進することになる。あるいはまた、緑色領域の 成分を増加させる目的で赤色発光層に代えて橙色発光層を用いると、赤色光の色 純度が低下してしまう。このような従来技術の白色発光素子と比較して、本発明の第 1および第 2の実施形態の発光デバイスでは、補色層 6にお 、て色変換を行 、緑色 領域の強度を補償することができるので、赤色、緑色および青色の成分のバランスを 良好に維持することができ、駆動に伴う発光体の局部的劣化を抑制することができる
[0058] また、補色層 6にカラーフィルタの保護層としての機能を併せて持たせることにより、 プロセス工数を増加させることなぐ従来型のカラーフィルタ方式のデバイスを修正し て適用して本発明の第 1および第 2の実施形態の発光デバイスを形成することができ る。その際に、補色層 6はマトリクス中に少なくとも 1つの色変換色素を分散させた層 であるので、公知で簡便なウエットプロセスを用いて形成することができる。
実施例
[0059] 以下に具体例を示して、本発明をさらに説明するが、本発明はこれら実施例の記載 によって制限されるものではない。
[0060] [実施例 1]
蛍光色素であるクマリン 6 (0. 7重量部)を、溶剤のプロピレングリコールモノェチル アセテート (PEGMA) 120重量部に溶解させた。この溶液に対して、光重合性榭脂 V259PA/P5 (新日鐡ィ匕成工業株式会社) 100重量部を加えて溶解させ、塗布液 を得た。透明ガラス基板に対して、スピンコート法を用いてこの塗布液を塗布し、膜厚 2 mの補色層を得た。
[0061] 次に補色層の上に、スパッタ法を用いて膜厚 0. 5 μ mの SiOを堆積させて、ガス
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ノリア層を形成した。スパッタ装置として RF—プレーナマグネトロン型装置を用い、タ 一ゲットとして SiOを用いた。スパッタガスとして Arを使用し、形成時の基板温度を 8
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o°cに設定した。 [0062] 次に、陽極 (透明電極) Z正孔注入層 Z正孔輸送層 Z有機発光層(赤色発光層 Z 青色発光層) Z電子輸送層 Z陰極 (反射電極)なる層構成で、電極および有機発光 体を形成した。
[0063] ガスバリア層の上に、スパッタ法によって ITOを全面にわたって堆積させた。次に IT O上にレジスト OFRP— 800 (東京応化製)を塗布した後に、フォトリソグラフィ一法に てパター-ングを行い、幅 4mm、長さ 50mm、膜厚 lOOnmの透明電極を得た。
[0064] 次いで、透明電極を形成した基板を抵抗加熱蒸着装置内に装着し、正孔注入層、 正孔輸送層、青色発光層、赤色発光層および電子輸送層を、真空を破らずに順次 成膜した。成膜に際して真空槽内圧は 1 X 10_4Paまで減圧した。正孔注入層として 、膜厚 lOOnmの銅フタロシアニン (CuPc)を積層した。正孔輸送層として、膜厚 20η mの 4, 4,—ビス [N— (1—ナフチル)— N—フエ-ルァミノ]ビフエ-ル(α— NPD) を積層した。ホスト材料として DPVBi、およびドーパントとして DPAVBiを用いて膜厚 lOnmの青色発光層を積層させた。 DPAVBiの添加量は、青色発光層の総重量を 基準として 5質量%であった。そして、ホスト材料として DPVBi、およびドーパントとし て DCM1を用いて膜厚 30nmの赤色発光層を積層させた。 DCM1の添加量は、赤 色発光層の総重量を基準として 3質量%であった。
[0065] さらに、真空を破ることなしに MgZAg (質量比 10Z1)を堆積させ、幅 4mm、長さ 50mm,膜厚 200nmの反射電極を得た。
[0066] 最後に、得られた積層体を、乾燥窒素雰囲気 (酸素濃度および水分濃度ともに 10 ppm以下)のグローブボックス内に移動させ、封止ガラスおよび UV硬化型接着剤を 用いて封止し、発光デバイスを得た。
[0067] 得られたデバイスに電流を印加して点灯させた結果、可視域に広い発光分布を有 する、 CIE XYZ表色系において(X, y) = (0. 28, 0. 35)の色度を有する白色発 光が得られた。
[0068] [実施例 2]
