JP2007273902A - Organic led element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機LED(Light−Emitting Diode)素子に関する。 The present invention relates to an organic LED (Light-Emitting Diode) element.
有機LED素子は、有機EL(Electro Luminescence)素子とも呼ばれ、有機物中に注入された電子と正孔が再結合して生じた励起子によって発光が起こる現象を利用した素子である。 The organic LED element is also referred to as an organic EL (Electro Luminescence) element, and is an element that utilizes a phenomenon in which light is emitted by excitons generated by recombination of electrons and holes injected into an organic substance.
近年では、この有機LED素子を用いたディスプレイの開発が盛んに行われている。これは、有機LEDディスプレイが、液晶ディスプレイに比較して、広い視野角、速い応答速度および高いコントラストなどを有することによるものである。 In recent years, displays using this organic LED element have been actively developed. This is because the organic LED display has a wide viewing angle, a fast response speed, a high contrast, and the like as compared with the liquid crystal display.
一般に、有機LED素子は、透明導電膜と金属電極の間に有機膜が挟持された構造を有し、素子の内部で発光した光は、透明電極を介して素子の外部に取り出される。ここで、発光光は、素子の内部で全方位に等しい強度で放射される。すなわち、素子の前方に放射される光と等しい強度の光が、素子の背面方向にも放射される。したがって、外部に取り出す光の量を高めるには、背面に放射された光を前方に反射させ、効率よくこれを取り出すことが必要となる。 In general, an organic LED element has a structure in which an organic film is sandwiched between a transparent conductive film and a metal electrode, and light emitted inside the element is extracted outside the element through the transparent electrode. Here, the emitted light is emitted with an intensity equal to all directions inside the element. That is, light having the same intensity as the light emitted in front of the element is also emitted in the direction of the back surface of the element. Therefore, in order to increase the amount of light extracted to the outside, it is necessary to reflect the light radiated on the back surface forward and to extract it efficiently.
しかし、素子の前方に直接向かう光と、反射して前方に戻ってくる光とは、互いに干渉し合う。また、各層を構成する部材の間には屈折率差があるために、界面においても光の反射が起こる。このことを、図21を用いて説明する。 However, the light traveling directly in front of the element and the light reflected back to the front interfere with each other. In addition, since there is a difference in refractive index between members constituting each layer, light is reflected also at the interface. This will be described with reference to FIG.
図21は、有機LED表示装置の断面模式図である。図に示すように、有機LED表示装置91は、ガラス基板92の上に、陽極であるITO(Indium Tin Oxide)93と、有機膜94と、陰極であるアルミニウム膜95とが、この順に積層された有機LED素子96を有する。ここで、ガラス基板92の屈折率は1.55程度、有機膜94の屈折率は1.8程度、ITO93の屈折率は1.9程度である。
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of an organic LED display device. As shown in the figure, an organic
また、有機LED表示装置91には、ガラス基板92の上に、有機LED素子96を封止する封止部材97が設けられている。尚、図21において、符号98は、有機LED素子96に駆動電圧を印加する電源を模式的に示したものである。
The
有機LED素子96に電圧を印加すると、陰極からは電子が、陽極からは正孔がそれぞれキャリアとして注入される。これらのキャリアは有機膜94の内部で再結合し、これにより発生した励起子によって発光が起こる。
When a voltage is applied to the organic LED element 96, electrons are injected as carriers from the cathode and holes are injected from the anode, respectively. These carriers are recombined inside the
発光領域から放射された光には、有機LED表示装置91の前方(図の下方向)に向かう光99の他に、一旦背面方向(図の上方向)に向かった後、アルミニウム膜95で反射されてから前方に向かう光100もある。
The light emitted from the light emitting region is reflected by the
また、ガラス基板92とITO93との界面には、大きな屈折率段差があるために、前方に向かった後に、ガラス基板92で反射されて背面方向に向かい、さらに、アルミニウム膜95で反射されて再び前方に向かう光101もある。
In addition, since there is a large refractive index step at the interface between the
同様に、背面方向に向かった後に、アルミニウム膜95、ガラス基板92、アルミニウム膜95の順で反射される光102もある。
Similarly, there is also
これらの光(99,100,101,102)は互いに干渉し合うので、色度が視野角に依存して変化してしまうという問題があった。 Since these lights (99, 100, 101, 102) interfere with each other, there is a problem that the chromaticity changes depending on the viewing angle.
こうした問題に対しては、従来より、有機LED素子を構成する各膜の膜厚について、前方放射光と背面放射光の反射光との位相差が、光学干渉の強め合いの条件を満たすように最適化することが行われている(例えば、非特許文献1参照。)。 Conventionally, for such problems, the phase difference between the reflected light of the front radiated light and the back radiated light satisfies the conditions for strengthening optical interference with respect to the film thickness of each film constituting the organic LED element. Optimization is performed (for example, refer nonpatent literature 1).
例えば、発光領域から陰極反射面までの光学的距離をL1、陽極側反射面までの距離をL2とすると、波長λの光に対する干渉の強め合いの条件は、
L1={(2m+1)/4}λ
L2={(m+1)/2}λ
(但し、m=0,1,・・・)
となる。したがって、光学的干渉の影響を受ける発光スペクトルや、外部量子効率が最適となるL2を求め、L2を構成する有機膜(正孔注入層や正孔輸送層)とITOとの膜厚バランスを調整することによって、有機LED素子の外部に取り出される光を大きくすることができる。
For example, when the optical distance from the light emitting region to the cathode reflecting surface is L 1 and the distance from the anode reflecting surface is L 2 , the conditions for strengthening interference with light of wavelength λ are as follows:
L 1 = {(2m + 1) / 4} λ
L 2 = {(m + 1) / 2} λ
(However, m = 0, 1, ...)
It becomes. Therefore, the emission spectrum affected by the optical interference and L 2 where the external quantum efficiency is optimal are obtained, and the film thickness balance between the organic film (hole injection layer and hole transport layer) constituting the L 2 and ITO. By adjusting, the light extracted outside the organic LED element can be increased.
しかしながら、光学干渉の強め合いの条件を満たすように膜厚を最適化する方法では、各膜について屈折率に応じた膜厚の厳密な制御が必要となる。一方、色度の視野角依存性に対する要求は高まる傾向にあり、これを膜厚の最適化のみによって対処するのには限界があった。 However, in the method of optimizing the film thickness so as to satisfy the conditions for strengthening optical interference, it is necessary to strictly control the film thickness according to the refractive index for each film. On the other hand, the demand for viewing angle dependency of chromaticity tends to increase, and there is a limit to deal with this by only optimizing the film thickness.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の目的は、簡易な方法によって視野角による色度変化の低減が図られた有機LED素子を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems. That is, an object of the present invention is to provide an organic LED element in which a chromaticity change due to a viewing angle is reduced by a simple method.
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。 Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.
