專利名稱：發(fā)光元件和顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件和顯示裝置。
背景技術(shù)：
EL元件作為顯示器裝置及照明裝置等顯示裝置中的發(fā)光元件已為人所知，其中采用了在施加電壓時(shí)因電致發(fā)光(EL)現(xiàn)象產(chǎn)生自發(fā)光的物質(zhì)。EL元件使薄膜狀發(fā)光元件，其中在上部電極和下部電極間形成有機(jī)材料或無機(jī)材料的發(fā)光層，由上部和下部電極對(duì)發(fā)光層施加電壓使其發(fā)光。近年來開發(fā)出了共振器結(jié)構(gòu)(所謂微共振腔結(jié)構(gòu))的發(fā)光元件，其通過使上部電極和下部電極中的一方為全反射鏡，使另一方為透過一部分波長的半透鏡，從而使發(fā)光層 發(fā)出的光產(chǎn)生共振(例如，參照專利文獻(xiàn)1、2)。但是，在共振器結(jié)構(gòu)的薄膜發(fā)光元件中，色過濾特性對(duì)鏡間距離(共振器光路長度)敏感。因此，例如在因制造過程中制作誤差使共振器光路長度產(chǎn)生不均時(shí)，產(chǎn)生正面方向的色坐標(biāo)(色純度)及亮度變動(dòng)，這是不能容許的。在共振器結(jié)構(gòu)中，能夠進(jìn)行色純度有較大余地的設(shè)計(jì)。另一方面，因中心波長偏移藍(lán)色(B)及紅色(R)發(fā)光元件的亮度會(huì)產(chǎn)生超過容許范圍的亮度變動(dòng)。例如，如果與鏡間距離對(duì)應(yīng)的膜厚(相當(dāng)于光路長度)發(fā)生5nm左右(整體元件膜厚的5%左右)的變化時(shí)，中心波長也發(fā)生5nm左右的變化。在例如藍(lán)色發(fā)光元件的情形下，當(dāng)中心波長的設(shè)計(jì)值為470nm時(shí)，若膜厚增加5nm，則偏移后的中心波長(例如475nm)處的光視效率變化達(dá)20%以上，導(dǎo)致較大的亮度變化和畫質(zhì)降低(亮度不均)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本發(fā)明專利公開2002-373776號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本發(fā)明專利公告2002-518803號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
以上為本發(fā)明所要解決的課題的一個(gè)例子。本發(fā)明的目的之一在于提供一種共振結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件及顯示裝置，即使膜厚相對(duì)設(shè)計(jì)值發(fā)生偏離，共振器光路長度發(fā)生變化，也能夠抑制亮度變動(dòng)。本發(fā)明的發(fā)光元件的特征是，具有共振器結(jié)構(gòu)，和光譜帶吸收濾光器，其中，所述共振器結(jié)構(gòu)包括第一反射部件、第二反射部件、和配置在所述第一反射部件與第二反射部件之間的發(fā)光層；在所述第一反射部件和所述第二反射部件之間共振的光的一部分經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過，所述光譜帶吸收濾光器進(jìn)一步吸收經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過的光的一部分，所述光譜帶吸收濾光器的透過量達(dá)到最小值的波長位于所述共振器結(jié)構(gòu)的共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長和光視效函數(shù)達(dá)到最大值的波長之間。
