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WO2006008987A1 - 有機el表示装置 - Google Patents

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WO2006008987A1
WO2006008987A1 PCT/JP2005/012666 JP2005012666W WO2006008987A1 WO 2006008987 A1 WO2006008987 A1 WO 2006008987A1 JP 2005012666 W JP2005012666 W JP 2005012666W WO 2006008987 A1 WO2006008987 A1 WO 2006008987A1
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WO
WIPO (PCT)
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organic
light
reflecting member
wavelength
light reflecting
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2005/012666
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Junichi Katano
Hitoshi Kuma
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority to EP05758316A priority Critical patent/EP1768467A4/en
Priority to JP2006529003A priority patent/JPWO2006008987A1/ja
Priority to US11/293,127 priority patent/US20060158103A1/en
Publication of WO2006008987A1 publication Critical patent/WO2006008987A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine

Definitions

  • the present invention relates to an organic electoluminescence (EL) display device, and more particularly to an organic EL display device using an inorganic phosphor.
  • An organic EL display device is composed of an organic EL element in which an organic light emitting medium is sandwiched between opposing electrodes. When a voltage is applied between both electrodes of the organic EL element, electrons injected from one electrode and holes injected from the other electrode are recombined by the organic light emitting medium. The organic light-emitting molecules in the organic light-emitting medium are always in an excited state due to recombination energy, and then return from the excited state to the ground state. The organic EL device emits light by taking out the energy released at this time as light.
  • the excitation wavelength of newly found inorganic phosphors is often a short wavelength of 460 nm or less. Therefore, in order to excite the fluorescence conversion part using such an inorganic phosphor, it is necessary to adopt a blue organic light emitting medium having a short peak wavelength. However, using a blue light emitting medium with a short peak wavelength was associated with problems such as a short continuous drive life and poor luminous efficiency.
  • An object of the present invention is to provide an organic EL display device having high efficiency and a long continuous driving life.
  • the present inventors have made use of the light interference effect in an organic light emitting medium that exhibits an emission wavelength different from the excitation wavelength of the fluorescence conversion unit so as to match the fluorescence wavelength of the fluorescence conversion unit.
  • the present inventors have found that the light emission of the organic light emitting medium can be enhanced, and completed the present invention.
  • the following organic EL display device is provided.
  • An organic EL device comprising an organic light emitting medium that emits light having a light emission peak wavelength ⁇ 1 in the range of 400 nm to 500 nm, and a first light reflecting member and a second light reflecting member sandwiching the organic light emitting medium.
  • the light emitted by the organic light emitting medium is interfered between the first light reflecting member and the second light reflecting member, and the light emitting component having the wavelength ⁇ 3 closer to the wavelength ⁇ 2 than the wavelength ⁇ 1 is strengthened. Emitted from organic EL elements,
  • a blue pixel having a first organic EL element including an organic light emitting medium that emits blue light having an emission peak wavelength ⁇ b;
  • An organic light emitting medium that emits blue light having an emission peak wavelength ⁇ b;
  • a second organic EL element including a first light reflecting member and a second light reflecting member that sandwich the organic light emitting medium and form a first optical film thickness
  • a green fluorescence conversion unit that absorbs blue light emitted from the second organic EL element and emits green light, and has a maximum peak wavelength of excitation spectrum of ⁇ g,
  • the light emitted by the organic light emitting medium is interfered between the first light reflecting member and the second light reflecting member, and the light emitting component of the wavelength bl that is closer to the wavelength g than the wavelength b is strengthened, Second organic EL element power, green pixels,
  • An organic light emitting medium that emits blue light having an emission peak wavelength ⁇ b;
  • a third organic EL element including a first light reflecting member and a second light reflecting member sandwiching the organic light emitting medium and forming a second optical film thickness;
  • a red fluorescence conversion unit that absorbs blue light emitted from the third organic EL element and emits red light, and has a maximum peak wavelength of an excitation spectrum of ⁇ r,
  • the light emitted from the organic light emitting medium is between the first light reflecting member and the second light reflecting member.
  • An organic EL display device An organic EL display device.
  • the organic electoluminescence display device which has an optical film thickness adjusting layer between the reflecting members.
  • a first organic-electric-luminescence element comprising a first light reflecting member and a second light reflecting member that sandwich the organic light emitting medium and form a first optical film thickness; The light emitted from the medium is interfered between the first light reflecting member and the second light reflecting member, the blue light emitting component is strengthened, and the blue pixel emitted from the first organic electoluminescence device and ,
  • An organic light emitting medium that emits blue light having an emission peak wavelength ⁇ b;
  • a second organic-electric-luminescence element comprising a first light reflecting member and a second light reflecting member sandwiching the organic light emitting medium and forming a second optical film thickness
  • a green fluorescence conversion unit that absorbs blue light emitted from the second organic-electric-luminescence element and emits green light, and has a maximum peak wavelength of an excitation spectrum of ⁇ g, and light emitted from the organic light emitting medium
  • the second light emitting element is reinforced by the interference between the first light reflecting member and the second light reflecting member, and the light emitting component of the wavelength bl closer to the wavelength g than the wavelength b is intensified.
  • An organic light emitting medium that emits blue light having an emission peak wavelength ⁇ b;
  • a third organic electoluminescence device comprising a first light reflecting member and a second light reflecting member which sandwich the organic light emitting medium and form a third optical film thickness;
  • a red fluorescence conversion unit that absorbs blue light emitted from the third organic-electric-luminescence element and emits red light, and a maximum peak wavelength of an excitation spectrum is r, and light emitted from the organic light emitting medium is Between the first light reflecting member and the second light reflecting member A red pixel that is caused to emit a third organic-electric-luminescence element power by enhancing the light-emitting component of the wavelength b2 that is closer to the wavelength r than the wavelength b.
  • An organic electoluminescence display device An organic electoluminescence display device.
  • a first optical film thickness adjusting layer is provided between the first light reflecting member and the second light reflecting member forming the second optical film thickness, and the third optical film thickness is formed. 7. The organic electroluminescent display device according to 6, wherein a second optical film thickness adjusting layer is provided between the first light reflecting member and the second light reflecting member.
  • organic EL display device 9
  • the organic EL display device further comprises a substrate and is a top emission type that extracts light from the side opposite to the substrate.
  • the organic-electric-mouth luminescence display device according to any one of 1 to 8, which further comprises a substrate and is a bottom emission type for extracting light from the substrate.
  • an organic EL display device with high efficiency and long continuous drive life can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 2 (a) is a diagram showing an emission spectrum of an organic light emitting medium and an excitation spectrum of a fluorescence conversion unit before receiving an interference effect.
  • FIG. 2 (b) is a diagram showing an emission spectrum of an organic light emitting medium and an excitation spectrum of a fluorescence conversion unit after receiving an interference effect.
  • FIG. 3 is a view showing another embodiment of the organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing another embodiment of the organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing another embodiment of the organic EL display device of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an organic EL display device according to the present invention.
  • a first reflective electrode (first light reflecting member) 2 On a substrate 1, a first reflective electrode (first light reflecting member) 2, an organic light emitting medium 4, and a second The reflective electrode 5, the solid sealing layer 6, and the fluorescence conversion unit 7 are sequentially stacked.
  • the reflective electrode 5 has a metal film 5b ( A second light reflecting member) and a transparent electrode 5a.
  • One of the two reflective electrodes 2 and 5 is an anode, and the other is a cathode.
  • the arrow indicates the light extraction direction (top emission type)
  • the first reflective electrode 2, the organic light emitting medium 4, and the second reflective electrode 5 constitute an organic EL element.
  • L schematically shows the optical film thickness between the reflective electrodes 2 and 5 of the organic EL element.
  • the optical film thickness is the product of the actual film thickness and the refractive index.
  • the organic luminescent medium 4 emits blue light having an emission spectrum A having an emission peak wavelength ⁇ 1 as shown in FIG. 2 (a). Further, as shown in FIG. 2 (a), the maximum peak wavelength of the excitation spectrum B of the fluorescence conversion unit 7 is 2.
  • blue light having an emission peak wavelength ⁇ 1 shown in FIG. 2 (a) is emitted from the organic light emitting medium 4. This blue light is repeatedly reflected between the reflective electrodes 2 and 5 and interferes, and as shown in Fig. 2 (b), the light emission component of the same wavelength 3 as the wavelength 2 is strengthened. It is taken out of the optical power element having the emission spectrum ⁇ .
  • the fluorescence conversion unit 7 receives light having an enhanced wavelength ⁇ 3 from the element, it is efficiently excited and converts blue light.
  • the fluorescence conversion unit 7 may be an organic phosphor or an inorganic phosphor! However, since inorganic phosphors often have a short wavelength of 46 Onm or less, the present invention is effective in an apparatus using a combination of such an inorganic phosphor and a blue light emitting medium having a long peak wavelength. .
  • the organic EL element has an optical resonator structure in which a resonance part is formed between the reflective electrode 2 and the metal film 5b.
  • this resonator structure the light generated in the organic light-emitting medium 4 is repeatedly reflected between the two reflecting surfaces (the reflective electrode 2 and the metal film 5b), and the light in the vicinity of the wavelength satisfying the following formula (1) is selected Strongly emitted to the outside of the element.
  • the optical distance L is the product of the refractive index n of the medium through which light passes and the actual geometric distance L.
  • L is obtained as follows. A thin film made of the material constituting the organic light-emitting medium 4 is produced on a support substrate. Next, using a device such as an ellipsometer, optically measure the prepared thin film sample to obtain the refractive index n of the material.
  • the organic light-emitting medium 4 is sandwiched between the two electrodes 2 and 5 in order to facilitate understanding of the invention. It further includes a transport layer, a hole injection layer, a hole transport layer, and the like, and forms an organic layer as a whole.
  • L can be obtained by calculating the product of the film thickness d and refractive index n of each layer and calculating the sum.
  • is obtained as follows. First, the target reflective electrode 2 is formed on a support substrate, and an optical measurement is performed on the prepared thin film sample using an apparatus such as an ellipsometer to obtain the refractive index ⁇ and extinction coefficient k of the material. Next, ⁇ can be calculated by the following equation (3).
  • n is the refractive index of the material of the layer on the same side as the metal film 5b among the layers in contact with the reflective electrode 2.
  • L can be adjusted by the refractive index and thickness of one or more layers including at least the organic light-emitting medium existing between the two reflecting surfaces, but is adjusted by providing an optical film thickness adjusting layer such as an inorganic compound layer. Good.
  • the reflective electrode 2 and the metal film 5b are electrically conductive films having a function of reflecting light emitted from the organic light emitting medium 4, and usually have a reflectance of 10% or more.
  • the light reflectance of the metal film 5b In order to extract the light emitted from the organic light emitting medium 4 from the second reflective electrode 5, the light reflectance of the metal film 5b must be smaller than the light reflectance of the first reflective electrode 2. I like it.
  • the reflective electrode 2 has a reflectance of 50% or more, particularly 70% or more, and the metal film 5b has a reflectance of 25% or more. Further, it is desirable that only the reflective electrode 2 on the side far from the fluorescence conversion portion 7 out of the reflective electrode 2 and the metal film 5b is thickened.