本発明は、基板の上に形成された陽極と、
前記陽極の上に形成されて、少なくとも発光層を含む有機層と、
前記有機層の上に形成された陰極とを備えた有機LED素子において、
1つの画素内に、前記基板から前記陰極までの距離が異なる部分が所定の面積比で設けられており、
前記距離は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていることを特徴とするものである。
The present invention comprises an anode formed on a substrate;
An organic layer formed on the anode and including at least a light emitting layer;
In an organic LED element comprising a cathode formed on the organic layer,
In one pixel, portions having different distances from the substrate to the cathode are provided at a predetermined area ratio,
The distance is a value that cancels out chromaticity changes due to viewing angles.
本発明においては、前記陽極はITOであって、
1つの画素内に、前記ITOの膜厚がT1である第1の部分と、前記ITOの膜厚がT2である第2の部分とを有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とは所定の面積比で設けられていて、
前記T1と前記T2の値は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっているものとすることができる。
この場合、前記第1の部分と前記第2の部分との段差部分は、なだらかな形状であることが好ましい。
あるいは、前記第1の部分と前記第2の部分との段差部分には、順テーパ形状の絶縁膜が形成されていることが好ましい。
In the present invention, the anode is ITO,
In one pixel has a first portion the thickness of the ITO is T 1, the thickness of the ITO is a second section which is T 2,
The first part and the second part are provided in a predetermined area ratio,
The values of T 1 and T 2 may be values that cancel out chromaticity changes due to viewing angles.
In this case, the step portion between the first portion and the second portion is preferably a gentle shape.
Alternatively, it is preferable that a forward taper-shaped insulating film is formed at a step portion between the first portion and the second portion.
本発明においては、前記陽極は、前記発光層からの光を透過する材料からなり、
前記基板の上の所定箇所には、前記陽極に被覆されるようにして前記陽極と屈折率の近い透明膜が設けられていて、
前記透明膜と前記陽極の積層部分と前記陽極のみからなる単層部分とは、所定の面積比で設けられており、
前記積層部分の膜厚T3と前記単層部分の膜厚T4の値は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっているものとすることができる。
In the present invention, the anode is made of a material that transmits light from the light emitting layer,
At a predetermined location on the substrate, a transparent film having a refractive index close to that of the anode is provided so as to be covered with the anode,
The transparent film, the laminated portion of the anode and the single layer portion consisting only of the anode are provided in a predetermined area ratio,
The film thickness T 3 of the laminated portion and the film thickness T 4 of the single layer portion may be values that cancel each other out chromaticity changes due to viewing angles.
本発明においては、1つの画素内に、前記有機層の膜厚がT5である第1の部分と、前記有機層の膜厚がT6である第2の部分とを有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とは所定の面積比で設けられていて、
前記T5と前記T6の値は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっているものとすることができる。
In the present invention, in one pixel has a first portion the thickness of the organic layer is a T 5, the film thickness of the organic layer and a second portion which is T 6,
The first part and the second part are provided in a predetermined area ratio,
Wherein T 5 and the value of the T 6 can be assumed that a value cancel each other chromaticity change due to viewing angle.
本発明によれば、1つの画素内に、基板から陰極までの距離が異なる部分が所定の面積比で設けられており、この距離は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっているので、視野角による色度変化の小さい有機LED素子を得ることができる。 According to the present invention, portions having different distances from the substrate to the cathode are provided in one pixel at a predetermined area ratio, and this distance is a value that cancels out chromaticity changes due to viewing angles. Therefore, an organic LED element having a small change in chromaticity depending on the viewing angle can be obtained.
以下の記載では、有機層から発光される光が白色光である場合を例に述べる。一般に、白色光における色度変化が、観察者に最も敏感に認識されるからである。 In the following description, the case where the light emitted from the organic layer is white light will be described as an example. This is because the chromaticity change in white light is generally recognized most sensitively by the observer.
図1〜図6は、ITOの膜厚が130nm、140nm、150nm、160nm、170nmおよび180nmである場合について、色度の視野角依存性を示したものである。尚、有機層の膜厚は、いずれも142nmである。また、視野角は、パネルの法線方向に対して、0度、30度、45度および60度と変化させている。 1 to 6 show the viewing angle dependence of chromaticity when the ITO film thickness is 130 nm, 140 nm, 150 nm, 160 nm, 170 nm, and 180 nm. The organic layer has a thickness of 142 nm in all cases. The viewing angle is changed to 0 degrees, 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees with respect to the normal direction of the panel.
尚、図1〜図6における色度変化は、シミュレーションによって求めたものであり、変調スペクトルから発光スペクトルを求めることによって得られる。シミュレーションの具体的方法について、図21を用いて説明する。 The chromaticity change in FIGS. 1 to 6 is obtained by simulation, and is obtained by obtaining an emission spectrum from a modulation spectrum. A specific method of simulation will be described with reference to FIG.
変調スペクトルは、次のようにして求めた。 The modulation spectrum was obtained as follows.
図21で、アルミニウム膜での反射は2回までとし、3回以上の反射は無視して光99,100,101,102の間の干渉のみを考えた。また、ガラス基板92の裏面での反射は考慮しないこととした。
In FIG. 21, only the interference between the
上記の4種の光(99,100,101,102)の内の1種の光について考えたとき、波長λにおける光の透過強度は、I0(λ)を元スペクトル強度、niをi番目の透過層の屈折率、njをj番目の透過層の屈折率とすると、
I0(λ)Π{1−(ni−nj)2/(ni+nj)2} (1)
で表される。
When considering the one light of the above four kinds of light (99,100,101,102), the transmitted intensity of the light at the wavelength lambda is, I 0 (lambda) of the original spectral intensity, a n i i If the refractive index of the th transmissive layer, n j is the refractive index of the j th transmissive layer,
I 0 (λ) Π {1- (n i −n j ) 2 / (n i + n j ) 2 } (1)
It is represented by
また、この光の位相は、波長λにおいて、
exp{Σ2π(nd/λ)} (2)
で表される。但し、nは透過層の屈折率、dは透過層の膜厚である。
In addition, the phase of this light is
exp {Σ2π (nd / λ)} (2)
It is represented by Here, n is the refractive index of the transmission layer, and d is the thickness of the transmission layer.
式(1)および式(2)を用い、4種の光のそれぞれについて各波長ごとの透過強度と位相を算出し、これらのベクトル和をI(λ)とすると、変調スペクトルは{I(λ)/I0(λ)}によって得られる。 Using equations (1) and (2), the transmission intensity and phase for each wavelength are calculated for each of the four types of light, and the sum of these vectors is I (λ), the modulation spectrum is {I (λ ) / I 0 (λ)}.
次に、発光スペクトルは、図21で光99のみが外部に取り出されたと仮定したときのスペクトル(元スペクトル)に、対応する膜厚の変調スペクトルを乗じることによって得られる。尚、元スペクトルは、色度に影響を与える4種の光(99,100,101,102)を重ね合わせた合成波の発光スペクトルを、観察者が実際にディスプレイを見たときの発光スペクトルに等しいと近似し、これを対応する変調スペクトルで割ることによって得た。 Next, the emission spectrum is obtained by multiplying the spectrum (original spectrum) when it is assumed that only the light 99 is extracted to the outside in FIG. 21 by the modulation spectrum of the corresponding film thickness. Note that the original spectrum is the emission spectrum of the combined wave obtained by superimposing the four types of light (99, 100, 101, 102) that affect the chromaticity, and the emission spectrum when the observer actually looks at the display. Approximate equal and obtained by dividing by the corresponding modulation spectrum.