透明ガラス基板(1737ガラス)上に、ブラックマトリクス材料 (CK— 7001:富士フィ ルム ARCH製)、赤色カラーフィルタ材料(CR— 7001:富士フィルム ARCH製)、緑 色カラーフィルタ材料 (CG- 7001:富士フィルム ARCH製)、および青色カラーフィ ルタ材料 (CB- 7001:富士フィルム ARCH製)を用いて、ブラックマトリクスおよび力 ラーフィルタ(赤色、緑色および青色)を成膜した。緑色カラーフィルタの膜厚を 2 μ m とし、他の層の膜厚を 1 μ mとした。
[0069] 各カラーフィルタは、赤色、緑色および青色の副画素を横方向に整列させた一組を 画素とするように形成した。各副画素の寸法は縦 300 m X横 100 mであり、隣接 する副画素間の間隔を縦方向 30 m、横方向 10 mとした。したがって 1つの画素 は縦 300 m X横 320 mの寸法を有し、隣接する画素間の間隔は縦方向 30 m 、横方向 10 mであった。本実施例においては、縦方向に 50画素、横方向に 50画 素を配列させ、合計 2500画素を形成した。
[0070] 次に、ブラックマトリクスおよびカラーフィルタ上に、実施例 1と同様の方法に従って 、補色層およびガスバリア層を形成した。ガスバリア層上に、形状を幅 100 m、間 隔 10 mの縦方向に延びる複数のストライプ形状に変更したことを除いて、実施例 1 と同様の方法に従って透明電極を形成した。さらに、実施例 1と同様の方法により、 正孔注入層、正孔輸送層、青色発光層、赤色発光層および電子輸送層を形成した 。次いで、マスクを用いて、形状を幅 300 /ζ πι、間隔 30 mの横方向に延びる複数 のストライプ形状に変更したことを除いて、実施例 1と同様の方法に従って反射電極 を形成した。最後に、実施例 1と同様の方法によって封止を行い、多色発光デバイス を得た。
[0071] 得られた多色発光デバイスの全画素を発光させて、その発光の CIE XYZ表色系 における色度 (X, y)を測定した。その結果、(X, y) = (0. 28, 0. 35)の色度を有す る白色発光が得られた。次いで、赤色、緑色および青色の副画素のそれぞれを、全 画素発光と同一の電流を印カロして発光させ、全画素発光の場合との輝度比(白色光 を得るために R、 G、 B各色に必要とされる輝度の割合を意味する)、および CIE XY Z表色系における色度 (x, y)を測定した。その結果、各色の成分が十分に含まれて いることが分力つた。以上の測定結果を、第 1表にまとめる。
[0072] [表 1] 第 1表:実施例 2の多色発光デバイス評価結果
点灯部 輝度比 色度 ( C I E X Y Z表色系) 全画素 0 . 2 8 0 . 3 5
赤色副画素 2 7 0 . 6 2 0 . 3 6
緑色副画素 3 9 0 . 2 5 0 . 6 3
青色副画素 3 4 0 . 1 2 0 . 2 3
[0073] [実施例 3]
赤色発光層のホスト材料を Alqとし、ドーパントを DCM2に変更したことを除いて実
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施例 2を繰り返して、多色発光デバイスを得た。
[0074] 得られた多色発光デバイスの全画素を発光させて、その発光の CIE XYZ表色系 における色度 (X, y)を測定した。その結果、(X, y) = (0. 30, 0. 32)の色度を有す る白色発光が得られた。次いで、赤色、緑色および青色の副画素のそれぞれを、全 画素発光と同一の電流を印加して発光させ、全画素発光の場合との輝度の比、およ び CIE XYZ表色系における色度 (X, y)を測定した。その結果、各色の成分が十分 に含まれていることが分力つた。以上の測定結果を、第 1表にまとめる。
[0075] [表 2]
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産業上の利用可能性
[0076] 本発明によれば、赤色、緑色および青色の 3波長域全てをバランスよく含む理想的 な白色発光を得ることができ、かつ輝度を変化させた場合あるいは連続的駆動をさ せた場合にぉ ヽて、発光バランスが変化することがな!ヽ電界発光素子部分構造およ びそれを備えた白色および多色発光デバイスを提供することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 透明基板上に、補色層、透明電極、有機発光体および反射電極を含む発光デバ イスであって、前記有機発光体は、青色発光層と赤色発光層とを少なくとも含み;前 記補色層は、前記有機発光体からの光の一部を吸収して緑色光を放出し;透明基板 側から白色光を放射することを特徴とする発光デバイス。