  • the reflectance of the reflective electrode is a value measured by the following method.
  • a mirror having a known reflectance for example, a magnesium fluoride Z-aluminum laminated mirror
  • this reflectance is R. Tungsten
  • the reflection intensity of the mirror is measured using a reflection microspectrophotometer. Let I be the reflection intensity of the mirror thus obtained. Next, the reflection intensity of the reflective electrode is measured in the same way
  • the second light reflecting member a force in which the metal layer 5b is provided between the transparent electrode 5a and the organic light emitting medium 4, and the stacking order of the metal layer 5b and the transparent electrode 5a is reversed.
  • another layer may be interposed between the metal layer 5b and the organic light emitting medium 4.
  • an insulating film such as a dielectric multilayer film other than the metal layer can be used as the second light reflecting member.
  • the first light reflecting member and the electrode need not be the same, and the insulating light reflecting layer Z electrode is laminated in this order in the light extracting direction, which may be separated in this order. May be.
  • the insulating light reflecting layer a multilayer laminated film of a high refractive index dielectric layer and a low refractive index dielectric layer generally known as a dielectric laser mirror can be given.
  • the material for forming the high refractive index dielectric layer include metal oxides such as ZrO, CeO, and TaO,
  • Examples of the material for forming the low refractive index dielectric layer include metal fluorides such as CaF and A1F.
  • FIG. 3 is a view showing another embodiment of the organic EL display device of the present invention.
  • this apparatus has a first reflective electrode (first light reflecting member) 2, an optical film thickness adjusting layer 3, an organic light emitting medium 4, and a second reflective material on a substrate 1.
  • the electrode 5 and the solid sealing layer 6 are sequentially laminated, and the green fluorescence conversion portion 7G, the red fluorescence conversion portion 7R, and the transparent layer 8 are provided thereon.
  • the reflective electrode 5 includes a metal film 5b (second light reflecting member) and a transparent electrode 5a.
  • the first reflective electrode 2, the organic light emitting medium 4 and the transparent electrode 5a constitute a first organic EL element
  • the first reflective electrode 2 the organic light emitting medium 4 and the second electrode
  • a second organic EL element is composed of the reflective electrode 5
  • the third organic EL element is composed of the first reflective electrode 2, the optical film thickness adjusting layer 3, the organic light emitting medium 4 and the second reflective electrode 5.
  • An EL element is constructed. LG schematically shows the optical film thickness between the reflective electrodes 2 and 5 of the second organic EL element, and LR schematically shows the optical film thickness between the reflective electrodes 2 and 5 of the third organic EL element.
  • a blue pixel I is composed of the first organic EL element, the solid sealing layer 6 and the transparent layer 8, and the second organic EL element, the solid sealing layer 6 and the green fluorescence conversion unit 7G are also green.
  • Pixel II is configured, and red pixel III is configured by the third organic EL element, the solid sealing layer 6 and the red fluorescence conversion portion 7R.
  • Blue light is emitted from the organic light emitting medium 4.
  • the light emitted from the organic light emitting medium 4 goes out of the transparent layer 8 as it is through the transparent electrode 5a.
  • the blue light from the second reflective electrode 5 is converted to green by the green fluorescence conversion unit 7G and goes out.
  • the blue light from the second reflective electrode 5 is converted to red by the red fluorescence conversion unit 7R and goes out.
  • the maximum value of the emission spectrum of blue light is 400 to 500
  • the maximum value of the emission spectrum of green light is 500 to 550
  • the maximum value of the emission spectrum of red light is 550 to 650.
  • the optical film thickness LG of the second organic EL element is adjusted so as to increase the wavelength corresponding to the excitation wavelength of the fluorescence conversion unit 7G.
  • the optical film thickness LR of the third organic EL element is adjusted by the optical film thickness adjusting layer 3 so as to increase the wavelength corresponding to the excitation wavelength of the fluorescence conversion unit 7R. .
  • the wavelength corresponding to the excitation wavelength of the fluorescence conversion units 7G and 7R is strengthened due to multiple interference. And go out of the reflective electrode 5.
  • the fluorescence conversion sections 7G and 7R fluorescence conversion sections are efficiently excited, and the luminous efficiency of the fluorescence conversion sections 7G and 7R increases.
  • blue, green, and red color filters may be provided in the pixels I, II, and III, respectively.
  • FIG. 4 is a view showing an embodiment of the organic EL display device of the present invention. This device differs from the device of Embodiment 2 in the configuration of blue pixel I and green pixel II.
  • the metal film 5b is provided, and a resonator having an optical film thickness LB is formed between the two reflective electrodes 2 and 5, and optical interference occurs. Therefore, a blue enhanced to the desired wavelength is obtained.
  • an optical film thickness adjusting layer 3a is provided in accordance with the excitation wavelength of the green fluorescence conversion portion 7G. Therefore, as in the second embodiment, the green fluorescence conversion unit 7G and the red fluorescence conversion unit 7R are excited efficiently.
  • the optical film thickness adjusting layer 3a of the green pixel II can be omitted.
  • FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of the organic EL display device of the present invention.
  • this apparatus has a fluorescence conversion unit 7G, 7R and a transparent layer 8, a second reflective electrode 5, optical film thickness adjusting layers 3a, 3b, an organic light emitting medium 4, a first layer on a substrate 1.
  • One reflective electrode 2 and a solid sealing layer 6 are laminated in this order.
  • This organic EL display device is different from the organic EL display device of Embodiment 3 in the configuration of the optical film thickness adjusting layers 3a and 3b, the positions of the fluorescence conversion portions 7G and 7R and the transparent layer 8, and the light extraction direction.
  • the optical film thickness adjusting layers 3a and 3b are made of the same material and the thickness thereof is changed. Although the film thickness is adjusted, in this embodiment, the same thickness is made of different materials.
  • the light from the organic light emitting medium 4 is color-converted from the transparent layer 8 or by the fluorescence conversion units 7G and 7R, and goes out of the substrate 1 (bottom emission type).
  • the fluorescence conversion units 7G and 7R are efficiently excited by adjusting LG and LR.
  • the reflectance of the first reflective electrode 2 is increased.
  • the fluorescence conversion portions 7G and 7R and the transparent layer 8 are formed between the substrate and the organic EL element, but are formed on the opposite side of the substrate 1, that is, in the light extraction direction. Also good.
  • a metal film having low light transmittance is preferable.
  • the reflectivity of a metal film is determined by its film thickness d, complex refractive index n ⁇ i ⁇ , and surface roughness (RMS roughness) ⁇ .
  • Preferable metal film materials are those in which the real part ⁇ and the imaginary part ⁇ (corresponding to the light absorption coefficient) of the complex refractive index are small. Specifically, Au, Ag, Cu, Mg, Al, Ni , Pd and the like.
  • the film thickness d is small, light is transmitted and the reflectance is reduced.
  • the film thickness is preferably 50 nm or more.
  • the surface roughness ⁇ is preferably less than lOnm, more preferably less than 5 nm.
  • Examples of the first and second reflective electrodes include the following (1) to (4).
  • metals that reflect light such as Au, Ag, Al, Pt, Cu, W, Cr, Mn, Mg, Ca, Li, Yb, Eu, Sr, Ba, Na, etc.
  • An alloy formed by selecting two or more kinds as appropriate, specifically, Mg: Ag, Al: Li, Al: Ca, Mg: Li and the like can be listed.
  • these metals or alloys those having a work function of 4. OeV or less are preferred as the cathode, while those having a work function of 4.5 eV or more are suitable as the anode.
  • the metal electrode can function as a light reflecting member and an electrode.
  • the transparent electrode itself has a low reflectivity, the reflectivity can be increased by laminating it with a metal film.
  • a conductive oxide is preferred, and ZnO: Al, ITO (indium tin oxide), SnO: Sb, InZnO, and the like are particularly preferred.
  • a metal film the above
  • a film having a metal or alloy strength described in (1) can be preferably mentioned.
  • this laminated electrode either a transparent electrode or a metal film may be provided at a portion in contact with the organic layer.
  • the metal film can function as a light reflecting member and an electrode.
  • the transparent electrode itself has a low reflectivity as described above, the reflectivity can be increased by laminating a dielectric film having a high refractive index and a low refractive index.
  • a dielectric film having a high refractive index and a low refractive index As the high refractive index dielectric film, a transparent oxide film or a transparent nitride film having a refractive index of 1.9 or more is preferred, and a sulfate film or a selenide compound is also transparent. If you like it,
  • the metal film described in the above (1) can be used instead of the transparent electrode.
  • the dielectric film mainly functions as a light reflecting member.
  • Examples of such a high refractive index dielectric film include ZnO, ZrO, HfO, TiO, Si N, B
  • Preferred examples include films made of N, GaN, GaInN, A1N, Al 2 O, ZnS, ZnSe, ZnSSe, etc.
  • the low-refractive-index dielectric film is formed of a transparent oxide or fluoride film having a refractive index of 1.5 or less, and the oxide or fluoride powder is dispersed in a polymer.
  • Preferred examples of the film include a fluorinated polymer film or a fluorinated polymer film. Specifically, MgF, CaF
  • a film formed by such a method, or a film such as fluorinated polyolefin, fluorinated polymetatalylate, or fluorinated polyimide is preferred.
  • the dielectric multilayer film in this laminated electrode is the high refractive index dielectric film described in (3) above. And a dielectric film having a low refractive index are alternately laminated many times.
  • examples of the transparent electrode include those described in the above (2), and examples of the metal film include those described in the above (1).
  • the dielectric multilayer film mainly functions as a light reflecting member.
  • the reflective electrode When used as an anode, it preferably has a work function of 4.5 eV or more.
  • members that can be used for the anode include indium tin oxide alloy (ITO), acid indium zinc alloy (IZO), acid tin tin (NESA), gold, silver, platinum, copper, and the like.
  • ITO indium tin oxide alloy
  • IZO acid indium zinc alloy
  • NESA acid tin tin
  • gold silver, platinum, copper, and the like.
  • an indium zinc oxide alloy (IZO) is particularly preferable because it can be formed at room temperature, and since it is highly amorphous, it is difficult for the anode to peel off.
  • the sheet resistance of the anode is preferably 1000 ⁇ or less.
  • a cathode having a low work function, (4 eV or less) metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof is used.
  • specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloy, magnesium, lithium, magnesium'silver alloy, aluminum Z aluminum oxide, aluminum'lithium alloy, indium, rare earth metal, and the like.
  • the sheet resistance of the cathode is preferably several hundred ⁇ or less.
  • one of the pair of reflecting members includes a laminate of a dielectric film and a transparent electrode or a dielectric multilayer film.
  • a reflecting member can be produced by, for example, a vapor deposition method or a sputtering method.
  • the evaporation method include a resistance mouth heating method and an electron beam method
  • examples of the sputtering method include a DC sputtering method, an ion beam sputtering method, and an ECR (electron cytotron resonance) method. It is done.
  • a substrate having optical transparency is used.
  • powers such as glass, quartz, and organic polymer compounds can be cited.
