JP4438364B2 - Organic light emitting device and display device - Google Patents
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Description
本発明は、白色の発光層を有する有機発光素子および表示装置に係り、特に、白色発光層が橙色および青色の2種類の発光層により構成されてなる有機発光素子およびこの有機発光素子を有する表示装置に関する。 The present invention relates to an organic light emitting device and a display device having a white light emitting layer, and in particular, an organic light emitting device in which the white light emitting layer is composed of two types of light emitting layers of orange and blue, and a display having the organic light emitting device. Relates to the device.
有機発光素子は、自発光で視野角依存性が無く、完全固体構造を実現可能な発光素子として、薄型ディスプレイへの応用が期待されている。有機発光素子の中でも、白色有機発光素子は、白色発光を、カラーフィルタ等によりディスプレイを構成する青、緑、赤の3原色に変調することにより、各画素を塗り分けずにフルカラーディスプレイを実現することが可能である。従って、塗り分けコストや塗り分けに起因する歩留まり低下を避けることができ、また大画面ディスプレイの実現において特に有効な方法である。他にも、白色発光を利用したバックライトや面光源としての用途が期待されている。 Organic light-emitting devices are expected to be applied to thin displays as light-emitting devices that are self-luminous and have no viewing angle dependency and can realize a complete solid structure. Among organic light-emitting elements, white organic light-emitting elements realize a full-color display without separately painting each pixel by modulating white light emission to the three primary colors of blue, green, and red that constitute the display using a color filter or the like. It is possible. Therefore, it is possible to avoid a decrease in the yield due to the separate coating cost and the separate coating, and it is a particularly effective method in realizing a large screen display. In addition, it is expected to be used as a backlight or a surface light source using white light emission.
この白色有機発光素子は、一般的にガラス等の透明基板上に設けられた透明電極を陽極とし、その上に有機層および陰極を積層した構造を有する。一般に、有機層は、発光層を含む複数の層から構成されており、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層のすべて、あるいはそのいずれかの組み合わせからなる。発光層にはホスト材料に適切なゲスト材料(発光材料,ドーパント材料)を組み合わせて用いることで、発光効率、寿命の向上、および発光スペクトルの調整が可能である。この有機発光素子では、陽極と陰極との間に直流電圧を印加すると、陽極および陰極からそれぞれ注入された正孔と電子とが発光層で再結合し、発光した光が透明電極側から取り出される。 This white organic light emitting element generally has a structure in which a transparent electrode provided on a transparent substrate such as glass is used as an anode, and an organic layer and a cathode are stacked thereon. In general, the organic layer is composed of a plurality of layers including a light emitting layer, and includes, for example, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, or any combination thereof. By using an appropriate guest material (light-emitting material, dopant material) in combination with the host material for the light-emitting layer, light emission efficiency, lifetime, and emission spectrum can be adjusted. In this organic light emitting device, when a DC voltage is applied between the anode and the cathode, holes and electrons injected from the anode and the cathode recombine in the light emitting layer, and the emitted light is extracted from the transparent electrode side. .
この構造以外にも、基板と反対側の電極を透明電極で構成し、上面の透明電極側から光を取り出す上面発光構造(トップエミッション)をとることも可能である。このような上面発光構造であれば、TFT (Thin Film Transistor, 薄膜トランジスタ)を用いたアクティブマトリックス型の素子においては、光取り出しの開口率を大きくすることができる。 In addition to this structure, it is also possible to adopt a top emission structure (top emission) in which the electrode opposite to the substrate is formed of a transparent electrode and light is extracted from the transparent electrode side on the top surface. With such a top emission structure, the active matrix type element using TFT (Thin Film Transistor) can increase the light extraction aperture ratio.
白色有機発光素子においては、白色発光を実現するために各色の発光層を積層する方法、および1つの発光層に複数の色素をドープ(添加)する方法があり、さらに色の組み合わせとしては、青、緑、赤の3波長成分を用いる方法(例えば、特許文献1)、また青と橙、あるいは青緑と赤の補色関係にある2波長成分を用いる方法(例えば、特許文献2)が提案されている。
しかしながら、前者(特許文献1)の方法では、電流値に依存したEL(Electroluminescence)スペクトルの変化に伴って色度変化が生じ、また、発光層を3層の積層構造とすることによって発光領域が分散し、その発光効率が低下するという問題があった。また、後者(特許文献1)の方法は、前者の方法に比べては、素子構造が単純であり、色度変化や発光効率の低下が少ないものの、十分な高効率性、且つ高信頼性を有するものではなかった。 However, in the former method (Patent Document 1), a chromaticity change occurs with a change in EL (Electroluminescence) spectrum depending on a current value, and a light emitting region is formed by forming a light emitting layer in a three-layer structure. There is a problem that the luminous efficiency is lowered due to dispersion. In addition, the latter method (Patent Document 1) has a simpler device structure and less chromaticity change and lower emission efficiency than the former method, but has sufficiently high efficiency and high reliability. Did not have.