本發(fā)明的顯示裝置的特征是，具有多個(gè)共振器結(jié)構(gòu)和所述多個(gè)共振器結(jié)構(gòu)共用的光譜帶吸收濾光器，其中，所述共振器結(jié)構(gòu)包括第一反射部件、第二反射部件、和配置在所述第一反射部件與第二反射部件之間的發(fā)光層；在所述第一反射部件和所述第二反射部件之間共振的光的一部分經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過，所述光譜帶吸收濾光器進(jìn)一步吸收經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過的光的一部分，所述光譜帶吸收濾光器的透過量達(dá)到最小值的波長位于所述共振器結(jié)構(gòu)的共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長和光視效函數(shù)達(dá)到最大值的波長之間。


圖I是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的RGB發(fā)光元件的縱截面圖。圖2是本發(fā)明第一實(shí)施方式中的RGB發(fā)光兀件的俯視圖。圖3是表示以藍(lán)色(B)為對(duì)象顏色時(shí)光譜帶吸收濾光器的特性的圖。
圖4是表示以藍(lán)色(B)為對(duì)象顏色時(shí)光譜帶吸收濾光器的特性的圖。圖5是表示上述發(fā)光元件中膜厚與發(fā)光光譜的關(guān)系的圖。圖6是表示上述發(fā)光元件中膜厚與亮度的關(guān)系的圖。圖7是表示上述發(fā)光元件中膜厚與發(fā)光光譜的關(guān)系的圖。圖8是表示上述發(fā)光元件中膜厚與亮度的關(guān)系的圖。圖9是表示上述發(fā)光元件中膜厚與發(fā)光光譜的關(guān)系的圖。圖10是表示上述發(fā)光元件中膜厚與亮度的關(guān)系的圖。圖11是表示上述發(fā)光元件中光譜帶吸收濾光器的吸收變化率與亮度變化率的關(guān)系的圖。圖12是表示以紅色(R)為對(duì)象顏色時(shí)光譜帶吸收濾光器的特性的圖。圖13是表示以紅色(R)為對(duì)象顏色時(shí)光譜帶吸收濾光器的特性的圖。圖14是本發(fā)明第四實(shí)施方式的發(fā)光元件的縱截面圖。圖15是本發(fā)明第五實(shí)施方式的發(fā)光元件的縱截面圖。符號(hào)說明I 基板2 陽極3有機(jī)層31空穴注入層32空穴輸送層33發(fā)光層34電子輸送層4 陰極5隔壁部6光譜帶吸收濾光器7濾光器支承基板
具體實(shí)施方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中的發(fā)光元件和顯示裝置。在以下的說明中，以具有分別發(fā)出紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)光的發(fā)光元件的顯示裝置為例進(jìn)行說明。但是，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限定于以下說明的實(shí)施方式。(第一實(shí)施方式)圖I和圖2所示的例子中，在公共的基板I配置發(fā)出紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)光的3個(gè)發(fā)光元件(R、G、B)，形成RGB單元。圖I是發(fā)光元件(R、G、B)的縱截面圖，圖2是俯視圖。實(shí)際的顯示裝置中，在基板I上排列多個(gè)發(fā)光元件(R、G、B)形成顯示區(qū)域，利用未圖示的配置于顯示區(qū)域外的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行被動(dòng)驅(qū)動(dòng)，或者對(duì)每個(gè)元件配置驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行主動(dòng)驅(qū)動(dòng)。本實(shí)施方式中的發(fā)光元件(R、G、B)，如圖I所示，在基板上層疊作為第一反射部件的陽極2、有機(jī)層3和作為第二反射部件的陰極4，光從形成有薄膜的表面一側(cè)射出，即所謂 頂部發(fā)光(top emission)結(jié)構(gòu)。這些RGB發(fā)光元件由被稱為堤(bank)的隔壁部5隔開。也可以在陰極4上層疊密封膜等有機(jī)層或無機(jī)層。