  • those having a refractive index of 1.6 or less are preferable.
  • the optical film thickness adjusting layer is a layer for adjusting the optical film thickness between the two reflecting members and is visible.
  • a substance that is transparent to light is 50% or more, preferably 80% or more).
  • the material used for the optical film thickness adjusting layer is not particularly limited as long as it is transparent, but inorganic oxides are suitable.
  • the inorganic oxide include oxides such as In, Sn, Zn, Ce, Sm, Pr, Nd, Tb, Cd, Al, Mo, and W.
  • the organic layer held between the pair of light reflecting members includes at least an organic light emitting medium.
  • the following configuration is exemplified from the reflective electrode side of the anode to the reflective electrode side of the cathode.
  • the configuration of the hole transport layer Z organic light-emitting medium, hole transport layer Z organic light-emitting medium Z electron injection layer and hole transport layer Z organic light-emitting medium Z adhesion improving layer is suitable.
  • the organic layer can also contain an inorganic compound layer as needed.
  • the organic luminescent medium can be formed by thin film formation by a known method such as vapor deposition, spin coating, casting, or LB method. It is preferable that Here, the molecular deposited film is a thin film formed by deposition from the gas phase state of the compound or a film formed by solidification from the molten state or liquid phase state of the compound. Normally, this molecular deposited film is a thin film (molecular It can be distinguished by the difference between the accumulated film), the aggregated structure, and the higher order structure, and the functional difference caused by it.
  • the organic light-emitting medium can be formed by forming a solution by dissolving in a solvent together with a binder such as a resin and then forming a solution by spin coating or the like.
  • the organic light-emitting medium is preferably doped with a dopant in the host material.
  • the host material it is preferable to use a material represented by the formula (1).
  • Ar 1 is an aromatic ring having 6 to 50 nuclear carbon atoms
  • X is a substituent
  • 1 is an integer of 1 to 5
  • m is an integer of 0 to 6.
  • Ar 1 is specifically a phenyl ring, a naphthyl ring, an anthracene ring, a biphenylene ring, an azulene ring, an acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenanthrene ring, a fluoranthene ring, or a phenanthrylene ring.
  • Triphenylene ring Triphenylene ring, pyrene ring, taricene ring, naphthacene ring, picene ring, perylene ring, pentaphen ring, pentacene ring, tetraphenylene ring, hexaphen ring, hexacene ring, rubicene ring, coronene ring, trinaphthylene ring, etc. Be mentioned.
  • X is a substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms, a substituted or unsubstituted aromatic heterocyclic group having 5 to 50 nuclear atoms, substituted or unsubstituted.
  • one Ar 1 may be the same or different.
  • the dopant it is preferable to use the material represented by the formula (2).
  • Examples of the substituted or unsubstituted aromatic group having 6 to 50 nuclear carbon atoms include phenyl group, 1 naphthyl group, 2 naphthyl group, 1 anthryl group, 2 anthryl group, 9 anthryl group, 1 phenanthryl group, 2 phenanthryl group, 3 phenanthryl group, 4 phenanthryl group, 9 phenanthryl group, 1 naphthacene group, 2 naphthasel group, 9 naphthasel group, 1-pyrole group, 2 pyreyl group, 4-pyrrel group Group, 2-biphenyl group, 3-biphenyl group, 4-biphenyl group, p-terferyl 4-pyl group, p-terferyl group 3-pyl group, p-terferyl group 2-yl Group, m-Turferreux 4-yl group, m-Terferreux 3-yl group, m-Terferl group,
  • Examples of the substituted or unsubstituted styryl group include 2 phenol 1 bulle group, 2, 2 diphenol 1-bule group, 1, 2, 2-triphenyl 1-bule group Etc.
  • p is an integer of 1 to 4.
  • p Ar 3 and Ar 4 may be the same or different.
  • the hole transport layer is not necessarily required, but is preferably used for improving the light emission performance.
  • the hole mobility force a hole in the material is favored gestures et transport to the organic light emitting medium at a lower electric field, for example, 10 4 to: when an electric field indicia addition of L0 6 VZcm, at least 10 _6 More preferred is cm 2 ZV. sec.
  • the hole transport material is not particularly limited as long as it has the above-mentioned preferable properties. Conventionally, in a photoconductive material, it is commonly used as a charge transport material for holes and used for a hole transport layer of an EL element. Any known medium force can be selected and used.
  • the hole transport layer can be formed by forming a hole transport material by a known thin film method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, or an LB method.
  • the film thickness of this hole transport layer is not particularly limited, but is usually 5 ⁇ ! ⁇ 5 ⁇ m.
  • the hole transport layer may be composed of one or more hole transport materials, or a stack of a plurality of hole transport layers composed of different kinds of materials. May be
  • an electronic barrier layer can be used between the organic light emitting medium and the anode.
  • a hole blocking layer can be used between the organic light emitting medium and the cathode.
  • the electron injection layer is made of an electron injection material, and has a function of transmitting electrons injected from the cathode to the organic light emitting medium.
  • Such an electron injecting material can be selected from any conventionally known compounds that are not particularly limited.
  • the electron injection layer can be formed by depositing an electron injection material by a known thin film method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or an LB method.
  • the thickness of the electron injection layer is usually 5 ⁇ ! It is selected in the range of ⁇ 5 ⁇ m.
  • the electron injection layer may be composed of one or more of these electron injection materials, or may be a laminate of a plurality of electron injection layers made of different types of materials. Good
  • the adhesion improving layer preferably contains a material having excellent electron transfer properties and high adhesion to the organic light emitting medium and the cathode.
  • materials include, for example, metal chelate oxinoid compounds including metal complexes of 8-hydroxyquinoline or its derivatives, such as chelates of oxine (generally 8-quinolinol or 8-hydroxyquinoline). .
  • tris (8-quinolinol) aluminum tris (5,7-dichloro mouth 1-quinolinol) aluminum, tris (5,7-dive mouthmoor 8-quinolinol) alminium, tris (2-methyl-) 8-quinolinol) aluminum, and complexes of indium, magnesium, copper, gallium, tin, and lead other than aluminum.
  • the fluorescence conversion part is provided outside the reflective electrode on the side from which the emitted light is extracted in order to change the color of the light having the central wavelength emitted from the organic layer, and also has a phosphor power.
  • the fine particles are desirable because they are more durable than the organic fine particles and are more durable. Furthermore, fine particles that absorb and emit visible light using the semiconductor band gap described later are desirable because they have higher light emission efficiency.
  • the fluorescence conversion part can be formed by mixing phosphor fine particles and matrix resin.
  • the phosphor fine particles for example, the following inorganic phosphor fine particles and organic phosphor fine particles can be used.
  • the inorganic phosphor fine particle a fine particle that absorbs visible light and emits fluorescence longer than the absorbed light can be used because it is an inorganic compound such as a metal compound.
  • the surface of the fine particles may be modified with an organic substance such as a long-chain alkyl group or phosphoric acid in order to improve dispersibility in the matrix resin described later.
  • the following fine particles can be used.
  • Dopes doped with transition metal ions that absorb visible light such as + and Tb 3+ .
  • the surface may be modified with a metal oxide such as silica or an organic substance.
  • the band gap can be controlled by changing the particle size nano-size, and as a result, the absorption-fluorescence wavelength can be changed.
  • the surface may be modified with a metal oxide such as silica or an organic substance.
  • the surface of the CdSe fine particles may be coated with a shell of a semiconductor material having a higher band gap energy, such as ZnS, with a higher V! / !. This facilitates the effect of confining electrons generated in the central fine particles.
  • the above fine particles may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the organic phosphor fine particles include nanocrystalline fine particles of an organic fluorescent dye having a J-association property containing a cyano group.
  • the matrix resin is a resin in which phosphor fine particles are dispersed, and a non-curable resin, a thermosetting resin, or a photocurable resin can be used.
  • a non-curable resin e.g., melamine resin, phenol resin, alkyd resin, epoxy resin, polyurethane resin, maleic acid resin, polyamide-based resin, or polymethinoremetatalylate, polyatalylate in oligomer or polymer form
  • Polycarbonate polybutyl alcohol, polybutyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and the like, and copolymers containing monomers forming these as constituents.
  • a photocurable resin For the purpose of patterning the fluorescence conversion part, a photocurable resin can be used.
  • a photo-curing type resin a photopolymerization type such as acrylic acid or methacrylic acid type having a reactive bur group usually containing a photosensitizer, or a photocrosslinking type such as polycalyc acid bur is used.
  • a thermosetting type may be used.
  • a fluorescence conversion unit is formed in which phosphor layers separated from each other are arranged in a matrix.
  • the matrix resin it is preferable to use a photocurable resin that can be applied with a photolithography method.
  • one type of resin may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used.
  • the fluorescence conversion part is produced by using a dispersion in which phosphor fine particles and matrix resin are mixed and dispersed using a known method such as a mill method or an ultrasonic dispersion method. At this time, a good solvent for the matrix resin can be used.
  • This phosphor fine particle dispersion is formed on a support substrate by a known film formation method, for example, a spin coating method, a screen printing method, or the like, to produce a fluorescence conversion portion.
  • organic phosphors such as coumarins, rhodamines, fluoresceins, cyanines, polyphyllins, naphthalimides, perylenes and quinacridones can be dispersed in the polymer.
  • transparent resin such as polymethacrylate
  • the color filter material include a dye or a solid material in which the dye is dissolved or dispersed in a binder resin.
  • the dye include a copper phthalocyanine pigment, an indanthrone pigment, an indophenol pigment, a cyanine pigment, a dioxazine pigment, and the like, and may be used alone or in a mixture of two or more.
  • pigment binder resin include polymethylol methacrylate, polyacrylate, polycarbonate, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and the like. It may be used alone or in combination of two or more.
  • the binder resin it is preferable to use a photosensitive resin to which a photolithography method can be applied.
  • photosensitive resins include photocurable resist materials having reactive vinyl groups such as acrylic acid-based, methacrylic acid-based, polycacinic acid bur-based, and cyclized rubber-based materials. These photosensitive resin may be used alone or as a mixture of two or more.
  • a 0.7-mm thick glass plate is spin-coated with a pigment-based red color filter material (CRY-S840B, manufactured by Fuji Film Arch), exposed to ultraviolet light, beta-treated at 200 ° C, and red-colored vinylet (film thickness 1. 2 ⁇ ) A substrate was obtained.
  • a pigment-based red color filter material CY-S840B, manufactured by Fuji Film Arch
  • CdSe fine particles (fluorescence wavelength 606 nm) were added.
  • the ratio of addition was 17.8 wt% of the weight ratio of CdSe particles to the total solid concentration.
  • the film thickness was 17 ⁇ m.
  • a 1 mm thick glass substrate (Cowung 7059) was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes and then UV ozone cleaning for 30 minutes. The cleaned glass substrate was attached to the substrate holder of the vacuum evaporation system.
  • An aluminum film having a thickness of 300 nm was formed on the glass substrate by sputtering. This aluminum film functions as an anode and also functions as a first light reflecting member.
  • the O film functions as a hole injection electrode (anode).