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、白色光の発光効率が向上すると共に色度変化が少なくなり、信頼性の向上した有機発光素子および表示装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an organic light-emitting element and a display device with improved white light emission efficiency and reduced chromaticity change and improved reliability. is there.
本発明による有機発光素子は、第1電極と第2電極との間に、少なくとも橙色発光層および青色発光層を含む有機層を備え、橙色発光層は、9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)、または9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセンと正孔輸送材料との混合物からなるホスト材料と、化1で表されるスチリル化合物からなるゲスト材料とを含有するものである。 An organic light emitting device according to the present invention includes an organic layer including at least an orange light emitting layer and a blue light emitting layer between a first electrode and a second electrode, and the orange light emitting layer is 9,10-di- (2-naphthyl). ) An anthracene (ADN) or a host material composed of a mixture of 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene and a hole transport material, and a guest material composed of a styryl compound represented by Chemical formula 1 der Ru.
本発明の有機発光素子では、橙色発光層中におけるゲスト材料の、ホスト材料に対する含有率は、10mol%以下であることが好ましい。 The organic light emitting device of the present invention, the guest material in the orange light emitting layer, the content to the host material is preferably less 10 mol%.
本発明による表示装置は、本発明の有機発光素子を備えたものである。 Viewing device that by the present invention, Ru der those with organic light-emitting device of the present invention.
本発明の有機発光素子または本発明の表示装置によれば、橙色発光層のゲスト材料として、発光効率が良く信頼性の高い赤色発光材料としてのスチリル化合物を用いると共にホスト材料として、9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)、または9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセンと正孔輸送材料との混合物を用いるようにした。これにより、補色関係にある、色度の良好な青色発光層と組み合わせることにより、白色光の発光効率が向上すると共に色度変化が少なくなり信頼性が向上する。特に、このスチリル化合物のホスト材料に対する含有率を10mol%以下とすることにより、590nm以下の好ましい橙色発光を得ることができ、より色度の良好な白色有機発光素子を実現することができる。
Organic light-emitting element frame other invention according to Table示装location of the present invention, the host material together with a guest material of the orange light emitting layer, using a styryl compound as a high luminous efficiency and good reliability red light-emitting material 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene (ADN), or a mixture of 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene and a hole transport material. Thus, by combining with a blue light emitting layer having a complementary color relationship and good chromaticity, the light emission efficiency of white light is improved and the change in chromaticity is reduced, thereby improving the reliability. In particular, when the content of the styryl compound with respect to the host material is 10 mol% or less, preferable orange light emission of 590 nm or less can be obtained, and a white organic light-emitting element with better chromaticity can be realized.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る所謂ボトムエミッション型の有機発光素子の断面構造を表すものである。この有機発光素子は、極薄型の有機発光表示装置などに用いられるものであり、例えば、ガラスなどの絶縁材料よりなる基板11の上に、第1電極(陽極)12、有機層13、および第2電極(陰極)14がこの順に積層された構造を有している。なお、第2電極14の上には、図示しない保護膜が形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a so-called bottom emission type organic light emitting device according to a first embodiment of the present invention. This organic light-emitting element is used for an ultra-thin organic light-emitting display device. For example, a first electrode (anode) 12, an