進(jìn)一步，在上述射出光的成膜面相對(duì)的位置配置光譜帶吸收濾光器(BEF) 6，其對(duì)于共振器結(jié)構(gòu)射出的光選擇波長而使一部分光透過。該光譜帶吸收濾光器6優(yōu)選如圖I所示RGB各發(fā)光元件共用濾光器。通過固定配置于支承部件的濾光器支承部件支承光譜帶吸收濾光器6。圖I所示的例子中，例如，由基板(濾光器支承基板)7構(gòu)成濾光器支承部件，該基板7由透明材料形成。濾光器支承部件并不限定于基板，也可以是透明薄膜。例如，還可以附加用于防止外部光反射的結(jié)構(gòu)或材料。陽極2為兩層結(jié)構(gòu)，包括反射電極21和透明電極22。陽極2與空穴注入層31相接的材料使用逸出功高的材料。具體地，反射電極21的材料可以使用例如Al、Cr、Mo、Ni、Pt、Au、Ag等金屬，或含有這些金屬的合金或金屬間化合物等。反射電極21的厚度例如為lOOnm。反射電極21對(duì)于400 700nm波長光的反射率的平均值在80%以上，優(yōu)選高反射率。另外，透明電極22的材料例如可以使用ITO(Indium Tin Oxide)或IZ0(Indium ZincOxide)等金屬氧化物等。透明電極22的厚度例如為75nm。雖然在圖I和圖2中省略了圖示，陽極2連接有引出電極(配線電極)。陽極2也可以為具有反射電極21的單層結(jié)構(gòu)。有機(jī)層3中，一部分的層可以由無機(jī)材料構(gòu)成。也可以進(jìn)一步分割而具有更多層，或者也可以使單一的層具有多個(gè)層的功能而減少層疊數(shù)。圖I所示的有機(jī)層3為多層結(jié)構(gòu)，其從陽極2 —側(cè)開始依次層疊有空穴注入層31、空穴輸送層32、發(fā)光層33和電子輸送層34。有機(jī)層3至少具有發(fā)光層33即可，但是為了有效促進(jìn)電致發(fā)光現(xiàn)象產(chǎn)生，最好配置空穴注入層31、空穴輸送層32和電子輸送層34等。在構(gòu)成共振器結(jié)構(gòu)時(shí)，RGB各發(fā)光元件分別具有最佳的共振器光路長度。在圖I的結(jié)構(gòu)中，反射電極21與陰極4的反射面的間隔距離為共振器光路長度。作為一個(gè)例子，對(duì)于紅色(R)，為得到最佳共振器光路長度，使層疊膜厚為300nm ;對(duì)于綠色(G)，為得到最佳共振器光路長度，使層疊膜厚為235nm ;對(duì)于藍(lán)色(B)，為得到最佳共振器光路長度，使層疊膜厚為200nm。例如通過調(diào)整有機(jī)層3的膜厚來調(diào)整上述共振器光路長度。但是，如上所述，在加工制作中難以完全防止膜厚偏離設(shè)計(jì)值。尤其是在利用涂布法形成有機(jī)層3時(shí)，難以控制膜厚。在例如通過噴墨法成膜時(shí)，元件間膜厚的偏差會(huì)達(dá)到5%以上。圖I所示的結(jié)構(gòu)中，作為一例，通過改變空穴注入層31的厚度調(diào)整共振器光路長度。具體將，紅色(R)的空穴注入層31的厚度(設(shè)計(jì)值)為125nm;綠色(G)的空穴注入層31的厚度(設(shè)計(jì)值)為65nm ;藍(lán)色⑶的空穴注入層31的厚度(設(shè)計(jì)值)為20nm。在RGB的共振器結(jié)構(gòu)中,輸送層32、發(fā)光層33、電子輸送層34的厚度相同。例如，空穴輸送層32的厚度(設(shè)計(jì)值)為30nm ;發(fā)光層33的厚度(設(shè)計(jì)值)為30nm ;電子輸送層34的厚度(設(shè)計(jì)值)為40nm?？昭ㄗ⑷雽?1和空穴輸送層32可以由空穴傳輸特性高的材料形成，例如可以使用酞菁銅(CuPc)等酞菁化合物，m-MTDATA等星型(starburst)胺,聯(lián)苯胺型胺的聚合物，4，4’ -雙[N- (I-蔡基)-N-苯胺基]-聯(lián)苯(4,4，-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino]-biphenyl :NPB)、N_ 苯基對(duì)苯二胺(N-phenyl-p-phenylenediamine PPD)等芳叔胺，4_( 二對(duì)甲苯基氨基)-4’-[4_( 二對(duì)甲苯基氨基)苯乙烯基]苗(4-(di-P_tolylamino)-4’-[4-(di-P-tolylamino) styryl] stylbenzene)等苗(stilbene)化合物，三唑衍生物、苯乙烯胺化合物、巴克球、C6tl等富勒烯等的有機(jī)材料。