  • a film made of the following compound HI was formed on the ITO film so as to have a thickness of 20 nm.
  • This HI film functions as a hole injection layer.
  • a film made of the following compound HT was formed to a thickness of 15 nm. This HT film functions as a hole transport layer.
  • the following compound BH was used as a host material and the following compound BD was used as a dopant material to be co-deposited at a thickness of 30 nm so as to have a ratio of 30: 1.8.
  • a light emitting layer blue light emitting layer was formed.
  • a tris (8-quinolinol) aluminum (Alq) film was formed to a thickness of lOnm.
  • This Alq film functions as an electron transport layer.
  • LiF was deposited at a thickness of 1 nm to form an electron injection cathode.
  • an alloy film in which magnesium and silver were 9: 1 was formed to a thickness of lOnm.
  • This Mg: Ag film functions as a metal cathode and also as a second light reflecting member.
  • IZO was deposited by sputtering with a film thickness of 75 nm.
  • An organic EL device was fabricated by forming a film with a thickness of lOOOnm.
  • the luminance conversion efficiency (r?) was obtained by the following equation.
  • Example 1 A color conversion substrate was prepared in the same manner as in (1).
  • a 1 mm thick glass substrate (Cowung 7059) was subjected to ultrasonic cleaning in isopropyl alcohol for 5 minutes and then UV ozone cleaning for 30 minutes. The cleaned glass substrate was attached to the substrate holder of the vacuum evaporation system.
  • ITO On this glass substrate, ITO having a thickness of 130 nm was formed by sputtering. This ITO film functions as a hole injection electrode (anode).
  • a film made of the following compound HI was formed on the ITO film so as to have a thickness of 60 nm.
  • This HI film functions as a hole injection layer.
  • On this HI membrane, from the following compound HT was formed to a thickness of 20 nm.
  • This HT film functions as a hole transport layer.
  • the following compound BH was used as a host material and the following compound BD was used as a dopant material at a film thickness of 40 nm and co-evaporated to a ratio of 40: 2.0.
  • a light emitting layer blue light emitting layer was formed.
  • a tris (8-quinolinol) aluminum (Alq) film was formed to a thickness of 20 nm.
  • This Alq film functions as an electron transport layer.
  • LiF was deposited at a thickness of 1 nm to form an electron injection cathode.
  • an A1 film having a thickness of 300 nm was formed by sputtering as a metal cathode.
  • An organic EL device was fabricated by forming a film with a thickness of lOOOnm.
  • the color conversion substrate obtained in (1) above was placed on the organic EL device prepared in (2) so that the light emitting surface of the organic EL device and the film surface of the color conversion substrate were opposed to each other. Then, the peripheral portion of the color conversion substrate was treated with a cationic curable adhesive TB3102 (manufactured by Three Bond Co., Ltd.) and photocured to produce an organic EL display device.
  • a cationic curable adhesive TB3102 manufactured by Three Bond Co., Ltd.
  • the blue emission peak wavelength was 472 nm
  • the luminance (L) was 1205 nits
  • the chromaticity (CIE) was (0.167, 0.325).
  • the organic EL element and display device of the present invention can be used in various display devices such as consumer TVs, large display displays, and display screens for mobile phones.

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Abstract

 発光ピーク波長λ1が400nm~500nmの範囲の光を発する有機発光媒体(4)と、前記有機発光媒体(4)を間に挟む第一の光反射部材(2)及び第二の光反射部材(5b)とを含む有機エレクトロルミネッセンス素子と、前記有機エレクトロルミネッセンス素子の発する光を吸収して異なる波長の光を発する、励起スペクトルにおける400nm~500nmの範囲内で最大の値となる波長がλ2である蛍光変換部(7)とを有し、前記有機発光媒体(4)が発する光が、第一の光反射部材(2)及び第二の光反射部材(5b)の間で干渉されて、波長λ1よりも波長λ2に近い波長λ3の発光成分が強められて、有機エレクトロルミネッセンス素子から発せられる、有機EL表示装置。

Description

明 細 書
有機 EL表示装置
技術分野
[0001] 本発明は、有機エレクト口ルミネッセンス (EL)表示装置、特に無機蛍光体を用いた 有機 EL表示装置に関する。
背景技術
[0002] 有機 EL表示装置は、対向する電極間に有機発光媒体を挟持した有機 EL素子か ら構成されている。有機 EL素子の両電極間に電圧を印加すると、一方の電極から注 入された電子と他方の電極から注入されたホールとが、有機発光媒体で再結合する 。有機発光媒体中の有機発光分子は、再結合エネルギーによりいつたん励起状態と なり、その後、励起状態から基底状態に戻る。この際に放出されるエネルギーを光と して取り出すことにより、有機 EL素子は発光する。
[0003] 有機 EL素子が青色光を発するとき、蛍光変換体により緑色光及び赤色光に変換し て、フルカラー化を実現している。近年、蛍光変換体として、高効率かつ耐久性の高 い材料が、有機蛍光体だけでなぐ無機蛍光体にも見出されてきた (例えば、米国特 許第 6, 501, 091号)。
[0004] 新たな見出された無機蛍光体の励起波長は 460nm以下という短波長であることが 多い。従って、このような無機蛍光体を用いた蛍光変換部を励起するには、青色系 有機発光媒体のピーク波長も短いものを採用する必要あった。しかし、ピーク波長の 短い青色系発光媒体を用いると、連続駆動寿命が短い、発光効率が悪い等の問題 かあつた。
本発明の目的は、高効率で連続駆動寿命の長い有機 EL表示装置を提供すること である。
発明の開示
[0005] 本発明者らは、鋭意研究の結果、蛍光変換部の励起波長と異なる発光波長を示す 有機発光媒体において、光干渉効果を利用して、蛍光変換部の蛍光波長に合わせ るように、有機発光媒体の発光を増強できることを見出し、本発明を完成させた。 本発明によれば、以下の有機 EL表示装置が提供される。
1.発光ピーク波長 λ 1が 400nm〜500nmの範囲の光を発する有機発光媒体と、 前記有機発光媒体を間に挟む第一の光反射部材及び第二の光反射部材とを含む 有機 EL素子と、
前記有機 EL素子の発する光を吸収して異なる波長の光を発する、励起スペクトル における 400ηπ!〜 500nmの範囲内で最大の値となる波長が λ 2である蛍光変換部 とを有し、
前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長 λ 1よりも波長 λ 2に近い波長 λ 3の発光成分が強められて、有 機 EL素子から発せられる、
有機 EL表示装置。
2.前記蛍光変換部が無機蛍光体からなる 1記載の有機 EL表示装置。
3.発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体を含む第一の有機 EL 素子を有する青色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第一の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第二の有機 EL素子と、
前記第二の有機 EL素子の発する青色光を吸収して緑色光を発する、励起スぺタト ルの最大ピーク波長が λ gである緑色蛍光変換部とを有し、
前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え gに近い波長え blの発光成分が強められて、第 二の有機 EL素子力 発せられる、緑色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第三の有機 EL素子と、
前記第三の有機 EL素子の発する青色光を吸収して赤色光を発する、励起スぺタト ルの最大ピーク波長が λ rである赤色蛍光変換部とを有し、
前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え rに近い波長え b2の発光成分が強められて、第 三の有機 EL素子から発せられる、赤色画素と、
を有する有機 EL表示装置。
4.前記赤色蛍光変換部及び前記緑色蛍光変換部が無機蛍光体からなる 3記載の 有機 EL表示装置。
5.前記第一の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 、又は前記第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及び第二の光反射部材 の間に、光学膜厚調整層を有する 3記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