第1電極12は、基板11の側から光を取り出すために可視光領域で透明な仕事関数の大きな導電材料、例えば、酸化錫(SnO2 ),酸化インジウム錫(ITO;Indium Tin Oxide),酸化亜鉛(ZnO),酸化チタン(TiO2 )などにより形成されている。第1電極12の積層方向の厚み(以下、単に厚みと言う)は例えば100nm程度である。
The
有機層13は、例えば、正孔(ホール)注入層13A,正孔輸送層13B,橙色発光層13C,青色発光層13D,電子輸送層13Eおよび電子注入層13Fを、第1電極12の側からこの順に積層した構成を有するものである。正孔注入層13Aおよび正孔輸送層13Bは、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dそれぞれへの正孔注入効率を高めるためのものである。橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dは、それぞれ第1電極12および第2電極14への電圧印加により電子と正孔との再結合が起こることによって、橙色光、青色光を発生するものである。本実施の形態では、この橙色発光層13Cからの発光色と青色発光層13Dからの発光色との混合色(白色)が第1電極12側から下方に取り出されるようになっている。電子輸送層13Eおよび電子注入層13Fは、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dへの電子注入効率を高めるためのものである。
The
正孔注入層13A、及び正孔輸送層13Bは、正孔がアノード電極から効率良く注入、輸送されるように設計された層である。この正孔注入層13A、及び正孔輸送層13Bは、同一材料で構成されても良いが、正孔注入、輸送性能を向上させるために、両者を異なる材料で構成しても良い。また、正孔注入層13A、及び正孔輸送層13Bの各層は複数の混合物から構成されたものとしてもよく、あるいは複数種の材料を積層した構成を有するものであってもよい。
The
正孔注入層13A、及び正孔輸送層13Bを形成する材料(正孔輸送材料)としては、例えばベンジジンまたはその誘導体、スチリルアミンまたはその誘導体、トリフェニルメタンまたはその誘導体、ポルフィリンまたはその誘導体、トリアゾールまたはその誘導体、イミダゾールまたはその誘導体、オキサジアゾールまたはその誘導体、ポリアリールアルカンまたはその誘導体、フェニレンジアミンまたはその誘導体、アリールアミンまたはその誘導体、オキサゾールまたはその誘導体、アントラセンまたはその誘導体、フルオレノンまたはその誘導体、ヒドラゾンまたはその誘導体、スチルベンまたはその誘導体、フタロシアニンまたはその誘導体、ポリシアン系化合物、ビニルカルバゾール系化合物、チオフェン系化合物、アニリン系化合物等の複素環式共役系のモノマー、オリゴマー、ポリマー等が挙げられる。
Examples of the material (hole transport material) for forming the
このような正孔輸送材料の具体的な例としては、化12で表されるαーナフチルフェニルジアミン(αーNPD)、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリン、金属ナフタロシアニン、4,4’,4”−トリメチルトリフェニルアミン、4,4’,4”−トリス(3−メチルフェニルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(m−MTDATA)、N,N,N’,N’−テトラキス(p−トリル)p−フェニレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル、N−フェニルカルバゾール、4−ジ−p−トリルアミノスチルベン、ポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリ(チオフェンビニレン)、ポリ(2,2’−チエニルピロール)等が挙げられる。 Specific examples of such a hole transport material include α-naphthylphenyldiamine (α-NPD) represented by Chemical Formula 12, porphyrin, metal tetraphenylporphyrin, metal naphthalocyanine, 4,4 ′, 4 ″. -Trimethyltriphenylamine, 4,4 ', 4 "-tris (3-methylphenylphenylamino) triphenylamine (m-MTDATA), N, N, N', N'-tetrakis (p-tolyl) p- Phenylenediamine, N, N, N ′, N′-tetraphenyl-4,4′-diaminobiphenyl, N-phenylcarbazole, 4-di-p-tolylaminostilbene, poly (paraphenylenevinylene), poly (thiophenevinylene) ), Poly (2,2′-thienylpyrrole) and the like.
橙色発光層13Cは、ホスト材料に、ゲスト材料として化14で表されるスチリル化合物をドープ(添加)したものである。ホスト材としては、例えば化13で表される9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)等の青色ホスト材料、緑色ホスト材料および赤色ホスト材料の中から選択される少なくとも1種類以上のホスト材料、正孔輸送材料、または青色ホスト材料、赤色ホスト材料、および緑色ホスト材料の中から選択される少なくとも1種類以上のホスト材料と正孔輸送材料との混合物のいずれかからなる。
The orange light emitting layer 13C is obtained by doping (adding) a styryl compound represented by
ここで、橙色発光層13Cを構成するスチリル化合物(ゲスト材料)のホスト材料に対する含有率は、10mol%以下であることが望ましい。これは以下の理由による。 Here, the content of the styryl compound (guest material) constituting the orange light emitting layer 13C with respect to the host material is desirably 10 mol% or less. This is due to the following reason.