上記の計算手法によって、ITOの膜厚ごとに正面から観察した発光スペクトルを計算することができる。ITOの膜厚を変化させると、発光色は、色度座標上で楕円の一部に類似した曲線を描く。そして、ITOの膜厚を厚くすると、色度座標は、楕円上を時計回りに移動するような挙動を示す。
一方、観察方向を正面(視野角0度)から傾けていくと、発光色の色度座標は、あたかもITOの膜厚が薄くなったかのように、上記楕円上を反時計回りに移動することが実測から判明している。
そこで、観察角度を変えたときの発光スペクトルのシミュレーションは、観察角度に応じて、ITOの膜厚が薄くなったときの正面観察における発光スペクトルの計算結果を用いることとした。観察角度がθであるときに、有機膜とITO膜の膜厚の合計がcosθ倍に減少するとし、その減少分をITOの膜厚の減少として計算すると、得られた値は実測による結果とよく合うことがわかった。但し、ここでθは、ガラス基板からITO膜を見たときの観察角度である。ガラス基板と空気の界面では、スネルの法則にしたがって光の屈折が起こるので、θは、実際のディスプレイを観察する角度より小さくなる。例えば、視野角30度のときθは19.5度となり、視野角45度のときθは28.1度となり、視野角60度のときθは35.3度となる。
このようにして計算した視野角による色度変化を図1〜図6に示す。
図1〜図6を用いて、膜厚が厚くなった場合や視野角が大きくなった場合について、さらに説明する。
図1において、視野角が0度、30度、45度および60度であるときの色度座標は、それぞれ(0.301,0.316)、(0.318,0.326)、(0.334,0.344)および(0.351,0.370)となり、視野角0度を原点とすると、視野角が大きくなるにつれて、色度座標は反時計回りに移動している。この移動方向は、各ITOの膜厚において同様である。例えば、図6の各視野角における色度座標を示すと、0度の場合は(0.300,0.367)、60度の場合は(0.310,0.320)となる。
また、ITOの各膜厚が変わったときに色度座標がどのように移動するかを、各膜厚の視野角0度の値で示すと、膜厚が130nm、140nm、150nm、160nm、170nmおよび180nmであるときの色度座標は、それぞれ(0.310,0.316)、(0.294,0.319)、(0.291,0.328)、(0.292,0.341)、(0.296,0.354)および(0.300,0.367)となり、ITOの膜厚が厚くなるにつれて、視野角0度の色度座標は時計回りに移動することがわかる。
With the above calculation method, the emission spectrum observed from the front can be calculated for each film thickness of ITO. When the ITO film thickness is changed, the emission color draws a curve similar to a part of an ellipse on the chromaticity coordinates. When the ITO film thickness is increased, the chromaticity coordinates behave in such a manner as to move clockwise on the ellipse.
On the other hand, when the observation direction is tilted from the front (viewing angle 0 degree), the chromaticity coordinates of the emission color may move counterclockwise on the ellipse as if the film thickness of ITO is thin. It is found from actual measurements.
Therefore, in the simulation of the emission spectrum when the observation angle is changed, the calculation result of the emission spectrum in the front observation when the ITO film thickness is reduced is used according to the observation angle. When the observation angle is θ, the total film thickness of the organic film and the ITO film is reduced by a factor of cos θ, and when the decrease is calculated as a decrease in the ITO film thickness, the obtained value is the result of actual measurement. I found that it fits well. Here, θ is an observation angle when the ITO film is viewed from the glass substrate. Since light refraction occurs at the interface between the glass substrate and air according to Snell's law, θ is smaller than the angle at which the actual display is observed. For example, θ is 19.5 degrees when the viewing angle is 30 degrees, θ is 28.1 degrees when the viewing angle is 45 degrees, and θ is 35.3 degrees when the viewing angle is 60 degrees.
Changes in chromaticity depending on the viewing angle calculated in this way are shown in FIGS.
The case where the film thickness is increased and the viewing angle is increased will be further described with reference to FIGS.
In FIG. 1, the chromaticity coordinates when the viewing angles are 0 degree, 30 degrees, 45 degrees and 60 degrees are (0.301, 0.316), (0.318, 0.326) and (0, respectively). .334, 0.344) and (0.351, 0.370), where the origin is a viewing angle of 0 degrees, the chromaticity coordinates move counterclockwise as the viewing angle increases. This moving direction is the same in the film thickness of each ITO. For example, the chromaticity coordinates at each viewing angle in FIG. 6 are (0.300, 0.367) for 0 degrees and (0.310, 0.320) for 60 degrees.
Further, how the chromaticity coordinates move when each film thickness of ITO changes is indicated by a value of a viewing angle of 0 degrees for each film thickness, the film thicknesses are 130 nm, 140 nm, 150 nm, 160 nm, and 170 nm. And chromaticity coordinates at 180 nm are (0.310, 0.316), (0.294, 0.319), (0.291, 0.328), (0.292, 0.341), respectively. ), (0.296, 0.354), and (0.300, 0.367), and it can be seen that the chromaticity coordinates at a viewing angle of 0 degrees move clockwise as the ITO film thickness increases.
図1〜図6を比較すると、ITOの膜厚が160nmであるときに、視野角による色度変化が最も小さくなる(図4)。そして、ITOの膜厚を160nmより薄くすると、上記の曲線は楕円上を反時計回りに移動する(図1〜図3)。一方、ITOの膜厚を160nmより厚くすると、上記の曲線は楕円上を時計回りに移動する(図5〜図6)。このように、基準値から膜厚を薄くする場合と厚くする場合とでは、色度の変化する方向が正反対となる。 Comparing FIGS. 1 to 6, when the ITO film thickness is 160 nm, the chromaticity change due to the viewing angle becomes the smallest (FIG. 4). When the thickness of ITO is made thinner than 160 nm, the above curve moves counterclockwise on the ellipse (FIGS. 1 to 3). On the other hand, when the film thickness of ITO is thicker than 160 nm, the above curve moves clockwise on the ellipse (FIGS. 5 to 6). As described above, the direction in which the chromaticity changes is opposite between the case where the film thickness is reduced from the reference value and the case where the film thickness is increased.
以上のことから、本発明者は、色度変化を互いに打ち消し合うような膜厚のITOを組み合わせて用いることにより、視野角による色度の変化を抑制できると考え、本発明に至った。 From the above, the present inventor has thought that the change in chromaticity due to the viewing angle can be suppressed by using a combination of ITO having a film thickness that cancels the change in chromaticity.
図7は、ITOの膜厚が130nmである部分と、ITOの膜厚が180nmである部分とが、面積比にして4:6の割合で設けられた有機LED素子の視野角による色度変化を示したものである。色度の視野角依存性は、図1〜図6と同様のシミュレーションによって求めた。尚、比較のために、膜厚が130nmであるITOのみを用いた場合と、膜厚が180nmであるITOのみを用いた場合についても示している。 FIG. 7 shows the change in chromaticity depending on the viewing angle of the organic LED element in which the ITO film thickness is 130 nm and the ITO film thickness is 180 nm in a ratio of 4: 6. Is shown. The viewing angle dependence of chromaticity was determined by the same simulation as in FIGS. For comparison, a case where only ITO having a film thickness of 130 nm is used and a case where only ITO having a film thickness of 180 nm is used are also shown.