6.発光ピーク波長 bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第一の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第一の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、青色の発光成分が強められて、第一の有機エレクト口ルミネッセンス 素子から発せられる、青色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第二の有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記第二の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する青色光を吸収して緑色光を 発する、励起スペクトルの最大ピーク波長が λ gである緑色蛍光変換部とを有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え gに近い波長え blの発光成分が強められて、第 二の有機エレクト口ルミネッセンス素子から発せられる、緑色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第三の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第三の有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記第三の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する青色光を吸収して赤色光を 発する、励起スペクトルの最大ピーク波長が rである赤色蛍光変換部とを有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え rに近い波長え b2の発光成分が強められて、第 三の有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる、赤色画素と、
を有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
7.前記赤色蛍光変換部及び前記緑色蛍光変換部が無機蛍光体からなる 6記載の 有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
8.前記第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 に第一の光学膜厚調整層を有し、前記第三の光学膜厚を形成する第一の光反射部 材及び第二の光反射部材の間に第二の光学膜厚調整層を有する 6記載の有機エレ タトロルミネッセンス表示装置。
9.さらに基板を有し、光を基板と反対側力も取り出すトップェミッションタイプである 1 〜8の 、ずれかに記載の有機 EL表示装置。
10.さらに基板を有し、光を基板側力 取り出すボトムェミッションタイプである 1〜8 のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[0007] 本発明によれば、高効率で連続駆動寿命の長!、有機 EL表示装置が提供できる。
図面の簡単な説明
[0008] [図 1]本発明の有機 EL表示装置の一実施形態を示す図である。
[図 2(a)]干渉効果を受ける前の、有機発光媒体の発光スぺ外ルと蛍光変換部の励 起スペクトルを示す図である。
[図 2(b)]干渉効果を受けた後の、有機発光媒体の発光スぺ外ルと蛍光変換部の励 起スペクトルを示す図である。
[図 3]本発明の有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
[図 4]本発明の有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
[図 5]本発明の有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0009] [実施形態 1]
図 1は本発明の有機 EL表示装置の一実施形態を示す図であって、基板 1上に、第 一の反射性電極 (第一の光反射部材) 2、有機発光媒体 4、第二の反射性電極 5、固 体封止層 6及び蛍光変換部 7が順次積層されている。反射性電極 5は、金属膜 5b ( 第二の光反射部材)と透明電極 5aからなる。二つの反射性電極 2, 5の一方が陽極 であり、他方が陰極となる。矢印は光の取り出し方向を示す(トップェミッションタイプ)
[0010] ここで、第一の反射性電極 2、有機発光媒体 4及び第二の反射性電極 5から、有機 EL素子が構成される。 Lは有機 EL素子の反射性電極 2, 5間の光学膜厚を模式的 に示す。光学膜厚は後述するように、実際の膜厚と屈折率の積である。有機発光媒 体 4は、図 2 (a)に示すように発光ピーク波長 λ 1を有する発光スペクトル Aの青色光 を発する。また、図 2 (a)に示すように蛍光変換部 7の励起スペクトル Bの最大ピーク 波長はえ 2である。
[0011] 次に、この有機 EL表示装置の動作について説明する。
まず、有機発光媒体 4から、図 2 (a)に示す発光ピーク波長 λ 1を有する青色光が 発せられる。この青色光は、反射性電極 2, 5間を反射を繰り返して干渉されること〖こ より、図 2 (b)に示すように、ほぼ波長え 2と同じ波長え 3の発光成分が強められた発 光スペクトル Α,を有する光力 素子の外へ取り出される。
蛍光変換部 7は、素子から、波長 λ 3が強められた光を受けるので、効率よく励起さ れ、青色光を変換する。
[0012] 蛍光変換部 7は、有機蛍光体でも、無機蛍光体でもよ!ヽ。しかし、無機蛍光体は 46 Onm以下の短波長であることが多いので、このような無機蛍光体と、ピーク波長の長 い青色発光媒体を組み合わせて使用する装置において、本発明は効果的である。
[0013] 有機 EL素子は、反射性電極 2と金属膜 5bの間を共振部とする光共振器構造とな つている。この共振器構造により、有機発光媒体 4で発生した光は、二つの反射面( 反射性電極 2と金属膜 5b)の間で反射を繰り返し、下記式(1)を満たす波長付近の 光が選択的に強く素子の外に放出される。
(2L) / 1 + Φ/ (2 π ) =πι (1)
(Lは、共振部の光学的距離、 λは光の波長、 Φは二つの反射部材界面における位 相シフトの和、 mは 0以上の整数を示す。 )
[0014] 光学的距離 Lは、光の通過する媒体の屈折率 nと実際の幾何学的距離 Lとの積で
R
ある。 Lは以下のようにして求める。 有機発光媒体 4を構成する材料単独の薄膜を支持基板上に作製する。次にエリプ ソメータ等の装置を用い、作成した薄膜試料の光学測定を行い、材料の屈折率 nを 求める。
尚、図 1において、発明を理解し易くするために、二つの電極 2, 5に挟まれている のは、有機発光媒体 4だけであるが、後述するように、通常、電子注入層、電子輸送 層、正孔注入層、正孔輸送層等をさらに含み、全体として有機層を形成する。反射 部材間に複数の層があるとき、 Lは、各層の膜厚 dと屈折率 nの積を計算し、その総和 を求めることで得られる。
[0015] Φは以下のようにして求める。
位相シフトの和 Φは以下の式で表される。
Φ = Φ + Φ (2)
1 2
ここで Φ は次のように求める。まず、支持基板上に、目的とする反射性電極 2を形 成し、エリプソメータ等の装置を用い、作成した薄膜試料の光学測定を行い、材料の 屈折率 ηと消衰係数 kを求める。次に、 Φ は以下の式(3)で計算することができる。
0 0 1
ここで、 nは、反射性電極 2と接する層のうち金属膜 5bと同じ側の層の材料の屈折率 である。
[0016] [数 1] f 2η,κ0
Φι = arctanl ( 3 )
I — "ο - ^ο ノ
また、 Φ についても、金属膜 5bの屈折率と消衰係数、さらに金属膜 5bと接する層
2
のうち反射性電極 2と同じ側の層の材料の屈折率を求めたのち、式(3)を用いて計 算することができる。
[0017] Lは、二つの反射面の間に存在する少なくとも有機発光媒体を含む一以上の層の 屈折率、厚みにより調節できるが、無機化合物層等の光学膜厚調整層を設けて調節 してちよい。
[0018] 反射性電極 2,金属膜 5bは、有機発光媒体 4から放出される光を反射する機能を 有する電気伝導性膜であり、通常反射率 10%以上のものである。この実施形態にお いては、第二の反射性電極 5から、有機発光媒体 4より放出された光を取り出すため に、金属膜 5bの光反射率は、第一の反射性電極 2の光反射率より小さいことが好ま しい。例えば、反射性電極 2は反射率 50%以上、特に 70%以上であり、金属膜 5bが 反射率 25%以上である。さらに反射性電極 2と金属膜 5bのうち、蛍光変換部 7から 遠 、側の反射性電極 2のみ厚くすることが望ま 、。
[0019] 本発明における反射性電極 (又は金属膜)の反射率とは、次の方法で測定される 値のことである。まず、反射率が既知であるミラー(例えば、弗化マグネシウム Zアルミ -ゥム積層ミラー)を用意し、この反射率を Rとする。タングステン
0 ランプ等の光源を 用い、該ミラーの反射強度を、反射型顕微分光測定装置を用いて測定する。このよう にして得たミラーの反射強度を Iとする。次に、反射性電極の反射強度を同様に測定
0
する。このときの反射強度を I とする。このとき、反射性電極の反射率 Rは式 (4)で計 el
算された値とする。
R=R X (I /1 ) (4)
0 el 0
[0020] また、本実施形態では、第二の光反射部材として、透明電極 5aと有機発光媒体 4 の間に、金属層 5bを設けた力 金属層 5bと透明電極 5aの積層順を逆にしてもよいし 、また、金属層 5bと有機発光媒体 4の間に他の層を介在させてもよい。さらに、後述 するように、第二の光反射部材として金属層以外の誘電体多層膜のような絶縁性膜 等を用いることちできる。
[0021] 第一の光反射部材と電極が同一である必要はなぐ光取り出し方向に、この順に分 離していてもよぐ光取り出し方向に、絶縁性光反射層 Z電極の順で積層されていて もよい。絶縁性光反射層の具体例としては、誘電体レーザミラーとして一般に知られ る、高屈折率誘電層と低屈折率誘電層の多層積層膜を挙げることができる。高屈折 率誘電層を形成する材料としては例えば、 ZrO、 CeO、 Ta O等の金属酸化物や
2 2 2 3
、 ZnS、 CdS等の II VI化合物を挙げることができる。低屈折率誘電層を形成する材 料としては例えば、 CaF、 A1F等の金属フッ化物を挙げることができる。
2 3
[0022] [実施形態 2]
図 3は本発明の有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
尚、以下の図面において、図 1と同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略す る。
図 3に示すように、この装置は、基板 1上に、第一の反射性電極 (第一の光反射部 材) 2、光学膜厚調整層 3、有機発光媒体 4、第二の反射性電極 5及び固体封止層 6 が順次積層され、この上に緑色蛍光変換部 7G、赤色蛍光変換部 7R、透明層 8が設 けられている。反射性電極 5は、金属膜 5b (第二の光反射部材)と透明電極 5aからな る。
[0023] ここで、第一の反射性電極 2、有機発光媒体 4及び透明電極 5aから、第一の有機 E L素子が構成され、第一の反射性電極 2、有機発光媒体 4及び第二の反射性電極 5 から、第二の有機 EL素子が構成され、第一の反射性電極 2、光学膜厚調整層 3、有 機発光媒体 4及び第二の反射性電極 5から、第三の有機 EL素子が構成される。 LG は第二の有機 EL素子の反射性電極間 2, 5間の光学膜厚を、 LRは第三の有機 EL 素子の反射性電極間 2, 5間の光学膜厚を模式的に示す。
[0024] また、第一の有機 EL素子、固体封止層 6及び透明層 8から、青色画素 Iが構成され 、第二の有機 EL素子、固体封止層 6及び緑色蛍光変換部 7G力も緑色画素 IIが構成 され、第三の有機 EL素子、固体封止層 6及び赤色蛍光変換部 7Rから、赤色画素 III が構成される。
[0025] 次に、この有機 EL表示装置の動作について説明する。
有機発光媒体 4からは青色光が発せられる。
青色画素 Iにおいては、有機発光媒体 4から発せられた光は、透明電極 5aを通って そのまま透明層 8から外へ出る。
緑色画素 IIにおいては、第二の反射性電極 5からの青色光は緑色蛍光変換部 7G により、緑色に変換されて外へ出る。
赤色画素 IIIにお 、ては、第二の反射性電極 5からの青色光は赤色蛍光変換部 7R により、赤色に変換されて外へ出る。
これら画素によりフルカラーデバイスが実現する。
尚、好ましくは、青色光の発光スペクトルの極大値は 400〜500、緑色光の発光ス ベクトルの極大値は 500〜550、赤色光の発光スペクトルの極大値は 550〜650で ある。 [0026] 緑色画素 IIにおいては、第二の有機 EL素子の光学膜厚 LGが、蛍光変換部 7Gの 励起波長に相当する波長を強めるように、調整されている。また、赤色画素 IIIにおい ては、第三の有機 EL素子の光学膜厚 LRが、光学膜厚調整層 3により、蛍光変換部 7Rの励起波長に相当する波長を強めるように、調整されている。従って、有機発光 媒体 4から発せられた光が、反射性電極 2と金属膜 5bの間を繰り返し反射する際、多 重干渉により、蛍光変換部 7G、 7Rの励起波長に相当する波長が強められて、反射 性電極 5から外に出る。その結果、蛍光変換部 7G、 7R蛍光変換部が効率よく励起さ れ、蛍光変換部 7G、 7R力もの発光効率が高くなる。