橙色発光層13Cにおいて、スチリル化合物のドープ濃度を高くすると、スペクトルは長波長側にシフトし、色度の良い赤色発光となる。一方、ドープ濃度を低くすると、スペクトルは短波長側にシフトし、発光色は黄色に近づく。スチリル化合物を赤色発光材料として用いる場合には、ホスト材料に対するドープ濃度は30mol%以上とすることが好ましく、これにより発光スペクトルのピーク波長が620nm以上の色度の良い赤色発光層を実現することができる。本実施の形態においては、色度の良好な白色発光を実現するため、青色発光層13Dからの青色発光の補色となる橙色発光が必要である。すなわち、白色発光を得るのに適した橙色発光を得るには、ドープ濃度は少なくとも赤色発光を示す30mol%以下であることが必要であり、さらに、発光スペクトルのピーク波長が590nm以下の好ましい橙色発光を得るためには、10mol%以下とすることが必要である。
In the orange light emitting layer 13C, when the doping concentration of the styryl compound is increased, the spectrum shifts to the longer wavelength side, and red light emission with good chromaticity is obtained. On the other hand, when the dope concentration is lowered, the spectrum shifts to the short wavelength side, and the emission color approaches yellow. When a styryl compound is used as a red light-emitting material, the doping concentration with respect to the host material is preferably 30 mol% or more, thereby realizing a red light-emitting layer with good chromaticity having an emission spectrum peak wavelength of 620 nm or more. it can. In the present embodiment, in order to realize white light emission with good chromaticity, orange light emission that is a complementary color of blue light emission from the blue
また、ホスト材料からの効率的なエネルギー移動を得るためには、ゲスト材料のドープ濃度はある一定以上である必要があり、スチリル化合物のドープ濃度は1mol%以上であることが好ましい。 Further, in order to obtain efficient energy transfer from the host material, the doping concentration of the guest material needs to be a certain level or more, and the doping concentration of the styryl compound is preferably 1 mol% or more.
青色発光層13Dは、青色発光材料、電子輸送性材料、正孔輸送性材料および両電荷輸送性材料のなかから適宜選択して混合したもの、あるいは積層したもので構成される。この青色発光層13Dは、電子輸送性を有していることが好ましい。これにより、電子輸送層12Eから青色発光層13Dに注入された電子の一部は青色発光層13D内で青色発光に寄与し、残りは橙色発光層13Cに輸送されることで橙色発光に寄与する。
The blue light-emitting
青色発光材料としては、例えば、化13で表される9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)を挙げることができる。
As the blue light emitting material, for example, 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene (ADN) represented by
青色発光層13D上の電子輸送層13Eは、電子を効率良く輸送するように設計された層であり、電子輸送性能を向上させるために、複数種の電子輸送材料を混合したもの、あるいは積層したものが好ましい。
The
電子輸送材料としては、8−ヒドロキシキノリンアルミニウム(Alq3 )、8−ヒドロキシメチルキノリンアルミニウム、アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、クリセン、ペリレン、ブタジエン、クマリン、アクリジン、スチルベン、またはこれらの誘導体等が挙げられるが、これらに限られるものではない。 Examples of the electron transport material include 8-hydroxyquinoline aluminum (Alq3), 8-hydroxymethylquinoline aluminum, anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene, chrysene, perylene, butadiene, coumarin, acridine, stilbene, and derivatives thereof. However, it is not limited to these.
電子注入層13Fは、アルカリ金属化合物、あるいはアルカリ土類金属化合物から選択され、例えば、LiF,Li2O,MgF2,MgOにより構成される。
The
第2電極14は、仕事関数の小さな導電材料、例えば、リチウム(Li),マグネシウム(Mg),カルシウム(Ca)などの活性金属と、銀(Ag),アルミニウム(Al),インジウム(Li)などの金属との合金、あるいはこれらを積層したものにより形成される。
The
この有機発光素子は、例えば、次のようにして製造することができる。 This organic light emitting device can be manufactured, for example, as follows.