還可以使用在聚碳酸酯等高分子材料中分散了低分子材料的高分子分散系材料。但是并不限于上述材料。發(fā)光層33可使用產(chǎn)生紅色(R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)電致發(fā)光現(xiàn)象的材料。發(fā)·光層33的材料例如可使用(8-輕基喹啉)招絡(luò)合物(Alq3) ((8-hydroxyquinolinate)aluminum) complex (Alq3))等突光型有機(jī)金屬化合物；4,4' -二(2, 2-二苯乙烯基)-聯(lián)苯(4,4，-bis (2, 2，-diphenylvinyl) -biphenyl DPVBi)等芳香族二亞甲基化合物；(I,4_ 二(2-甲基苯乙烯基)苯(I, 4_bis (2-methylstyryl)benzene)等苯乙烯基苯化合物；
3-(4-聯(lián)苯)-4-苯基-5-叔丁基苯基-I, 2,4_三唑(3_ (4-biphenyl) -4-phenyl-5-t_butylphenyl-1, 2,4-triazole TAZ)等三唑(triazole)衍生物;蒽酉昆(anthraquinone)衍生物、荷(fluonorene)衍生物等突光型有機(jī)材料；聚對(duì)苯乙撐(polyparaphenylene vinylene PPV)系、聚荷(polyfluorene)系、聚乙烯咔唑(polyvinylcarbazole PVK)系等高分子材料；鉬絡(luò)合物或銥絡(luò)合物等磷光型有機(jī)材料。但是并不限于上述材料。也可以不使用有機(jī)材料，而使用可產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象的無機(jī)材料。電子輸送層34可以由電子輸送性能高的材料形成,例如可以使用PyPySPyPy等娃雜環(huán)戍二烯(silacyclopentadiene (silole))衍生物、硝代荷酮(nitro-substitutedfluorenone)衍生物、蒽醌二甲燒(anthraquinodimethane)衍生物等有機(jī)材料；三(8-輕基喹啉)招(tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum Alq3)等 8_ 輕基喹啉(8-quinolinole)衍生物的金屬絡(luò)合物；金屬酞菁(metal phthalocyanine)、3_(4_ 聯(lián)苯)~5~ (4_ 叔丁基苯基)-4-苯基-1，2,4_ 三唑(3_ (4-biphenyl) -5- (4-t-butyIphenyI)-
4-phenyl-l,2,4-triazole TAZ)等三唑衍生物、2- (4-聯(lián)苯基)_5_ (4-叔丁基)-1, 3,4- Il惡二唑(2_(4-biphenylyl) _5_(4-t-butyl)-I, 3,4-oxadiazole PBD)等卩惡二唑衍生物、巴克球、C6c!、碳納米管(carbon nanotube)等富勒烯。但并不限于上述材料。陰極4的材料可以使用與電子輸送層34接觸的區(qū)域的逸出功低，陰極整體反射及透過損失小的材料。具體地，陰極4可使用Al、Mg、Ag、Au、Ca、Li等金屬或其化合物,或者是含有上述金屬的合金等，使其構(gòu)成為單層或?qū)⑵鋵盈B。另外，可在與電子輸送層34接觸的區(qū)域形成薄的氟化鋰或氧化鋰等，控制電子注入特性。陰極4的厚度例如為10nm。如上所述，本實(shí)施方式中，采用在成膜面的一側(cè)，即陰極一側(cè)放出光的頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)。因此，陰極4為半透過性的電極，對(duì)于400 700nm波長的光的透過率的平均值例如為20%以上?？衫美珉姌O的膜厚等來調(diào)整透過率。雖然圖I和圖2中省略了圖示，但陰極4連接有引出電極(配線電極)。