[0027] 尚、画素 I, II, IIIにおいて、それぞれ、青、緑、赤カラーフィルタを設けてもよい。
[0028] [実施形態 3]
図 4は本発明の有機 EL表示装置の一実施形態を示す図である。この装置は、実 施形態 2の装置と、青色画素 Iと緑色画素 IIの構成が異なる。
即ち、青色画素 Iにおいても、金属膜 5bが設けられ、二つの反射性電極 2, 5の間 に光学膜厚 LBの共振体が形成され、光干渉する。従って、所望の波長に強められ た青色が得られる。
緑色画素 IIにおいては、緑色蛍光変換部 7Gの励起波長に合わせた光学膜厚調整 層 3aが設けられている。従って、実施形態 2と同様に、緑色蛍光変換部 7Gと赤色蛍 光変換部 7Rがそれぞれ効率よく励起される。
尚、第一の有機 EL素子から得られる光が緑色蛍光変換部 7Gの励起波長ピークに 相当して 、るなら、緑色画素 IIの光学膜厚調整層 3aは省略できる。
[0029] [実施形態 4]
図 5は、本発明の有機 EL表示装置の他の実施形態を示す図である。
この装置は、図 5に示すように、基板 1上に、蛍光変換部 7G、 7R及び透明層 8、第 二の反射性電極 5、光学膜厚調整層 3a, 3b、有機発光媒体 4、第一の反射性電極 2 、及び固体封止層 6をこの順に積層して構成される。この有機 EL表示装置は、光学 膜厚調整層 3a, 3bの構成、蛍光変換部 7G、 7R及び透明層 8の位置、及び光取り出 し方向が、実施形態 3の有機 EL表示装置と異なる。
[0030] 即ち、実施形態 3では、光学膜厚調整層 3a, 3bは同じ材質で厚みを変えて、光学 膜厚を調整しているが、この実施形態では異なる材質で同じ厚みにしている。
また、この実施形態では、有機発光媒体 4からの光が、透明層 8から、又は蛍光変 換部 7G、 7Rで色変換されて、基板 1から外へ出る(ボトムェミッションタイプ)。実施 形態 3と同様に、緑色、赤色画素 II、 IIIでは、 LG、 LRを調整することにより、蛍光変 換部 7G、 7Rを効率よく励起している。
この実施形態では、第一の反射性電極 2の反射率を高くする。
[0031] 尚、この実施形態では、蛍光変換部 7G、 7R及び透明層 8を、基板と有機 EL素子 の間に形成しているが、基板 1の反対側、即ち光取り出し方向に形成してもよい。
[0032] 以下、各部材について説明する。
1.反射性電極
反射性電極の材質としては、光透過性の小さい金属膜が好ましい。金属膜の反射 率は、その膜厚 d、複素屈折率 n—i κ、表面粗さ (RMS粗さ) σで決まる。好ましい 金属膜の材料としては、複素屈折率の実部 η、虚部 Κ (光吸収係数に相当)ともに、 小さいものが好ましぐ具体的には、 Au、 Ag、 Cu、 Mg、 Al、 Ni、 Pd等を挙げること ができる。
[0033] 膜厚 dが薄い場合、光が透過してしまい反射率が小さくなる。使用する金属種の複 素屈折率虚部 κの値にもよるが、膜厚としては 50nm以上であることが好ましい。
[0034] 表面粗さ σが大きい場合、光が乱反射し有機 EL素子の発光平面と垂直な方向へ 反射される成分が少なくなる。そのため、表面粗さ σとしては、 lOnm未満であること が好ましぐ 5nm未満であることがより好ましい。
[0035] 第一及び第二の反射性電極として、次の(1)〜 (4)に示すものを挙げることができ る。
( 1)金属電極
光を反射する金属からなるもの、例えば Au、 Ag、 Al、 Pt、 Cu、 W、 Cr、 Mn、 Mg、 Ca、 Li、 Yb、 Eu、 Sr、 Ba、 Na等、及びこれらの金属の中から適宜二種以上選び形 成された合金、具体的には Mg : Ag、 Al : Li、 Al : Ca、 Mg : Li等力 なるものを挙げる ことができる。これらの金属又は合金の中で、仕事関数 4. OeV以下のものは陰極とし て好ましぐ一方 4. 5eV以上のものは陽極として好適である。 金属電極は光反射部材及び電極として機能できる。
[0036] (2)金属膜 Z透明電極又は透明電極 Z金属膜からなる積層電極
透明電極自体は反射率が低いので、金属膜と積層することにより、反射率を高める ことができる。透明電極としては、導電性酸化物が好ましぐ特に ZnO :Al、 ITO (イン ジゥムチンォキシド)、 SnO: Sb、 InZnO等が好ましい。一方、金属膜としては、上記
2
(1)で述べた金属又は合金力もなる膜を好ましく挙げることができる。この積層電極に おいては、有機層と接する部分に透明電極、金属膜のいずれを設けてもよい。
金属膜は光反射部材及び電極として機能できる。
[0037] (3)誘電体膜 Z透明電極 (金属膜)又は透明電極 (金属膜) Z誘電体膜からなる積 層電極
透明電極自体は、前記したように反射率が低いので、高屈折率及び低屈折率の誘 電体膜を積層することにより、反射率を高めることができる。ここで、高屈折率誘電体 膜としては、屈折率 1. 9以上の透明性酸ィ匕物膜や透明性チッ化物膜が好ましぐま た、硫ィ匕物膜又はセレン化化合物も透明性のものであれば好ま 、。
透明電極の代わりに上記(1)で説明した金属膜を使用できる。
誘電体膜は主に光反射部材として機能する。
[0038] このような高屈折率誘電体膜の例としては、 ZnO、 ZrO、 HfO、 TiO、 Si N、 B
2 2 2 3 4
N、 GaN、 GaInN、 A1N、 Al O、 ZnS、 ZnSe、 ZnSSe等からなる膜が好ましく挙げ
2 3
られる。また、これらを粉体にしポリマー中に分散させて形成した膜を用いてもよい。
[0039] 一方、低屈折率誘電体膜としては、屈折率 1. 5以下の透明性の酸化物やフッ化物 からなる膜、該酸化物やフッ化物を粉体にしポリマー中に分散させて形成した膜、あ るいはフッ素化ポリマー膜等を好ましく挙げることができる。具体的には MgF、 CaF
2 2
、 BaF、 NaAlF、 SiOF等力 なる膜、これらの化合物を粉体にしポリマー中に分散
2
させて形成した膜、あるいはフッ素化ポリオレフイン、フッ素化ポリメタタリレート、フッ 素化ポリイミド等力 なる膜が好適である。
[0040] (4)誘電体多層膜 Z透明電極 (金属膜)又は透明電極 (金属膜) Z誘電体多層膜か らなる積層電極
この積層電極における誘電体多層膜は、上記(3)で説明した高屈折率の誘電体膜 と低屈折率の誘電体膜とを、交互に多数回積層したものである。また、透明電極とし ては、上記(2)で説明したものを挙げることができ、金属膜としては、上記(1)で説明 したちのを挙げることができる。
誘電体多層膜は主に光反射部材として機能する。
[0041] 反射性電極を、陽極として用いる場合には、 4. 5eV以上の仕事関数を有するもの が好ましい。陽極に使用できる部材の例として、酸化インジウム錫合金 (ITO)、酸ィ匕 インジウム亜鉛合金 (IZO)、酸ィ匕錫 (NESA)、金、銀、白金、銅等があげられる。こ の中で、酸化インジウム亜鉛合金 (IZO)は室温で成膜できること、非晶質性が高い ので陽極の剥離等が起きにくいこと力 特に好ましい。陽極のシート抵抗は、 1000 ΩΖ口以下が好ましい。
[0042] 反射性電極を、陰極として用いる場合には、陰極としては仕事関数の小さ 、 (4eV 以下)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが 用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム—カリウム合 金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム '銀合金、アルミニウム Z酸化アルミニウム、 アルミニウム 'リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。陰極のシート抵 抗は数百 Ω Z口以下が好まし 、。
[0043] 本発明においては、一対の反射部材の一つが、誘電体膜と透明電極との積層体 又は誘電体多層膜を含むものが特に好適である。このような反射部材は、例えば蒸 着法やスパッタリング法等により作製することができる。蒸着法の例としては、抵抗力口 熱法や電子ビーム法等が挙げられ、またスパッタリング法の例としては、 DCスパッタリ ング法、イオンビームスパッタリング法、 ECR (エレクトロンサイタトロンレゾナンス)法 等が挙げられる。
[0044] 2.基板
光を取り出す経路に基板がある場合には、光透過性を有する基板が用いられる。こ のような基板としては、例えばガラス、石英、有機高分子化合物等力 なるものが挙 げられる力 これらの中では、屈折率 1. 6以下のものが好適である。
[0045] 3.光学膜厚調整層
光学膜厚調整層は、二つの反射部材間の光学膜厚を調整する層であって、可視 光に対して透明性な物質 (可視光領域における透過率 50%以上、好ましくは、 80% 以上)をいう。
光学膜厚調整層に用いられる材料としては透明であれば特に制限はな 、が、無機 酸化物が好適である。無機酸化物の具体例としては、 In, Sn, Zn, Ce, Sm, Pr, N d, Tb, Cd, Al, Mo及び W等の酸化物が挙げられ、好ましくは、 In, Sn, Zn, Ceを 含む酸化物である。
[0046] 4.有機層
一対の光反射部材の間に挾持される有機層は少なくとも有機発光媒体を含み、例 えば陽極の反射性電極側から陰極の反射性電極側にかけて、以下の構成が例示さ れる。
(1)正孔注入層 Z有機発光媒体
(2)正孔輸送層 Z有機発光媒体
(3)有機発光媒体 Z電子注入層
(4)正孔注入層 Z有機発光媒体 Z電子注入層
(5)正孔輸送層 Z有機発光媒体 Z電子注入層
(6)正孔注入層 Z正孔輸送層 Z有機発光媒体 Z電子注入層
(7)正孔注入層 Z有機発光媒体 Z正孔障壁層 Z電子注入層
(8)正孔注入層 Z有機発光媒体 Z電子注入層 Z付着改善層
(9)正孔輸送層 Z有機発光媒体 Z付着改善層
do)正孔注入層 Z電子障壁層 Z有機発光媒体 Z電子注入層
これらの構成の中で、正孔輸送層 Z有機発光媒体、正孔輸送層 Z有機発光媒体 Z電子注入層及び正孔輸送層 Z有機発光媒体 Z付着改善層の構成が好適である
。尚、有機層は必要により無機化合物層を含むこともできる。
[0047] 上記有機発光媒体の形成方法としては、例えば蒸着法、スピンコート法、キャスト法 、 LB法等の公知の方法により薄膜ィ匕することにより形成することができるが、特に分 子堆積膜であることが好ましい。ここで、分子堆積膜とは、該化合物の気相状態から 沈着され形成された薄膜や、該化合物の溶融状態又は液相状態から固体化され形 成された膜のことである。通常、この分子堆積膜は LB法により形成された薄膜 (分子 累積膜)と凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区別 することができる。また、上記有機発光媒体は榭脂等の結着材と共に溶剤に溶力して 溶液としたのち、これをスピンコート法等により薄膜ィ匕して形成することができる。
[0048] 有機発光媒体はホスト材料にドーパントをドーピングすることが好ましい。
ホスト材料としては、式(1)で示される材料を用いることが好ま 、。
[0049] [化 1]
(ArV"X )m CD
(式中、 Ar1は核炭素数 6〜50の芳香族環、 Xは置換基、 1は 1〜5の整数、 mは 0〜6 の整数である。 )
[0050] Ar1は、具体的には、フエ-ル環、ナフチル環、アントラセン環、ビフエ二レン環、ァ ズレン環、ァセナフチレン環、フルオレン環、フエナントレン環、フルオランテン環、ァ セフエナンスリレン環、トリフエ二レン環、ピレン環、タリセン環、ナフタセン環、ピセン 環、ペリレン環、ペンタフェン環、ペンタセン環、テトラフエ-レン環、へキサフェン環、 へキサセン環、ルビセン環、コロネン環、トリナフチレン環等が挙げられる。
[0051] Xは、具体的には、置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基、置換もしく は無置換の核原子数 5〜50の芳香族複素環基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜5 0のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数 1〜50のアルコキシ基、置換もしくは 無置換の炭素数 1〜50のァラルキル基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァ リールォキシ基、置換もしくは無置換の核原子数 5〜50のァリールチオ基、置換もし くは無置換の炭素数 1〜50のカルボキシル基、置換又は無置換のスチリル基、ハロ ゲン基、シァノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基等である。
[0052] 尚 1≥ 2の時、 1個の Ar1はそれぞれ同じでも異なって 、ても良 、。
また m≥ 2の時、 m個の Xはそれぞれ同じでも異なって!/、ても良!、。