まず、上述した材料よりなる基板11の上に、例えばスパッタリング法により、上述した厚みおよび材料よりなる第1電極12を形成する。次いで、例えば真空蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる正孔注入層13A,正孔輸送層13B,橙色発光層13C,青色発光層13D,電子輸送層13Eおよび電子注入層13Fを、第1電極12の側から順次成膜する。有機層13を形成したのち、例えば真空蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる第2電極14を形成する。これにより、図1に示した有機発光素子が形成される。
First, the
この有機発光素子では、第1電極12と第2電極14との間に所定の電圧が印加されると、橙色発光層13C,青色発光層13Dにそれぞれ電流が注入され、正孔と電子とが再結合することにより、橙色発光層13Cでは橙色発光、青色発光層13Dでは青色発光が起こり、その混合色の白色光が、第1電極12および基板11を透過して取り出される(ボトムエミッション)。ここでは、橙色発光層13Cに、化14で表されるスチリル化合物からなる赤色発光材料を低濃度でドープするようにしたので、橙色発光を得ることができ、青色発光層13Dの青色発光とあいまって色純度および発光効率の高い白色光を得ることができる。特に、スチリル化合物のホスト材料に対する含有率を10mol%以下とすることにより、発光スペクトルのピーク波長が590nm以下の好ましい橙色発光を得ることができ、より色純度および発光効率の高い白色光を得ることができる。
In this organic light emitting device, when a predetermined voltage is applied between the
このように本実施の形態では、橙色発光層13Cにおけるゲスト材料をスチリル化合物からなる赤色発光材料とすると共に、そのホスト材料に対する含有率を低濃度として、青色と補色関係にある橙色の発光を得るようにしたので、色純度および発光効率を高めることができ、信頼性が向上する。 As described above, in the present embodiment, the guest material in the orange light emitting layer 13C is a red light emitting material made of a styryl compound, and the content of the host material is set to a low concentration to obtain orange light emission complementary to blue. Since it did in this way, color purity and luminous efficiency can be improved and reliability improves.
(第2の実施の形態)
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る所謂トップエミッション型の有機発光素子の構成を表すものである。なお、基本的な構成については第1の実施の形態と同様であるので、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。この有機発光素子では、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dで発生した光を共振器構造を利用して第2電極14の側から取り出すようになっている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 shows a configuration of a so-called top emission type organic light emitting device according to the second embodiment of the present invention. Since the basic configuration is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. In this organic light emitting device, light generated in the orange light emitting layer 13C and the blue
本実施の形態では、第1電極12は、反射層としての機能も兼ねており、できるだけ高い反射率を有するようにすることが発光効率を高める上で望ましい。第1電極12を構成する材料としては、例えば、白金(Pt),金(Au),銀(Ag),クロム(Cr)あるいはタングステン(W)などの金属元素の単体または合金が挙げられる。第1電極12の厚みは100nm以上300nm以下とされることが好ましい。なお、第1電極12は単層構造でもよいし複数の層の積層構造でもよい。
In the present embodiment, the
一方、第2電極14は、例えば、厚みが5nm以上50nm以下であり、アルミニウム(Al),マグネシウム(Mg),カルシウム(Ca),ナトリウム(Na)などの金属元素の単体または合金により構成されている。中でも、マグネシウムと銀との合金(MgAg合金)が好ましい。
On the other hand, the
第2電極14は、また、半透過性反射層としての機能を兼ねている。すなわち、この有機発光素子は、第1電極12の橙色発光層13C側の端面を第1端部P1、第2電極14の青色発光層13D側の端面を第2端部P2とし、有機層13を共振部とする共振器構造を有しており、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dで発生した光を共振させて第2端部P2の側から取り出すようになっている。このような共振器構造により、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dにおいて発生した光が多重干渉を起こし、一種の狭帯域フィルタとして作用することにより、取り出される光のスペクトルの半値幅が減少し、色純度を向上させることができる。また、第2電極14の側から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、有機発光素子における外光の反射率を極めて小さくすることができる。
The
そのためには、共振器の第1端部P1と第2端部P2との間の光学的距離Lは数1を満たすようにし、共振器の共振波長(取り出される光のスペクトルのピーク波長)と、取り出したい光のスペクトルのピーク波長とを一致させることが好ましい。光学的距離Lは、実際には、数1を満たす正の最小値となるように選択することが好ましい。 For this purpose, the optical distance L between the first end P1 and the second end P2 of the resonator is set to satisfy Equation 1, and the resonance wavelength of the resonator (the peak wavelength of the spectrum of the extracted light) and It is preferable to match the peak wavelength of the spectrum of light to be extracted. In practice, the optical distance L is preferably selected so as to be a positive minimum value satisfying Equation 1.