図7に示すように、膜厚の異なるITOを用いた場合の各視野角における色度は、ITOの膜厚が130nmである場合の対応する視野角における色度と、ITOの膜厚が180nmである場合の対応する視野角における色度との平均値となっている。したがって、膜厚の異なるITOを組み合わせて用いることにより、単一の膜厚のITOのみを用いた場合に比較して、視野角による色度変化を小さくできることが分かる。 As shown in FIG. 7, the chromaticity at each viewing angle when using ITO with different film thicknesses is the chromaticity at the corresponding viewing angle when the ITO film thickness is 130 nm and the ITO film thickness is 180 nm. Is the average value with the chromaticity at the corresponding viewing angle. Therefore, it can be seen that by using a combination of ITO having different film thicknesses, the change in chromaticity depending on the viewing angle can be reduced as compared to the case of using only a single film thickness of ITO.
図8〜図12は、ITOの膜厚が130nmである部分と、ITOの膜厚が180nmである部分との面積比を変えたときの視野角による色度変化を示したものである。色度の視野角依存性は、図1〜図6と同様のシミュレーションによって求めた。尚、有機層の膜厚は、いずれも142nmである。また、視野角は、パネルの法線方向に対して、0度、30度、45度および60度と変化させている。 8 to 12 show changes in chromaticity depending on the viewing angle when the area ratio between the portion where the ITO film thickness is 130 nm and the portion where the ITO film thickness is 180 nm is changed. The viewing angle dependence of chromaticity was determined by the same simulation as in FIGS. The organic layer has a thickness of 142 nm in all cases. The viewing angle is changed to 0 degrees, 30 degrees, 45 degrees, and 60 degrees with respect to the normal direction of the panel.
図8〜図12より、面積比を変えることによって、視野角による色度変化をさらに小さくできることが分かる。尚、これらの図を比較すると、面積比を4:6〜5:5とした場合が色度変化を最も小さくすることができる。この例のように、面積比は、概ね等分程度とすることが好ましいが、素子の構成やパターンなどに応じて最適な面積比を設定することがより好ましい。 8 to 12, it can be seen that the chromaticity change due to the viewing angle can be further reduced by changing the area ratio. When these figures are compared, the change in chromaticity can be minimized when the area ratio is set to 4: 6 to 5: 5. As in this example, the area ratio is preferably approximately equal, but it is more preferable to set an optimal area ratio according to the element configuration, pattern, and the like.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に述べる。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
実施の形態1.
本実施の形態では、1つの画素内、すなわち、1つの有機LED素子について2種類の膜厚のITOを用いる。膜厚は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合うような値に設定する。そして、膜厚の厚いITOの部分が、平面で見て円形を呈し、それ以外の部分が膜厚の薄いITOからなるようにする。但し、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、膜厚の薄いITOの部分が、平面で見て円形を呈し、それ以外の部分が膜厚の厚いITOからなるようにしてもよい。
In the present embodiment, two types of ITO are used in one pixel, that is, one organic LED element. The film thickness is set to a value that cancels out chromaticity changes due to viewing angles. The thick ITO portion is circular when viewed in plan, and the other portions are made of thin ITO. However, the present invention is not limited to this. For example, the thin ITO part may be circular when viewed in plan, and the other part may be made of thick ITO.
図13は、本実施の形態における有機LED素子の平面図である。尚、ITOの形状を説明するために、有機層および陰極については省略している。 FIG. 13 is a plan view of the organic LED element in the present embodiment. In order to describe the shape of ITO, the organic layer and the cathode are omitted.
図14は、図13のA−A′線に沿う断面図である。また、図15は、図13のB−B′線に沿う断面図である。 14 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
図14および図15に示すように、ガラス基板1の上には、陽極としてのITO2、有機層3および陰極4が形成されており、これらによって有機LED素子5が構成される。また、各有機LED素子5の間のガラス基板1の上には、断面が順テーパ形状である絶縁膜6が形成されている。さらに、ITO2のパターンに対して直交する方向の絶縁膜6の上には、断面が逆テーパ形状である隔壁7が形成されている。ここで、絶縁膜6は、ITO2と陰極4との短絡を防ぐ目的で設けられる。また、隔壁7は、有機層3および陰極4を分離する目的で設けられる。
As shown in FIGS. 14 and 15,
有機LED素子5では、ITO2の膜厚は均一ではなく、膜厚の厚い第1の部分2aと、第1の部分より膜厚の薄い第2の部分2bとに分けられる。第1の部分2aの膜厚T1は、例えば180nmとすることができる。一方、第2の部分2bの膜厚T2は、例えば130nmとすることができる。尚、本実施の形態では、ITO2が、さらに膜厚の異なる1または2以上の部分を有していてもよい。
In the
図13に示すように、第1の部分2aは、平面で見て円形を呈する。第1の部分2aと第2の部分2bの面積比を変えることにより、視野角による色度変化を変えることができる。したがって、有機LED素子の構成やパターンなどに応じて、最適な面積比とすることが好ましい。本実施の形態では、第1の部分2aと第2の部分2bの面積比を、例えば4:6〜5:5程度とすることができる。
As shown in FIG. 13, the
有機LED素子5は、次のようにして形成することができる。
The
まず、ガラス基板1の上の光の発光領域にITO2を設ける。
First,
具体的には、ガラス基板1の上に、第1の部分2aと第2の部分2bの膜厚差(T1−T2)に相当する膜厚の第1のITOを成膜する。次いで、第1のITOを第1の部分2aの形状にパターニングする。例えば、膜厚50nmの第1のITOを蒸着法によって成膜した後、フォトリソグラフィー法を用いて、第1のITOを円形にパターニングする。尚、図14および図15では、パターニングされた第1のITOを点線で示している。次に、ガラス基板1の上で第1のITOを被覆するようにして、第2の部分2bの膜厚T2に相当する膜厚の第2のITO(図示せず)を成膜する。例えば、蒸着法を用いて、第2のITOを130nmの膜厚で成膜することができる。次いで、フォトリソグラフィー法によって、第2のITOを表示画素の形状にパターニングする。以上の工程により、第1の部分2aと第2の部分2bとからなるITO2を形成することができる。
Specifically, a first ITO film having a film thickness corresponding to the film thickness difference (T 1 −T 2 ) between the
第1の部分2aと第2の部分2bの膜厚差(T1−T2)は、30nm〜70nmであることが好ましい。膜厚差が小さくなりすぎると、視野角による色度変化を打ち消し合う効果があまり期待できなくなる。一方、膜厚差が大きくなりすぎると、ITO2に大きな段差が生じて、段差部分における有機層3の膜厚が薄くなる結果、ITO2と陰極4の間で短絡が起こりやすくなる。
The film thickness difference (T 1 −T 2 ) between the
そこで、本実施の形態においては、第2のITOを成膜した後に、ITO2の表面を研磨することが好ましい。これにより、第1の部分2aと第2の部分2bとの間の段差をなだらかにすることができるので、段差に起因してITO2と陰極4の間で短絡が起こるのを防ぐことができる。
Therefore, in the present embodiment, it is preferable to polish the surface of the
ITO2を形成した後は、公知の方法にしたがって、ガラス基板1の上の非発光領域に絶縁膜6を形成する。次いで、絶縁膜6の上に隔壁7を形成した後、さらに、有機層3および陰極4を順に形成することによって、有機LED素子5を得ることができる。
After the
ガラス基板1としては、例えば、アルカリガラス、無アルカリガラスまたは石英ガラスなどを用いることができる。尚、本実施の形態においては、ガラス基板以外に、可視光に対する透過率が高い他の基板を用いることもできる。例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコールまたはポリフッ化ビニリデンおよびポリフッ化ビニルなどのフッ素含有ポリマーなどの透明材料からなる基板を用いることができる。
As the
陽極には、透明であって仕事関数の大きな金属若しくはその合金または他の導電性化合物であれば、ITO以外の他の材料を用いることもできる。例えば、SnO2またはZnOなどを用いることができる。これらの膜を用いた場合にも、ITOと同様に、上述した工程にしたがって形成することができる。 Any material other than ITO can be used for the anode as long as it is a transparent metal having a high work function, an alloy thereof, or another conductive compound. For example, SnO 2 or ZnO can be used. Even when these films are used, they can be formed in accordance with the above-described steps, like ITO.