當(dāng)進(jìn)一步在陰極4上 層疊密封膜時(shí)，例如可以由對(duì)水蒸氣及氧氣透過率小的透明無機(jī)材料形成。密封膜的材料例如可使用氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiOxNy)、氧化鋁(AlOx)、氣化招(AlNx)等。稱為堤的隔壁部5的材料例如可使用含氟成分的感光性樹脂。通過使其含氟，對(duì)液態(tài)材料可起到撥液性的作用，因此在使用涂布法成膜時(shí)，能夠抑制液流(所謂的overlap)。而且，優(yōu)選由具有遮光性的材料形成隔壁部5。光譜帶吸收濾光器(BEF)6可以使用例如具有近似高斯形狀的吸收特性的單光譜帶吸收濾光器。光譜帶吸收濾光器6只要具有后述吸收特性，則對(duì)于其形狀和材質(zhì)并沒有限定。例如，光譜帶吸收濾光器6也可以是在顯示面粘貼薄膜或板狀濾光器，也可以通過在顯示面涂布或粘貼具有后述吸收特性的色素來構(gòu)成濾光器。但是，由于是單光譜帶吸收濾光器，因此，隨著以藍(lán)色(B)、紅色(R)、綠色(G)中哪一個(gè)為對(duì)象色彩，濾光器的吸收特性不同。下面的說明中，對(duì)以藍(lán)色(B)為對(duì)象色彩的情形下的最佳例子進(jìn)行說明。在說明中，為了便于說明，稱發(fā)光強(qiáng)度為最大的波長為中心波長。如圖3所示，在以藍(lán)色(B)為對(duì)象色彩的情形下，共振器結(jié)構(gòu)的輸出光譜(以下，稱為“共振器輸出光譜”)SI的中心波長UB)為470nm±10nm。其具有± IOnm的寬度是因?yàn)?，NTSC色純度要求的中心波長UB)依賴于共振器輸出光譜SI的寬度和PL形狀。另夕卜，也考慮到膜厚不均所產(chǎn)生的中心波長(XB)的偏移寬度。另一方面，光視效函數(shù)光譜的中心波長在明視覺標(biāo)準(zhǔn)下為555nm。此時(shí)，在本實(shí)施方式的最佳例子中，使用具有透過光譜S2的光譜帶吸收濾光器6，該光譜S2的吸收中心波長(\ a)為例如495nm。更加優(yōu)選在底部吸收0%時(shí)，峰部吸收為60%以上。另外，圖3中表示當(dāng)形成符合設(shè)計(jì)值的膜厚時(shí)，透過光譜帶吸收濾光器6而輸出的光的光譜(以下稱為發(fā)光輸出光譜)S3。光譜帶吸收濾光器6的吸收光譜S2與共振器輸出光譜SI接近，吸收率從共振器輸出光譜SI的中心波長(XB)偏向長波長一側(cè)單調(diào)增加。而且，作為一個(gè)重要因素，共振器輸出光譜SI的中心波長附近的透過率的變化，最好達(dá)到能夠充分抑制亮度變動(dòng)的程度。具體為，如圖4所示，令中心波長UB)處的透過率為T(O)，令距中心波長+IOnm的波長處的透過率為T(10)，則優(yōu)選透過率的比AT[ = T(10)/T(O)]為0.9以下，更優(yōu)選為0.7以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.6以下。如上所述，本實(shí)施方式使用滿足上述吸收條件的光譜帶吸收濾光器6，進(jìn)一步吸收由共振器結(jié)構(gòu)輸出的光的一部分。即，利用光譜帶吸收濾光器6控制中心波長(XB)附近的形狀，以使當(dāng)共振器輸出光譜SI的中心波長(XB)向高光視效率一側(cè)( 480nm)偏移時(shí)，發(fā)光輸出減少，當(dāng)中心波長(XB)向低光視效率一側(cè)( 460nm)偏移時(shí),發(fā)光輸出增力口。通過上述結(jié)構(gòu)，例如即使膜厚在設(shè)計(jì)值的±10nm的范圍內(nèi)發(fā)生偏差，導(dǎo)致共振器光路長度產(chǎn)生不均時(shí)，也能夠抑制亮度變動(dòng)。此時(shí)，相對(duì)于色度坐標(biāo)的相對(duì)于NTSC的色純度的偏差A(yù)u’ v’在0.05以內(nèi)，或者為將NTSC的色再現(xiàn)范圍擴(kuò)大的色度坐標(biāo)，滿足用于色彩顯示的良好色純度的條件。下面參照具體的計(jì)算結(jié)果說明可抑制亮度變動(dòng)的效果。以下的計(jì)算結(jié)果僅是一個(gè)例子，并不限定本實(shí)施方式。