この有機発光素子では、第1電極12と第2電極14との間に所定の電圧が印加され、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dそれぞれで発光すると、各色の光は、第1端部P1と第2端部P2との間で多重反射し、第2電極14を透過して白色光として取り出される(トップエミッション)。本実施の形態においても、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dが第1の実施の形態と同じであるので、色純度および発光効率の高い白色の光が発生する。
In this organic light emitting device, when a predetermined voltage is applied between the
このように本実施の形態では、共振器構造を設け、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dにおいて発生した光を第1端部P1と第2端部P2との間で共振させるようにしたので、発生した光を多重干渉させ、一種の狭帯域フィルタとして作用させることができる。従って、取り出す光のスペクトルの半値幅を減少させることができ、色純度を向上させることができる。更に、第2電極14の側から入射した外光についても多重干渉により減衰させることができ、有機発光素子における外光の反射率を極めて小さくすることができる。よって、コントラストをより向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the resonator structure is provided so that the light generated in the orange light emitting layer 13C and the blue
(第3の実施の形態)
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る有機発光素子の構成を表すものである。この有機発光素子は、第1電極12が、基板11の側から、密着層12A、反射層12Bおよびバリア層12Cがこの順に積層された構造を有しており、反射層12Bとバリア層12Cとの界面が共振器の第1端部P1となっていることを除いては、第2の実施の形態で説明した有機発光素子と同一である。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 3 shows a configuration of an organic light emitting device according to the third embodiment of the present invention. In this organic light emitting device, the
密着層12Aは、反射層12Bが基板11から剥離するのを防止するものであり、例えば、厚みが5nm以上50nm以下、本実施の形態では例えば20nmであり、インジウム(In)とスズ(Sn)と酸素(O)とを含む化合物(ITO;Indium Tin Oxide)により構成されている。
The
反射層12Bは、発光層で発生した光を反射させるものであり、例えば、厚みが50nm以上200nm以下、本実施の形態では例えば200nmであり、光の吸収損失を小さくして反射率を高めるため、銀(Ag)または銀を含む合金により構成されている。
The
バリア層12Cは、その厚みを変えることにより第1端部P1と第2端部P2との間の光学的距離Lを調整するためのものである。また、バリア層12Cは、反射層12Bを構成する銀あるいは銀を含む合金が空気中の酸素あるいは硫黄成分と反応することを防止すると共に、反射層12Bを形成した後の製造工程においても反射層12Bがダメージを受けることを緩和する保護膜としての機能を有している。バリア層12Cは、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dにおいて発生した光に対して透明な材料、例えばITOにより構成され、その厚みは、有機発光素子における第1端部P1と第2端部P2との間の光学的距離Lに応じて設定される。
The barrier layer 12C is for adjusting the optical distance L between the first end P1 and the second end P2 by changing the thickness thereof. The barrier layer 12C prevents the silver or silver-containing alloy constituting the
この有機発光素子は、例えば次のようにして製造することができる。 This organic light emitting device can be manufactured, for example, as follows.
まず、上述した材料よりなる基板11に、例えば直流スパッタリング法により、上述した厚みおよび材料よりなる密着層12A、反射層12Bおよびバリア層12Cを順に形成したのち、例えばリソグラフィ技術を用いて、バリア層12C、反射層12Bおよび密着層12Aをエッチングする。これにより、第1電極12が形成される。続いて、有機層13および第2電極14を順に形成する。これにより、図3に示した有機発光素子が形成される。
First, the
この有機発光素子の作用効果は第2の実施の形態と同様であるので、その説明は省略する。 Since the effect of this organic light emitting element is the same as that of the second embodiment, the description thereof is omitted.
(第4の実施の形態)
図4は、本発明の第4の実施の形態に係る表示装置の構成を表している。本実施の形態は、上記有機発光素子から発光した白色光をR(赤色),G(緑色)およびB(青色)の3色光に変調してカラー表示を行う表示装置として構成したものである。この表示装置は、基板11の上に、図示しないTFT(Thin Film Transistor;薄膜トランジスタ)などの駆動素子および平坦化膜を介して、図3で示した有機発光素子がマトリクス状に設けられたものである。有機発光素子はR(赤色),G(緑色),B(青色)に対応する素子ごとに、絶縁膜15により互いに分離されている。基板11の有機発光素子が設けられた側には、有機発光素子で発生した光(白色光)に対して透明なガラスなどの材料よりなる対向基板20が配置されている。この対向基板20には、カラーフィルタ21R,21G,21Bおよびブラックマトリクスとしての反射光吸収膜22が設けられている。
(Fourth embodiment)
FIG. 4 shows a configuration of a display device according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, white light emitted from the organic light emitting element is modulated into three color lights of R (red), G (green), and B (blue) to perform color display. In this display device, the organic light-emitting elements shown in FIG. 3 are provided in a matrix on a
なお、本実施の形態では、第1電極12は素子各々に対応して形成され、有機層13および第2電極14はすべての有機発光素子に共通に形成されており、有機層13の厚みはすべての素子で等しくなっている。
In the present embodiment, the
第1電極12のバリア層12Cは、有機発光素子の発光色に応じて厚みdR,dG,dBが調整されている。これにより、有機層13の厚みがすべての有機発光素子で等しくても、各有機発光素子から取り出したい光のスペクトルのピーク波長λに応じて第1端部P1と第2端部P2との間の光学的距離LR,LG,LBが調整され、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dで発生した白色光のうち目的とする赤、緑あるいは青の波長域における光が第2電極14側から取り出されるようになっている。
The barrier layer 12C of the
絶縁膜15は、第1電極12と第2電極14との絶縁性を確保すると共に、有機発光素子における発光領域の形状を正確に所望の形状とするためのものである。絶縁膜15は、例えば、厚みが600nm程度であり、二酸化ケイ素(SiO2 )などの絶縁材料により構成されている。この絶縁膜15には、発光領域に対応して開口部15Aが設けられている。
The insulating
この表示装置は、例えば次のようにして製造することができる。 This display device can be manufactured, for example, as follows.