絶縁膜6は、表示画素となる位置に開口部を有しており、ITO2を分離して電気的に絶縁する。また、ITO2と陰極4が短絡するのを防ぐ役割も果たす。絶縁膜6としては、例えばポリイミド系樹脂などを用いることができ、印刷法などによって形成することができる。
The insulating
隔壁7は、ポリイミドなどの絶縁性樹脂からなり、有機層3および陰極4を分離する目的で設けられる。
The
尚、隔壁7は、図1では逆テーパ状の断面形状を有しているが、上層に形成する有機層7の分子量によっては、順テーパ状またはアーチ状などの断面形状を有していてもよい。すなわち、低分子量の材料を用いて有機層3を形成する場合には、蒸着法による成膜が一般的となる。そこで、隔壁7の断面形状を逆テーパ状とし、ITO2の上部から垂直に材料を堆積させることによって、寸法精度のよい有機層3を形成することができる。一方、高分子量の材料では、インクジェット法などの塗布法を用いて成膜することが必要となる。したがって、ITO2の上に塗布液を流し込むために、隔壁7の断面形状を順テーパ状またはアーチ状にすることが望ましい。隔壁7は、所望の断面形状の形成に適したレジスト組成物を用いて形成することができる。
In addition, although the
有機層3は、少なくとも発光層を含み、電子と正孔が再結合して生じた励起子によって白色発光を起こす層である。具体的には、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる3層型の構造とすることができる。また、有機層3は、発光層が正孔輸送性または電子輸送性を併せ持つ2層型の構造とすることもできる。さらに、ITO2からの正孔注入障壁を低くするために、正孔輸送層とITO2の間に、ITO2とのイオン化ポテンシャルの差が小さい正孔注入層がさらに1層設けられた構造とすることもできる。これらの膜は、蒸着法によって成膜することができるが、少なくとも1つの膜を、スプレー法、インクジェット法、スピンコート法および転写法などの湿式塗布法によって形成してもよい。
The
正孔輸送層としては、例えば、N,N'−ビス(1−ナフチル)−N,N'−ジフェニル−1,1'−ビフェニル−4,4'−ジアミン(NPD)、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス[N−フェニル−N−(2−ナフチル)−4'−アミノビフェニル−4−イル]−1,1'−ビフェニル−4,4'−ジアミン(NPTE)、1,1−ビス[(ジ−4−トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(HTM2)およびN,N'−ジフェニル−N,N'−ビス(3−メチルフェニル)−1,1'−ジフェニル−4,4'−ジアミン(TPD)などが挙げられる。 Examples of the hole transport layer include N, N′-bis (1-naphthyl) -N, N′-diphenyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPD), N, N′— Diphenyl-N, N′-bis [N-phenyl-N- (2-naphthyl) -4′-aminobiphenyl-4-yl] -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine (NPTE), 1 , 1-bis [(di-4-tolylamino) phenyl] cyclohexane (HTM2) and N, N′-diphenyl-N, N′-bis (3-methylphenyl) -1,1′-diphenyl-4,4 ′ -Diamine (TPD) etc. are mentioned.
電子輸送層としては、例えば、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール(BND)および2−(4−t−ブチルフェニル)−5−(4−ビフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)などが挙げられる。 Examples of the electron transport layer include 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole (BND) and 2- (4-t-butylphenyl) -5- (4-biphenyl). -1,3,4-oxadiazole (PBD) and the like.
発光層には、注入された電子と正孔が再結合できる場を提供し、且つ、発光効率の高い材料を用いる。具体的には、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム錯体(Alq3)、ビス(8−ヒドロキシ)キナルジンアルミニウムフェノキサイド(Alq′2OPh)、ビス(8−ヒドロキシ)キナルジンアルミニウム−2,5−ジメチルフェノキサイド(BAlq)、モノ(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)リチウム錯体(Liq)、モノ(8−キノリノラート)ナトリウム錯体(Naq)、モノ(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)リチウム錯体、モノ(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナート)ナトリウム錯体およびビス(8−キノリノラート)カルシウム錯体(Caq2)などのキノリン誘導体の金属錯体、テトラフェニルブタジエン、フェニルキナクドリン(QD)、アントラセン、ペリレン並びにコロネンなどの蛍光性物質が挙げられる。 The light emitting layer is made of a material that provides a field where injected electrons and holes can be recombined and has high light emission efficiency. Specifically, tris (8-quinolinolato) aluminum complex (Alq 3 ), bis (8-hydroxy) quinaldine aluminum phenoxide (Alq ′ 2 OPh), bis (8-hydroxy) quinaldine aluminum-2,5- Dimethylphenoxide (BAlq), mono (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) lithium complex (Liq), mono (8-quinolinolato) sodium complex (Naq), mono (2, 2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) lithium complex, mono (2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate) sodium complex and bis (8-quinolinolate) metal complexes of quinoline derivatives such as calcium complex (CAQ 2), tetraphenyl butadiene, Feniruki Kudrin (QD), anthracene, and a fluorescent substance such as perylene and coronene.
上記の蛍光性物質は、それ自体で発光が可能なホスト物質と組み合わせて、ドーパントとして使用することが好ましい。これにより、ホスト物質の発光波長特性を変化させることができ、長波長に移行した発光が可能になるとともに、素子の発光効率および安定性を向上させることが可能となる。 The fluorescent material is preferably used as a dopant in combination with a host material capable of emitting light by itself. As a result, the emission wavelength characteristic of the host material can be changed, light emission shifted to a long wavelength can be achieved, and the light emission efficiency and stability of the device can be improved.