[0053] ドーパントとしては、式(2)で示される材料を用いることが好ま U、。
[0054] [化 2]
Figure imgf000016_0001
(式中、 Ar2〜Ar4は置換又は無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基、置換又は無置 換のスチリル基、 pは 1〜4の整数である。 )
[0055] 置換もしくは無置換の核炭素数 6〜50の芳香族基の例としては、フエニル基、 1 ナフチル基、 2 ナフチル基、 1 アントリル基、 2 アントリル基、 9 アントリル基、 1 フエナントリル基、 2 フエナントリル基、 3 フエナントリル基、 4 フエナントリル基 、 9 フエナントリル基、 1 ナフタセ-ル基、 2 ナフタセ-ル基、 9 ナフタセ-ル 基、 1ーピレ-ル基、 2 ピレ-ル基、 4ーピレ-ル基、 2 ビフヱ-ルイル基、 3 ビフ ェ-ルイル基、 4—ビフエ-ルイル基、 p ターフェ-ルー 4—ィル基、 p ターフェ- ルー 3—ィル基、 p ターフェ-ルー 2—ィル基、 m—ターフェ-ルー 4—ィル基、 m —ターフェ-ルー 3—ィル基、 m—ターフェ-ルー 2—ィル基、 o トリル基、 m—トリ ル基、 ρ トリル基、 p—t—ブチルフエ-ル基、 p— (2—フエ-ルプロピル)フエ-ル 基、 3—メチルー 2 ナフチル基、 4ーメチルー 1 ナフチル基、 4ーメチルー 1 アン トリル基、 4,ーメチルビフエ-ルイル基、 4"—tーブチルー p—ターフェ-ルー 4ーィ ル基、 2 フルォレ -ル基、 9, 9 ジメチルー 2 フルォレ -ル基、 3 フルオランテ ニル基等が挙げられる。
[0056] 置換又は無置換のスチリル基の例としては、 2 フエ-ルー 1 ビュル基、 2, 2 ジ フエ-ル— 1—ビュル基、 1, 2, 2—トリフエ-ル— 1—ビュル基等が挙げられる。
[0057] pは 1〜4の整数である。
尚、 p≥2の時、 p個の Ar3、 Ar4はそれぞれ同じでも異なっていても良い。
[0058] 次に、正孔輸送層は、必ずしも必要なものではないが、発光性能の向上のため用 いた方が好ましい。この正孔輸送層としては、より低い電界で正孔を有機発光媒体に 輸送する材料が好ましぐさらに正孔の移動度力 例えば 104〜: L06VZcmの電界印 加時に、少なくとも 10_6cm2ZV.秒であれば尚好ましい。正孔輸送材料は、前記の 好ましい性質を有するものであれば特に制限はなぐ従来、光導伝材料において、 正孔の電荷輸送材として慣用されて 、るものや EL素子の正孔輸送層に使用される 公知のものの中力も任意のものを選択して用いることができる。
[0059] 正孔輸送層は、正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、 LB法等の 公知の薄膜法により製膜して形成することができる。 この正孔輸送層の膜厚は、特に制限はないが、通常は 5ηπ!〜 5 μ mである。この正 孔輸送層は、正孔輸送材料一種又は二種以上カゝらなる一層で構成されていてもよい し、あるいは、別種の材料カゝらなる複数の正孔輸送層を積層したものであってもよい
[0060] 電子を有機発光媒体内に留めておくため、有機発光媒体と陽極の間には電子障 壁層を用いることができる。
また、正孔を有機発光媒体内に留めておくため、有機発光媒体と陰極の間には正 孔障壁層を用いることができる。
[0061] 電子注入層は、電子注入材料カゝらなるものであって、陰極より注入された電子を有 機発光媒体に伝達する機能を有して 、る。このような電子注入材料にっ 、て特に制 限はなぐ従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。 電子注入層は、電子注入材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、 LB法等の公知の薄膜ィ匕法により製膜して形成することができる。
電子注入層としての膜厚は、通常は 5ηπ!〜 5 μ mの範囲で選ばれる。この電子注 入層は、これらの電子注入材料一種又は二種以上力 なる一層で構成されてもよい し、あるいは、別種の材料カゝらなる複数の電子注入層を積層したものであってもよい
[0062] さらに、付着改善層としては、電子伝達性に優れ、かつ有機発光媒体及び陰極に 対して付着性の高い材料を含有するものが好ましい。このような材料としては、例え ば 8—ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、例えばォキシン(一般に 8—キ ノリノール又は 8—ヒドロキシキノリン)のキレートを含む金属キレートォキシノイドィ匕合 物が挙げられる。具体的には、トリス(8—キノリノール)アルミニウム、トリス(5, 7—ジ クロ口一 8—キノリノール)アルミニウム、トリス(5, 7—ジブ口モー 8—キノリノール)アル ミニゥム、トリス(2—メチルー 8—キノリノール)アルミニウム、並びにアルミニウム以外 のインジウム、マグネシウム、銅、ガリウム、スズ、鉛の錯体等を挙げることができる。
[0063] 5.蛍光変換部
蛍光変換部は、有機層より放出される中心波長えの光の色を変えるために、放出 光を取り出す側の反射性電極の外部に設けられるものであって、蛍光体力もなる。無 機微粒子は有機微粒子よりも変質しにくぐ耐久性に優れるため、望ましい。さらに後 述する半導体バンドギャップを利用して可視光を吸収、発光する微粒子は、発光の 効率がさらに高く望ましい。
[0064] 蛍光変換部は、蛍光体微粒子とマトリクス榭脂を混合して形成できる。
蛍光体微粒子としては、例えば、以下に示す無機蛍光体微粒子及び有機蛍光体 微粒子が使用できる。
無機蛍光体微粒子には、金属化合物等の無機化合物力 なり、可視光を吸収し、 吸収した光よりも長い蛍光を発する微粒子を用いることができる。微粒子表面には、 後述するマトリクス榭脂への分散性向上のため、例えば、長鎖アルキル基や燐酸等 の有機物で表面を修飾してあってもょ 、。
具体的には、以下の微粒子を用いることができる。
[0065] (a)金属酸化物に遷移金属イオンをドープした微粒子
Y O、 Gd O、 ZnO、 Y Al O 、 Zn SiO等の金属酸化物に、 Eu2+、 Eu3+、 Ce3
2 3 2 3 3 5 12 2 4
+、 Tb3+等の、可視光を吸収する遷移金属イオンをドープしたもの。
[0066] (b)金属カルコゲナイド物に遷移金属イオンをドープした微粒子
ZnS、 CdS、 CdSe等の金属カルコゲナイド化物に、 Eu2+、 Eu3+、 Ce3+、 Tb3+等 の可視光を吸収する遷移金属イオンをドープしたもの。 Sや Se等が、後述するマトリク ス榭脂の反応成分により引き抜かれることを防止するため、シリカ等の金属酸ィ匕物や 有機物等で表面修飾してもよ ヽ。
[0067] (c)半導体のバンドギャップを利用し、可視光を吸収、発光する微粒子
CdS、 CdSe、 CdTe、 ZnS、 ZnSe、 InP等の半導体微粒子。これらは、特表 2002 — 510866号公報等の文献で知られて 、るように、粒径をナノサイズィ匕することにより 、バンドギャップを制御し、その結果、吸収—蛍光波長を変えることができる。 Sや Se 等が、後述するマトリクス榭脂の反応成分により引き抜かれることを防止するため、シ リカ等の金属酸ィ匕物や有機物等で表面修飾してもよ ヽ。
[0068] 例えば、 CdSe微粒子の表面を、 ZnSのような、よりバンドギャップエネルギーの高 V、半導体材料のシェルで被覆してもよ!/ヽ。これにより中心微粒子内に発生する電子 の閉じ込め効果を発現しやすくなる。 尚、上記の微粒子は、一種単独で使用してもよぐまた、二種以上を組み合わせて 使用してちょい。
[0069] 有機蛍光体微粒子としては、例えば、シァノ基を含有する J会合性を有する有機蛍 光色素のナノ結晶微粒子を挙げることができる。
[0070] マトリクス榭脂は、蛍光体微粒子を分散する榭脂であり、非硬化型榭脂、熱硬化型 榭脂又は光硬化型榭脂を用いることができる。具体的には、オリゴマー又はポリマー 形態のメラミン榭脂,フエノール榭脂,アルキド榭脂,エポキシ榭脂,ポリウレタン榭脂 ,マレイン酸榭脂,ポリアミド系榭脂、又はポリメチノレメタタリレート,ポリアタリレート,ポ リカーボネート,ポリビュルアルコール,ポリビュルピロリドン,ヒドロキシェチルセル口 ース,カルボキシメチルセルロール等及びこれらを形成するモノマーを構成成分とす る共重合体が挙げられる。
[0071] 蛍光変換部のパターニングの目的で、光硬化型榭脂を使用することができる。光硬 化型榭脂としては、通常感光剤を含む反応性ビュル基を有するアクリル酸、メタクリル 酸系の光重合型や、ポリケィ皮酸ビュル等の光架橋型等が用いられる。尚、感光剤 を含まない場合は、熱硬化型のものを用いてもよい。
尚、フルカラーディスプレイにおいては、互いに分離した蛍光体層をマトリクス状に 配置した蛍光変換部を形成する。このため、マトリクス榭脂としては、フォトリソグラフィ 一法を適用できる光硬化型榭脂を使用することが好ましい。
また、これらのマトリクス榭脂は、一種類の榭脂を単独で用いてもよいし、複数種類 を混合して用いてもよい。
[0072] 蛍光変換部の作製は、蛍光体微粒子とマトリクス榭脂を、ミル法や超音波分散法等 の公知の方法を用いて、混合'分散した分散液を使用することによって行う。この際、 マトリクス榭脂にとっての良溶媒を用いることができる。この蛍光体微粒子分散液を、 公知の成膜方法、例えば、スピンコート法、スクリーン印刷法等によって、支持基板上 に成膜し、蛍光変換部を作製する。
[0073] この他、公知のクマリン類、ローダミン類、フルォレセイン類、シァニン類、ポリフイリ ン類、ナフタルイミド類、ペリレン類、キナクリドン類等の有機蛍光体を、ポリマー中に 分散して使用できる。ポリマーバインダーとしては、透明性榭脂、例えばポリメタクリレ ート、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリオレフイン、ポ リスチレン等を用いることができる。
[0074] 6.カラーフィノレタ
また、必要に応じて色純度を調整するためのカラーフィルタを用いても良い。カラー フィルタ材料としては、色素又は、色素をバインダー榭脂中に溶解又は分散させた固 体状態のものを挙げることができる。色素の例としては、銅フタロシアニン系顔料、ィ ンダンスロン系顔料、インドフエノール系顔料、シァニン系顔料、ジォキサジン系顔料 等を挙げることができ、一種単独、あるいは二種類以上の混合物で用いてもよい。色 素のバインダー榭脂の例としては、ポリメチノレメタタリレート、ポリアタリレート、ポリカー ボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシェチルセルロース、 カルボキシメチルセルロース等の透明榭脂(高分子)等を挙げることができ、一種単 独あるいは、二種以上を混合して用いてもよい。なお、バインダー榭脂は、フォトリソ グラフィ一法が適用できる感光性榭脂を使用することが好まし 、。このような感光性榭 脂の例としては、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケィ皮酸ビュル系、環化ゴム系等 の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト材料等を挙げることができる。これらの 感光性榭脂は、一種単独又は二種以上の混合として使用してもよい。
[実施例]
[0075] 実施例 1
(1)色変換基板の作成
厚さ 0. 7mmのガラス板に、顔料系赤色カラーフィルタ材料(CRY— S840B,富士 フィルムアーチ製)をスピンコートし、紫外線露光後、 200°Cでベータし、赤色カラー フイノレタ(膜厚 1. 2 μ ΐΆ)基板を得た。
マトリクス榭脂として、メタクリル酸ーメタクリル酸メチル共重合体 (メタクリル酸共重合 比 = 15〜20%、 Mw= 20, 000〜25, 000)用い、これを 1—メ卜キシ— 2—ァセ卜キ シプロパンに溶解し、粒径 5. lnmの
CdSe微粒子 (蛍光波長 606nm)を添加した。添加の割合は、全固形濃度に対する CdSeの粒子の重量比率力 17. 8wt%とした。
これを、先に作成した赤色カラーフィルタ基板のカラーフィルタ膜上にスピンコート し、 200°C30分の乾燥処理を行い、赤色カラーフィルタと色変換膜を積層した色変 換基板を得た。色変換膜の 400〜500nmの励起スペクトルにおける最大波長は 40
Onmであり、膜厚は 17 μ mであった。
[0076] (2)有機 EL素子の作成
厚さ 1. 1mmのガラス基板(コーユング 7059)をイソプロピルアルコール中で超音 波洗浄を 5分間行った後、 UVオゾン洗浄を 30分間行った。洗浄後のガラス基板を 真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。
[0077] このガラス基板上に、スパッタリングにより膜厚 300nmのアルミニウムを成膜した。こ のアルミニウム膜は、陽極として機能するとともに、第一の光反射部材として機能する
。このアルミニウム膜上に、スパッタリングにより膜厚 lOnmの ITOを成膜した。この IT
O膜は、正孔注入電極(陽極)として機能する。