まず、上述した材料よりなる対向基板20の上に、上述した材料よりなる反射光吸収膜22を成膜し、図4のような形状にパターニングする。次いで、対向基板20の上に、赤色フィルタ21Rの材料をスピンコートなどにより塗布し、フォトリソグラフィ技術によりパターニングして焼成することにより赤色フィルタ21Rを形成する。続いて、赤色フィルタ21Rと同様にして、青色フィルタ21Bおよび緑色フィルタ21Gを順次形成する。
First, the reflected
また、上述した材料よりなる基板11に、第3の実施の形態と同様にして、第1電極12を形成する。その際、バリア層12Cの厚みを、例えばエッチングにより、第1端部P1と第2端部P2との間の光学的距離Lに応じて調整するようにする。次いで、第1電極12の間に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition ;化学的気相成長)法により絶縁膜15を上述した厚みで成膜し、例えばリソグラフィー技術を用いて発光領域に対応する部分を選択的に除去して開口部15Aを形成する。
Further, the
続いて、例えば真空蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる正孔注入層13A,正孔輸送層13B,橙色発光層13C,青色発光層13D,電子輸送層13Eおよび電子注入層13Fを、第1電極12の側からこの順に成膜し、有機層13を形成する。この有機層13は基板11のほぼ全面に形成する。有機層13を形成したのち、例えば蒸着法により、上述した厚みおよび材料よりなる第2電極14を形成する。その際も、第2電極14を、基板11のほぼ全面に形成する。そののち、基板11と対向基板20とを対向配置して、例えば図示しない接着層により封止する。これにより、図4に示した表示装置が完成する。
Subsequently, the
この表示装置では、橙色発光層13Cおよび青色発光層13Dで発生した白色光は、第1端部P1と第2端部P2との間の光学的距離Lに応じてそれぞれ目的とする赤、緑あるいは青の波長域に変調され、各色の光のみが第1端部P1と第2端部P2との間で多重反射し、第2電極14,更にカラーフィルタ21R,21G,21Bおよび対向基板20を透過して取り出される。ここでは、上記実施の形態で説明した橙色発光層13Cを備えているので、発光効率が高くなると共に、赤,青,緑の色純度が高くなる。
In this display device, white light generated in the orange light-emitting layer 13C and the blue light-emitting
このように本実施の形態の表示装置では、色純度の高い赤、緑あるいは青の波長域における光によってカラー表示が可能になる。 As described above, in the display device of this embodiment, color display can be performed by light in the wavelength range of red, green, or blue with high color purity.
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。 Further, specific embodiments of the present invention will be described in detail.
(実施例1〜14)
第1の実施の形態の橙色発光層および青色発光層を備えた有機発光素子を作製した。その際、橙色発光層13Cのホスト材料を、化12で表されるαーナフチルフェニルジアミン(αーNPD)とし、表1に示したスチリル化合物(化25〜化38)をゲスト材料としてドープした。図5に発光スペクトルの一例を示す。
An organic light emitting device provided with the orange light emitting layer and the blue light emitting layer of the first embodiment was produced. At that time, the host material of the orange light emitting layer 13C was α-naphthylphenyldiamine (α-NPD) represented by
(実施例15〜28)
第1の実施の形態と同様にして橙色発光層および青色発光層を備えた有機発光素子を作製した。その際、化12で表されるαーナフチルフェニルジアミン(αーNPD)と化13のADNを4:1の割合で混合したものを橙色発光層13Cのホスト材料とし、表2に示したスチリル化合物(化25〜化38)をゲスト材料としてドープした。図6に発光スペクトルの一例を示す。
An organic light emitting device having an orange light emitting layer and a blue light emitting layer was produced in the same manner as in the first embodiment. At that time, a mixture of α-naphthylphenyldiamine (α-NPD) represented by
いずれの実施例においても、CIE色度(0.28,0.32)の良好な白色発光を得ることができた。 In any of the examples, good white light emission with CIE chromaticity (0.28, 0.32) could be obtained.