ホスト物質としては、キノリノラト錯体が好ましく、特に、8−キノリノールおよびその誘導体を配位子としたアルミニウム錯体が好ましい。 As the host substance, a quinolinolato complex is preferable, and an aluminum complex having 8-quinolinol and a derivative thereof as a ligand is particularly preferable.
陰極4には、仕事関数の小さな金属またはその合金が用いられる。具体的には、アルカリ金属、アルカリ土類金属および周期表第3族の金属などが挙げられる。この内、安価で化学的安定性のよい材料であることから、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)またはこれらの合金などが好ましく用いられる。これらの膜は、例えば、蒸着法などにとって成膜し、隔壁7によってパターニングされた陰極4とすることができる。また、フォトリフォグラフィー法を用いてパターニングされた陰極4とすることもできる。
For the
尚、陰極4を形成した後は、ガラス基板1を他のガラス基板(図示せず)と重ね合わせ、シール材(図示せず)を介してこれらを接着した後に、重ね合わせた基板の外周部付近における不要な部分を切断除去する。その後、必要な電気的接続を行うことによって、有機LEDディスプレイとすることができる。ここで、ガラス基板1に対向させる基板は、ガラス基板に限られるものではない。例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリビニルアルコールまたはポリフッ化ビニリデンおよびポリフッ化ビニルなどのフッ素含有ポリマーなどの他の透明材料からなる基板を用いることもできるし、また、アルミニウムなどの金属材料からなる基板を用いることもできる。
After the
このように、本実施の形態では、1つの画素内に膜厚の異なるITOを所定の面積比で設け、さらに、これらの膜厚(T1,T2)を視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値としている。これにより、視野角による色度変化の方向が異なる光が、1つの画素から同時に取り出されるようになる。視認者には、これらの光が混合して認識されることになるので、単一の膜厚のITOのみを用いた場合に比較して、視野角による色度変化を低減することが可能となる。 As described above, in this embodiment, ITO having different film thicknesses is provided in one pixel at a predetermined area ratio, and these film thicknesses (T 1 , T 2 ) are changed in chromaticity depending on the viewing angle. The values cancel each other. As a result, light having a different chromaticity change direction depending on the viewing angle is simultaneously extracted from one pixel. Since the viewer recognizes these lights as a mixture, it is possible to reduce the change in chromaticity depending on the viewing angle compared to the case of using only a single ITO film. Become.
尚、図13〜図15の例では、膜厚の厚いITOの部分が、平面で見て円形を呈し、それ以外の部分が膜厚の薄いITOからなる構造について述べた。しかしながら、本実施の形態はこれに限られるものではない。本実施の形態は、1つの画素内に膜厚の異なるITOが所定の面積比で設けられており、さらに、これらの膜厚が視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていればよい。したがって、膜厚の厚い部分(または、薄い部分)が、平面で見て円形以外の他の形状であってもよい。 In the examples of FIGS. 13 to 15, the structure in which the thick ITO portion is circular when viewed in plan and the other portions are made of thin ITO is described. However, the present embodiment is not limited to this. In this embodiment, ITO with different film thicknesses is provided in a single pixel at a predetermined area ratio, and if these film thicknesses are values that cancel each other out chromaticity changes due to viewing angles. Good. Therefore, the thick part (or the thin part) may have a shape other than a circle when viewed in a plan view.
図16は、膜厚の厚いITOの部分(第1の部分201a)が、平面で見て矩形を呈し、それ以外の部分が膜厚の薄いITO(第2の部分201b)からなるようにした例である。尚、図16において、図13と同じ符号を用いた部分は同じものであることを示している。
In FIG. 16, the thick ITO portion (
図16で、ITO201の形状以外の部分については、図13〜図15と同様とすることができる。尚、膜厚の薄いITOの部分が、平面で見て矩形を呈し、それ以外の部分が膜厚の厚いITOからなるようにしてもよい。
In FIG. 16, portions other than the shape of the
図16で、第1の部分201aと第2の部分201bとの膜厚差(T1−T2)は、30nm〜70nmとすることが好ましい。また、これらの面積比は、例えば4:6〜5:5程度とすることができるが、有機LED素子の構成やパターンなどに応じて、最適な値に設定することが好ましい。
In FIG. 16, the film thickness difference (T 1 −T 2 ) between the
図16の構造であっても、単一の膜厚のITOのみを用いた場合に比較して、視野角による色度変化を低減することができる。 Even with the structure of FIG. 16, the change in chromaticity due to the viewing angle can be reduced as compared with the case of using only a single film thickness of ITO.
また、本実施の形態においては、1画素を2分割または4分割し、分割した各画素単位に膜厚の異なるITOを設けてもよい。この場合にも、1つの画素内に膜厚の異なるITOが所定の面積比で設けられており、さらに、これらの膜厚が視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていれば、上記と同様の効果を得ることができる。但し、この場合には、円形や矩形のパターンを形成する場合に比較して、より高い精度で画素の位置合わせを行うことが必要となる。 In this embodiment, one pixel may be divided into two or four, and ITO having different film thickness may be provided for each divided pixel unit. In this case as well, ITO having different film thicknesses is provided in one pixel at a predetermined area ratio, and if these film thicknesses are values that cancel out chromaticity changes due to viewing angles, The same effect as described above can be obtained. However, in this case, it is necessary to perform pixel alignment with higher accuracy than in the case of forming a circular or rectangular pattern.
図17は、1つの画素11を2分割し、一方の画素単位11aにおけるITOの膜厚を厚くし、他方の画素単位11bにおけるITOの膜厚を薄くした例である。尚、図17において、図13と同じ符号を用いた部分は同じものであることを示している。
FIG. 17 shows an example in which one
図17では、膜厚の厚い第1の部分202aと、膜厚の薄い第2の部分202bとの膜厚差(T1−T2)は、30nm〜70nmとすることが好ましい。また、これらの面積比は、例えば4:6〜5:5程度とすることができるが、有機LED素子の構成やパターンなどに応じて、最適な値に設定することが好ましい。
In FIG. 17, the film thickness difference (T 1 −T 2 ) between the thick
図17の構造であっても、単一の膜厚のITOのみを用いた場合に比較して、視野角による色度変化を低減することができる。 Even with the structure of FIG. 17, the change in chromaticity due to the viewing angle can be reduced as compared with the case of using only a single film thickness of ITO.
ところで、上述の通り、ITOの膜厚差に起因して、ITOと陰極との間で短絡が起こるのを防ぐためには、ITOを研磨することによって段差をなだらかにすることが好ましい。しかしながら、ITOを研磨しなくても短絡が発生するのを防ぐことができる。 By the way, as described above, in order to prevent a short circuit between the ITO and the cathode due to the difference in thickness of the ITO, it is preferable to smooth the step by polishing the ITO. However, it is possible to prevent a short circuit from occurring without polishing the ITO.
図18は、図17のC−C′線に沿う断面図である。この例では、ITO202の段差部分に、断面が順テーパ形状の絶縁膜12を設けている。この構成によれば、ITO202の段差を絶縁膜12によって被覆するので、ITO202の急峻な段差を、絶縁膜12のなだらかな段差に変えることができる。したがって、ITO202に研磨を行わなくても、陰極4との間で短絡が起こるのを防ぐことができる。
18 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ of FIG. In this example, the insulating
実施の形態2.