[0078] 次に、この ITO膜上に、下記化合物 HIからなる膜を 20nmの膜厚となるように成膜 した。この HI膜は、正孔注入層として機能する。この HI膜上に、下記化合物 HTから なる膜を 15nmの膜厚となるように成膜した。この HT膜は、正孔輸送層として機能す る。
[0079] さらに、この HT膜上に、膜厚 30nmにて、下記化合物 BHをホスト材料とし下記化 合物 BDをドーパント材料として、 30 : 1. 8の比となるように共蒸着して成膜し、発光 層 (青色系発光層)とした。
[0080] この膜上に、トリス(8—キノリノール)アルミニウム (Alq)膜を lOnmの膜厚となるよう に成膜した。この Alq膜は電子輸送層として機能する。この Alq膜上に、 LiFを膜厚 1 nmにて蒸着させ電子注入陰極を形成した。さらにマグネシウムと銀が 9 : 1となるよう な合金膜を lOnmの膜厚となるように成膜した。この Mg :Ag膜は、金属陰極として機 能するとともに、第二の光反射部材として機能する。さらに、上部透明電極 (陰極)と して、 IZOを 75nmの膜厚でスパッタリング成膜した。最後に、有機 EL発光部全体を 覆うように、封止層として、有機 EL素子の上部電極上に透明無機膜として SiOxNy( 0/ (0+N) = 50% : Atomic Ratio)を低温 CVDにより lOOOnmの厚さで成膜し 、有機 EL素子を作製した。
[0081] (3)有機 EL表示装置の作成 上記(1)で得られた色変換基板を、上記 (2)で作成した有機 EL素子上に、有機 E L素子の発光面 (封止層側)と色変換基板の膜面が対向するように、配置した。そし て、色変換基板の周辺部に対してカチオン硬化型接着剤 TB3102 (スリーボンド (株 )製)で処理し、光硬化させて有機 EL表示装置を作製した。
[0082] (4)有機 EL表示装置の評価
得られた有機 EL素子に 6. 8V印加し、分光放射輝度計 (CS 1000 :ミノルタ製)で 発光特性を調べたところ、青色の発光ピーク波長は 469nm、輝度 (L) 999nit、色度 (CIE) (0. 134, 0. 219)であった。
色変換基板を貼り合わせたのちの発光特性 (6. 8V印力!])は、輝度変換効率( r? ) 6 3%、輝度 625nit、色度(0. 633、 0. 364)の良好な赤色であることを確認した。 ここで、輝度変換効率( r? )は以下の式で求めた。
η = [ (有機 EL素子のみの輝度 nit) / (有機 EL素子に色変換基板を張り合わせた ときの輝度 nit) ] X 100
また、得られた有機 EL素子の赤色発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節 し、室温で定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度 40%減時の時間(寿命) (t60 %)は、 8860時間であった。
結果を表 1に示す。
[0083] 比較例 1
(1)色変換基板の作成
実施例 1 (1)と同様にして色変換基板を作成した。
[0084] (2)有機 EL素子の作成
厚さ 1. 1mmのガラス基板(コーユング 7059)をイソプロピルアルコール中で超音 波洗浄を 5分間行った後、 UVオゾン洗浄を 30分間行った。洗浄後のガラス基板を 真空蒸着装置の基板ホルダーに装着した。
このガラス基板上に、スパッタリングにより膜厚 130nmの ITOを成膜した。この ITO 膜は、正孔注入電極(陽極)として機能する。
[0085] 次に、この ITO膜上に、下記化合物 HIからなる膜を 60nmの膜厚となるように成膜 した。この HI膜は、正孔注入層として機能する。この HI膜上に、下記化合物 HTから なる膜を 20nmの膜厚となるように成膜した。この HT膜は、正孔輸送層として機能す る。
[0086] さらに、この HT膜上に、膜厚 40nmにて、下記化合物 BHをホスト材料とし下記化 合物 BDをドーパント材料として、 40 : 2. 0の比となるように共蒸着して成膜し、発光 層 (青色系発光層)とした。
[0087] この膜上に、トリス(8—キノリノール)アルミニウム (Alq)膜を 20nmの膜厚となるよう に成膜した。この Alq膜は電子輸送層として機能する。この Alq膜上に、 LiFを膜厚 1 nmにて蒸着させ電子注入陰極を形成した。さらにその上に、金属陰極として A1膜を 300nmの厚さでスパッタリング成膜した。最後に、有機 EL発光部全体を覆うように、 封止層として、有機 EL素子の上部電極上に透明無機膜として SiOxNy (O/ (O + N) = 50% : Atomic Ratio)を低温 CVDにより lOOOnmの厚さで成膜し、有機 EL 素子を作製した。
[0088] (3)有機 EL表示装置の作成
上記(1)で得られた色変換基板を、上記 (2)で作成した有機 EL素子上に、有機 E L素子の発光面と色変換基板の膜面が対向するように、配置した。そして、色変換基 板の周辺部に対してカチオン硬化型接着剤 TB3102 (スリーボンド (株)製)で処理し 、光硬化させて有機 EL表示装置を作製した。
[0089] (4)有機 EL表示装置の評価
実施例 1と同様に評価した。結果を表 1に示す。
得られた有機 EL素子 6. 8V印加時には、青色の発光ピーク波長 472nm、輝度 (L ) 1205nit、色度(CIE) (0. 167, 0. 325)であった。
色変換基板を貼り合わせたのちの発光特性 (6. 8V印力!])は、輝度変換効率( 7? ) 4 6%、輝度 (L) 552nit、色度 (CIE) (0. 630、 0. 367)であり、輝度変換効率は実施 例 1の 8割以下であり、輝度は実施例 1の 9割以下であった。
また、得られた有機 EL素子の赤色発光輝度が lOOOnitとなるように電流値を調節 し、室温で定電流連続駆動試験を行ったところ、輝度 40%減時の時間(寿命) (t60 %)は、 5547時間であり、実施例 1の 6割程度であった。
[0090] [表 1]
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000025_0002
[1600]
Figure imgf000025_0003
999Zl0/S00Zdf/X3d Z.86800/900Z OAV 産業上の利用可能性
本発明の有機 EL素子及び表示装置は、民生用 TV、大型表示ディスプレイ、携帯 電話用表示画面等の各種表示装置に用いることができる。

Claims

請求の範囲
[1] 発光ピーク波長 λ 1が 400ηπ!〜 500nmの範囲の光を発する有機発光媒体と、 前記有機発光媒体を間に挟む第一の光反射部材及び第二の光反射部材とを含む 有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する光を吸収して異なる波長の光を発 する、励起スペクトルにおける 400nm〜500nmの範囲内で最大の値となる波長が λ 2である蛍光変換部とを有し、
前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長 λ 1よりも波長 λ 2に近い波長 λ 3の発光成分が強められて、有 機エレクト口ルミネッセンス素子から発せられる、
有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[2] 前記蛍光変換部が無機蛍光体からなる請求項 1記載の有機エレクト口ルミネッセン ス表示装置。
[3] 発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体を含む第一の有機エレ タトロルミネッセンス素子を有する青色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第一の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第二の有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記第二の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する青色光を吸収して緑色光を 発する、励起スペクトルの最大ピーク波長が λ gである緑色蛍光変換部とを有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え gに近い波長え blの発光成分が強められて、第 二の有機エレクト口ルミネッセンス素子から発せられる、緑色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第三の有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記第三の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する青色光を吸収して赤色光を 発する、励起スペクトルの最大ピーク波長が rである赤色蛍光変換部とを有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え rに近い波長え b2の発光成分が強められて、第 三の有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる、赤色画素と、
を有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[4] 前記赤色蛍光変換部及び前記緑色蛍光変換部が無機蛍光体からなる請求項 3記 載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[5] 前記第一の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間、 又は前記第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及び第二の光反射部材の 間に、光学膜厚調整層を有する請求項 3記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装 置。
[6] 発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第一の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第一の有機エレクト口ルミネッセンス素子を有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、青色の発光成分が強められて、第一の有機エレクト口ルミネッセンス 素子から発せられる、青色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第二の有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記第二の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する青色光を吸収して緑色光を 発する、励起スペクトルの最大ピーク波長が λ gである緑色蛍光変換部とを有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え gに近い波長え blの発光成分が強められて、第 二の有機エレクト口ルミネッセンス素子から発せられる、緑色画素と、
発光ピーク波長 λ bを有する青色光を発する有機発光媒体と、
前記有機発光媒体を間に挟み、第三の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及 び第二の光反射部材とを含む第三の有機エレクト口ルミネッセンス素子と、
前記第三の有機エレクト口ルミネッセンス素子の発する青色光を吸収して赤色光を 発する、励起スペクトルの最大ピーク波長が rである赤色蛍光変換部とを有し、 前記有機発光媒体が発する光が、第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 で干渉されて、波長え bよりも波長え rに近い波長え b2の発光成分が強められて、第 三の有機エレクト口ルミネッセンス素子力 発せられる、赤色画素と、
を有する有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[7] 前記赤色蛍光変換部及び前記緑色蛍光変換部が無機蛍光体からなる請求項 6記 載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[8] 前記第二の光学膜厚を形成する第一の光反射部材及び第二の光反射部材の間 に第一の光学膜厚調整層を有し、前記第三の光学膜厚を形成する第一の光反射部 材及び第二の光反射部材の間に第二の光学膜厚調整層を有する請求項 6記載の 有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[9] さらに基板を有し、光を基板と反対側力も取り出すトップェミッションタイプである請 求項 1〜8のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
[10] さらに基板を有し、光を基板側力 取り出すボトムェミッションタイプである請求項 1 〜8のいずれかに記載の有機エレクト口ルミネッセンス表示装置。
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