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および上記実施例に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態および上記実施例における橙色発光層13C以外の各層の材料および厚み、または成膜方法および成膜条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の成膜方法および成膜条件としてもよい。 Although the present invention has been described with the embodiment and the examples, the present invention is not limited to the beauty on SL embodiment Oyo the above embodiment, and various modifications may be made. For example, the material and thickness of each layer other than the orange light-emitting layer 13C in the above embodiment and the examples, or the film forming method and film forming conditions are not limited, and may be other materials and thicknesses, or Other film forming methods and film forming conditions may be used.
また、上記第4の実施の形態では共振器構造を採用したが、この共振器構造を省略し、カラーフィルタ21R,21G,21Bのみによってカラー表示を行うようにしてもよい。
In the fourth embodiment, the resonator structure is adopted. However, the resonator structure may be omitted, and color display may be performed using only the
加えてまた、例えば、上記第3,4の実施の形態において、密着層12Aおよびバリア層12Cの材料は、上述したITOに限定されず、例えば、インジウム(In),スズ(Sn)および亜鉛(Zn)からなる群のうちの少なくとも1種の元素を含む金属化合物または導電性酸化物、具体的には、ITO,IZO,酸化インジウム(In2 O3 ),酸化スズ(SnO2 )および酸化亜鉛(ZnO)からなる群のうちの少なくとも1種でもよい。また、密着層12Aの材料は、必ずしも透明である必要はない。
In addition, for example, in the third and fourth embodiments, the material of the
更にまた、例えば、上記実施の形態では、第1電極12を陽極、第2電極14を陰極とする場合について説明したが、陽極および陰極を逆にして、第1電極12を陰極、第2電極14を陽極としてもよい。
Furthermore, for example, in the above embodiment, the case where the
11…基板、12…第1電極、12A…密着層、12B…反射層、12C…バリア層、13…有機層、13A…正孔注入層、13B…正孔輸送層、13C…橙色発光層、13D…青色発光層、13E…電子輸送層、13F…電子注入層、14…第2電極、15…絶縁膜、15A…開口部、20…対向基板、21R…赤色フィルタ、21G…緑色フィルタ、21B…青色フィルタ、22…反射光吸収膜、P1…第1端部、P2…第2端部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記橙色発光層は、
化1で表される9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)、または化1に示した9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)と正孔輸送材料との混合物からなるホスト材料と、化2で表されるスチリル化合物からなるゲスト材料とを含有する
有機発光素子。
The orange light emitting layer is
9,10-di- (2-naphthyl) anthracene (ADN) represented by Chemical Formula 1, or 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene (ADN) represented by Chemical Formula 1 and a hole transport material An organic light-emitting device comprising a host material composed of a mixture and a guest material composed of a styryl compound represented by Chemical Formula 2 .
請求項1記載の有機発光素子。 The organic light emitting element according to claim 1, wherein a content rate of the guest material in the orange light emitting layer with respect to the host material is 10 mol% or less.
請求項1記載の有機発光素子。
請求項1記載の有機発光素子。
前記有機発光素子の橙色発光層は、
化14で表される9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)、または化14に示した9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン(ADN)と正孔輸送材料との混合物からなるホスト材料と、化15で表されるスチリル化合物からなるゲスト材料とを含有する
表示装置。
The orange light emitting layer of the organic light emitting element is
9,10-di- (2-naphthyl) anthracene (ADN) represented by Chemical formula 14 or 9,10-di- (2-naphthyl) anthracene (ADN) represented by Chemical formula 14 and a hole transport material A display device comprising: a host material made of a mixture; and a guest material made of a styryl compound represented by Chemical formula 15 .
請求項5記載の表示装置。 The display device according to claim 5 , wherein a content rate of the guest material in the orange light emitting layer with respect to the host material is 10 mol% or less.
請求項5記載の表示装置。 The display device according to claim 5, further comprising a color filter that transmits light generated in the organic layer.
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