実施の形態1では、膜厚の異なるITOを所定の面積比で述べる例について述べた。これに対して、本実施の形態では、ITOの膜厚は一定とした状態で、ITOの下層に、パターニングされた窒化ケイ素(SiNx)膜を設けることを特徴とする。
In the first embodiment, an example in which ITOs having different film thicknesses are described with a predetermined area ratio has been described. In contrast, the present embodiment is characterized in that a patterned silicon nitride (SiN x ) film is provided in the lower layer of ITO with the ITO film thickness being constant.
図19は、本実施の形態における有機LED素子の断面図である。図に示すように、ガラス基板21の上には、パターニングされたSiNx膜22、陽極としてのITO23、有機層24および陰極25が形成されており、これらによって有機LED素子26が構成される。また、各有機LED素子26の間の支持基板21の上には、断面が順テーパ形状である絶縁膜27が形成されている。
FIG. 19 is a cross-sectional view of the organic LED element in the present embodiment. As shown in the figure, a patterned SiN x film 22, an
有機LED素子26では、ITO23は均一な膜厚で形成される。一方、SiNx膜22には、組成を調整することによって、ITO23の屈折率(1.9)に近い屈折率を有するものを用いる。このようにすることにより、SiNx膜22とITO23との積層部分28について、実施の形態1におけるITOの膜厚が厚い部分と同様に考えることができる。
In the
すなわち、積層部分28の膜厚T3と、ガラス基板21の上にITO23が形成された部分(以下、本実施の形態においては、単層部分と称する。)29の膜厚T4とを、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う膜厚とし、さらに、これらの部分が所定の面積比となるようにすることによって、1つの画素から、視野角による色度変化の方向が異なる光を同時に取り出すことができる。すると、視認者には、これらの光が混合して認識されることになるので、SiNx膜22を形成しない場合に比較して、視野角による色度変化を低減することが可能となる。
That is, the thickness T 3 of the stacked
図19の例では、SiNx膜22の形状を、平面で見て円形とすることができる。例えば、図13の円形部分と類似の形状でSiNx膜22を形成することができる。但し、本実施の形態はこれに限られるものではなく、例えば、図16の矩形部分と類似の形状でSiNx膜22を形成することもできる。さらに、1画素を2分割し、一方の画素単位をSiNx膜とITOとの積層膜とし、他方の画素単位をITOの単層膜としてもよい。 In the example of FIG. 19, the shape of the SiN x film 22 can be circular when viewed in plan. For example, the SiN x film 22 can be formed in a shape similar to the circular portion of FIG. However, the present embodiment is not limited to this. For example, the SiN x film 22 can be formed in a shape similar to the rectangular portion of FIG. Further, one pixel may be divided into two, one pixel unit may be a laminated film of a SiN x film and ITO, and the other pixel unit may be a single layer film of ITO.
積層部分28と単層部分29との膜厚差(T3−T4)は、30nm〜70nmとすることが好ましい。換言すると、SiNx膜22の膜厚を30nm〜70nmとすることが好ましい。また、積層部分28と単層部分29との面積比は、例えば4:6〜5:5程度とすることができるが、有機LED素子の構成やパターンなどに応じて、最適な値に設定することが好ましい。
The film thickness difference (T 3 −T 4 ) between the
有機LED素子26は、次のようにして形成することができる。
The
まず、ガラス基板21の上にSiNx膜22を形成する。例えば、蒸着法によってSiNx膜を成膜した後、ドライエッチングによって所定の形状にパターニングする。このとき、エッチング条件を調整して、断面形状が順テーパ状になるようにする。これにより、ITO23を形成した後で研磨を行わなくても、積層部分28と単層部分29との段差をなだらかにすることができるので、ITO23と陰極25の間で短絡が起こるのを防ぐことができる。
First, the SiN x film 22 is formed on the
SiNx膜22を形成した後は、発光領域にITO23を設ける。具体的には、SiNx膜22を被覆するようにしてガラス基板21の上にITOを成膜した後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすればよい。その後は、実施の形態1と同様にすることによって、有機LED素子26を得ることができる。
After the SiN x film 22 is formed,
尚、本実施の形態においては、ITOの屈折率に近い透明膜であれば、SiNx膜22に代えて用いることができる。 In the present embodiment, any transparent film having a refractive index close to that of ITO can be used instead of the SiN x film 22.
実施の形態3.
実施の形態1では、膜厚の異なるITOを所定の面積比で述べる例について述べた。これに対して、本実施の形態では、ITOの膜厚は一定とした状態で、有機層の膜厚を変えることを特徴とする。
In the first embodiment, an example in which ITOs having different film thicknesses are described with a predetermined area ratio has been described. On the other hand, the present embodiment is characterized in that the film thickness of the organic layer is changed while the film thickness of ITO is constant.
図20は、本実施の形態における有機LED素子の断面図である。図に示すように、ガラス基板31の上には、陽極としてのITO32、有機層33および陰極34が形成されており、これらによって有機LED素子35が構成される。また、各有機LED素子35の間の支持基板31の上には、断面が順テーパ形状である絶縁膜36が形成されている。
FIG. 20 is a cross-sectional view of the organic LED element in the present embodiment. As shown in the figure, an
有機LED素子35では、ITO32は均一な膜厚で形成される。一方、有機層33の膜厚は均一ではなく、膜厚の厚い第1の部分33a(膜厚T5)と、第1の部分より膜厚の薄い第2の部分33b(膜厚T6)とに分けられる。第1の部分33aと第2の部分33bとの膜厚差(T5−T6)は、30nm〜70nmとすることが好ましい。また、第1の部分33aと第2の部分33bとの面積比は、例えば4:6〜5:5程度とすることができる。但し、有機LED素子の構成やパターンなどに応じて、最適な面積比に設定することが好ましい。尚、本実施の形態では、有機層33が、さらに膜厚の異なる1または2以上の部分を有していてもよい。
In the
図20の構成によれば、第1の部分33aおよび第2の部分33bについて、実施の形態1におけるITOの膜厚が厚い部分および薄い部分とそれぞれ同様に考えることができる。
According to the configuration of FIG. 20, the
すなわち、第1の部分33aの膜厚T5と第2の部分33bの膜厚T6を、それぞれ視野角による色度変化を互いに打ち消し合う膜厚とし、さらに、これらの部分が所定の面積比となるようにすることによって、1つの画素から、視野角による色度変化の方向が異なる光を同時に取り出すことができる。すると、視認者には、これらの光が混合して認識されることになるので、有機層を一定の膜厚で形成した場合に比較して、視野角による色度変化を低減することが可能となる。
That is, the thickness T 5 of the
図20の例では、第1の部分33aの形状を、平面で見て円形とすることができる。例えば、図13の円形部分と類似の形状で第1の部分33aを形成することができる。但し、本実施の形態はこれに限られるものではなく、例えば、図16の矩形部分と類似の形状で第1の部分33aを形成することもできる。さらに、1画素を2分割し、一方の画素単位を第1の部分33aとし、他方の画素単位を第2の部分33bとしてもよい。
In the example of FIG. 20, the shape of the
有機LED素子35は、次のようにして形成することができる。
The
まず、ガラス基板31の上の発光領域にITO32を設ける。具体的には、ガラス基板31の上にITOを蒸着法によって成膜した後、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすればよい。
First,
ITO32を形成した後は、公知の方法にしたがって、ガラス基板31の上の非発光領域に絶縁膜36を形成する。次いで、絶縁膜36の上に隔壁37を形成した後、さらに、有機層33を形成する。
After the
有機層33は、正孔輸送層、発光層および電子輸送層からなる3層型の構造とすることができる。また、正孔輸送層と陽極の間に、陽極とのイオン化ポテンシャルの差が小さい正孔注入層がさらに1層設けられた構造とすることもできる。
The
本実施の形態においては、正孔輸送層および正孔注入層の少なくとも一方の膜厚を部分的に厚く形成することが好ましい。例えば、正孔輸送層を蒸着法によって成膜した後、第2の部分33bに対応する部分をメタルマスクで覆った状態で、さらに正孔輸送層を成膜する。これにより、メタルマスクで覆われていない部分の正孔輸送層を厚く形成することができる。次いで、メタルマスクを取り除いてから、蒸着法によって発光層および電子輸送層を順に成膜する。