[2] 前記透明基板と前記補色層との間に、独立して配置される少なくとも 3種類のカラ 一フィルタをさらに含み、透明基板側から多色光を放射することを特徴とする請求項 1に記載の発光デバイス。
[3] 前記補色層は、前記カラーフィルタの保護層としての機能をさらに有することを特徴 とする請求項 2に記載の発光デバイス。
[4] 前記透明電極が第 1の方向に延びる複数のストライプ形状の部分力 構成され、前 記反射電極が第 1の方向に延びる複数のストライプ形状の部分から構成され、前記 第 1の方向は前記第 2の方向と交差することを特徴とする請求項 3に記載の発光デバ イス。
[5] 前記透明電極が一体として形成され、前記反射電極が複数のスイッチング素子と 1 対 1に接続されて ヽる複数の部分カゝら構成されて ヽることを特徴とする請求項 3に記 載の発光デバイス。
[6] 前記補色層が、マトリクスと、該マトリクス中に分散された少なくとも 1つの色変換色 素とを含むことを特徴とする請求項 1から 5のいずれかに記載の発光デバイス。
[7] 透明基板を準備する工程と、補色層を配設する工程と、透明電極を配設する工程 と、有機発光体を配設する工程と、反射電極を配設する工程とを順に備えたことを特 徴とする発光デバイスの製造方法。
[8] 前記補色層を配設する前に、少なくとも 3種類のカラーフィルタを独立して配設する 工程をさらに含むことを特徴とする請求項 7に記載の発光デバイスの製造方法。
[9] 前記透明電極を配設する前に、ガスバリア層を配設する工程をさらに含むことを特 徴とする請求項 7に記載の発光デバイスの製造方法。
[10] 透明基板上に少なくとも補色層を含むフィルタ一積層体と、素子基板上に反射電 極、有機発光体および透明電極をこの順に含む有機発光素子とを含み、前記フィル ター積層体と前記有機発光素子とは、前記補色層と前記透明電極とが対向する用に 貼り合わせられており、前記透明基板側から白色光を放射することを特徴とする発光 デバイス。
[11] 前記透明基板と前記補色層との間に、独立して配置される少なくとも 3種類のカラ 一フィルタをさらに含み、透明基板側から多色光を放射することを特徴とする請求項 10に記載の発光デバイス。
[12] 前記補色層は、前記カラーフィルタの保護層としての機能をさらに有することを特徴 とする請求項 11に記載の発光デバイス。
[13] 前記透明電極が第 1の方向に延びる複数のストライプ形状の部分力 構成され、前 記反射電極が第 1の方向に延びる複数のストライプ形状の部分から構成され、前記 第 1の方向は前記第 2の方向と交差することを特徴とする請求項 12に記載の発光デ バイス。
[14] 前記透明電極が一体として形成され、前記反射電極が複数のスイッチング素子と 1 対 1に接続されて 、る複数の部分力 構成されて 、ることを特徴とする請求項 12〖こ 記載の発光デバイス。
[15] 前記補色層が、マトリクスと、該マトリクス中に分散された少なくとも 1つの色変換色 素とを含むことを特徴とする請求項 10から 14のいずれかに記載の発光デバイス。
[16] 透明基板を準備する工程と、前記透明基板上に補色層を配設してフィルタ一積層 体を形成する工程と、素子基板を準備する工程と、前記素子基板上に反射電極を配 設する工程と、前記反射電極上に有機発光体を配設する工程と、前記有機発光体 上に透明電極を配設して有機発光素子を得る工程と、前記フィルタ一積層体と前記 有機発光素子とを、前記補色層と前記透明電極とが対向するように貼り合わせるェ 程とを備えたことを特徴とする発光デバイスの製造方法。
[17] 前記補色層を配設する前に、少なくとも 3種類のカラーフィルタを独立して配設する 工程をさらに含むことを特徴とする請求項 16に記載の発光デバイスの製造方法。
[18] 前記補色層を配設した後に、ガスバリア層を配設する工程をさらに含むことを特徴 とする請求項 16に記載の発光デバイスの製造方法。
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