In the present embodiment, it is preferable that at least one of the hole transport layer and the hole injection layer is partially thick. For example, after the hole transport layer is formed by vapor deposition, a hole transport layer is further formed in a state where the portion corresponding to the
有機層33を形成するのに、電子輸送層ではなく、正孔輸送層や正孔注入層の膜厚を部分的に変える方が好ましいのは、一般に、これらの層を変える方が、素子特性に与える影響が小さいと考えられるからである。すなわち、正孔の移動度は電子に比較して大きいことから、膜厚を変えることによる電圧の上昇は、正孔輸送層や正孔注入層の膜厚を大きくした場合の方が小さくて済む。また、発光位置から陰極までの距離は、発光光の干渉に影響を与えるため、電子輸送層の膜厚を変えると、光の取り出し効率が変わってしまうおそれがある。さらには、発光位置から陰極までの距離の適正値は、発光色によって異なるので、電子輸送層の膜厚を変えることにより、発光色の色味に変化が生じるおそれもある。
In order to form the
有機層33を形成した後は、実施の形態1と同様にすることによって、有機LED素子35を得ることができる。
After the
以上述べたように、本発明によれば、1つの画素内に、基板から陰極までの距離が異なる部分が所定の面積比で設けられており、この距離は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっているので、視野角による色度変化の小さい有機LED素子を得ることができる。 As described above, according to the present invention, portions having different distances from the substrate to the cathode are provided in one pixel at a predetermined area ratio. Since the values cancel each other, an organic LED element having a small change in chromaticity depending on the viewing angle can be obtained.
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
すなわち、本発明は、基板の上に形成された陽極と、この陽極の上に形成されて、少なくとも発光層を含む有機層と、この有機層の上に形成された陰極とを備えた有機LED素子において、1つの画素内に、基板から陰極までの距離が異なる部分が所定の面積比で設けられており、この距離は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていることを特徴とするものである。したがって、実施の形態1〜3では、発光層からの光は陽極の側から取り出されるものとしたが、陰極の側から取り出されてもよく、さらに、陽極および陰極の両方の側から取り出されるようにしてもよい。この場合、陰極には、陽極と同様にITOなどの透明電極を用いる。 That is, the present invention provides an organic LED comprising an anode formed on a substrate, an organic layer formed on the anode and including at least a light emitting layer, and a cathode formed on the organic layer. In the element, a portion having a different distance from the substrate to the cathode is provided in one pixel at a predetermined area ratio, and this distance cancels out chromaticity changes due to viewing angles. It is a feature. Therefore, in the first to third embodiments, light from the light emitting layer is extracted from the anode side, but may be extracted from the cathode side, and may be extracted from both the anode and cathode sides. It may be. In this case, a transparent electrode such as ITO is used for the cathode as in the anode.
1,21,31 ガラス基板
2,201,202,23,32 ITO
3,24,33 有機層
4,25,34 陰極
5,26,35 有機LED素子
6,27,36 絶縁膜
7 隔壁
22 SiNx膜
1,21,31 Glass substrate 2,201,202,23,32 ITO
3, 24, 33
Claims (6)
前記陽極の上に形成されて、少なくとも発光層を含む有機層と、
前記有機層の上に形成された陰極とを備えた有機LED素子において、
1つの画素内に、前記基板から前記陰極までの距離が異なる部分が所定の面積比で設けられており、
前記距離は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていることを特徴とする有機LED素子。 An anode formed on the substrate;
An organic layer formed on the anode and including at least a light emitting layer;
In an organic LED element comprising a cathode formed on the organic layer,
In one pixel, portions having different distances from the substrate to the cathode are provided at a predetermined area ratio,
2. The organic LED element according to claim 1, wherein the distance is a value that cancels out chromaticity changes due to viewing angles.
1つの画素内に、前記ITOの膜厚がT1である第1の部分と、前記ITOの膜厚がT2である第2の部分とを有し、
前記第1の部分と前記第2の部分とは所定の面積比で設けられていて、
前記T1と前記T2の値は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていることを特徴とする請求項1に記載の有機LED素子。 The anode is ITO,
In one pixel has a first portion the thickness of the ITO is T 1, the thickness of the ITO is a second section which is T 2,
The first part and the second part are provided in a predetermined area ratio,
2. The organic LED element according to claim 1 , wherein the values of T 1 and T 2 are values that cancel out chromaticity changes due to viewing angles.
前記基板の上の所定箇所には、前記陽極に被覆されるようにして前記陽極と屈折率の近い透明膜が設けられていて、
前記透明膜と前記陽極の積層部分と前記陽極のみからなる単層部分とは、所定の面積比で設けられており、
前記積層部分の膜厚T3と前記単層部分の膜厚T4の値は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていることを特徴とする請求項1に記載の有機LED素子。 The anode is made of a material that transmits light from the light emitting layer,
At a predetermined location on the substrate, a transparent film having a refractive index close to that of the anode is provided so as to be covered with the anode,
The transparent film, the laminated portion of the anode and the single layer portion consisting only of the anode are provided in a predetermined area ratio,
2. The organic LED according to claim 1, wherein the thickness T 3 of the laminated portion and the thickness T 4 of the single-layer portion are values that cancel each other out chromaticity changes due to viewing angles. element.
前記第1の部分と前記第2の部分とは所定の面積比で設けられていて、
前記T5と前記T6の値は、視野角による色度変化を互いに打ち消し合う値となっていることを特徴とする請求項1に記載の有機LED素子。 In one pixel has a first portion the thickness of the organic layer is a T 5, the film thickness of the organic layer and a second portion which is T 6,
The first part and the second part are provided in a predetermined area ratio,
2. The organic LED element according to claim 1, wherein the values of T 5 and T 6 are values that cancel each other out of chromaticity changes due to viewing angles.
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