例如，假定共振器的輸出光譜SI的中心波長(λ B)的設(shè)計(jì)值為472nm，圖5 (a)表示膜厚偏離設(shè)計(jì)值-Inm時(shí)的計(jì)算結(jié)果。圖5(b)表示膜厚符合設(shè)計(jì)值時(shí)的計(jì)算結(jié)果。圖5(c)表示膜厚偏離設(shè)計(jì)值+Inm時(shí)的計(jì)算結(jié)果。所使用的光譜帶吸收濾光器6具有吸收的中心波長(Xa)為500nm、吸收系數(shù)σ為IOnm的近似高斯形狀的吸收特性。透過率的比ΔΤ[ = T(10)/T(O)]大約為 0.9。圖5中所示各光譜內(nèi)，光譜SlO為光譜帶吸收濾光器6的透過光譜，光譜SI I為透過光譜帶吸收濾光器6而輸出的發(fā)光輸出光譜。光譜S12為用于作比較的未設(shè)置光譜帶吸收濾光器6時(shí)的發(fā)光輸出光譜。光譜S13為未使用共振器結(jié)構(gòu)發(fā)光時(shí)的內(nèi)部發(fā)光光譜,即光致發(fā)光光譜。進(jìn)一步，圖6表示計(jì)算當(dāng)膜厚在設(shè)計(jì)值附近變化時(shí)的正面亮度變化的結(jié)果。如圖5的計(jì)算結(jié)果所示，通過使用滿足上述條件的光譜帶吸收濾光器6，可使得在共振器輸出光譜SI的中心波長(λΒ)向高光視效率一側(cè)偏移時(shí)發(fā)光輸出減小，當(dāng)中心波長 (λ B)向低光視效率一側(cè)偏移時(shí)發(fā)光輸出增加。通過如上所述的調(diào)節(jié)作用，盡管因膜厚變化發(fā)光強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變動(dòng)，但如圖6的計(jì)算結(jié)果所示，膜厚變化帶來的亮度變動(dòng)得到抑制。SP，在不使用光譜帶吸收濾光器6時(shí)，膜厚在設(shè)計(jì)值附近± Inm的變化，產(chǎn)生±5%的亮度變化，與此相對(duì)，在使用光譜帶吸收濾光器6時(shí)，雖然設(shè)計(jì)值的亮度減小了 10%左右，但在膜厚變化± Inm時(shí)，亮度變化被抑制到±3%左右。需要注意，設(shè)計(jì)值為為透過濾光器后的發(fā)光在亮度和色度上為最佳化后的值。另一個(gè)例子如圖7所示。圖7表示光譜帶吸收濾光器6具有吸收的中心波長為495nm,吸收系數(shù)σ為IOnm的近似高斯形狀的吸收特性時(shí)的計(jì)算結(jié)果。透過率的比ΔΤ[ =T(10)/T(O)]大約為O. 7。此時(shí)，光譜形狀呈現(xiàn)與圖5同樣的傾向，但由于透過率的比AT的值變小，因膜厚變化產(chǎn)生的發(fā)光輸出的變動(dòng)幅度相應(yīng)變大。如圖8的計(jì)算結(jié)果所示，雖然設(shè)計(jì)值處的亮度減小20%，但在膜厚變化為±lnm時(shí)，膜厚變化產(chǎn)生的亮度變動(dòng)被抑制到±1%左右。即，通過使用在共振器輸出光譜SI的中心波長附近處透過率變化大的光譜帶吸收濾光器6，能夠更好地抑制亮度變動(dòng)。另一個(gè)例子如圖9所示。圖9表示光譜帶吸收濾光器6具有吸收的中心波長為495nm,吸收系數(shù)σ為15nm的近似高斯形狀的吸收特性時(shí)的計(jì)算結(jié)果。透過率的比ΔΤ[ =T(IO)/T(O)]大約為O. 6。此時(shí)，光譜形狀呈現(xiàn)與圖5和圖7同樣的傾向，但由于透過率的比AT的值變小，因膜厚變化產(chǎn)生的發(fā)光輸出的變動(dòng)幅度相應(yīng)變大。如圖10的計(jì)算結(jié)果所示，雖然設(shè)計(jì)值處的亮度減小35%，但可保持足夠的色純度并使膜厚變化產(chǎn)生的亮度變化幾乎為零。即，通過使用在共振器輸出光譜SI的中心波長附近處透過率變化更大的光譜帶吸收濾光器6，能夠更確實(shí)地抑制亮度變動(dòng)。圖11表示計(jì)算共振器輸出光譜SI的中心波長(λ B)處的光譜帶吸收濾光器6的吸收變化率Ra與膜厚變動(dòng)產(chǎn)生的亮度變化率RL(% )的關(guān)系的結(jié)果。吸收變化率Ra是將中心波長UB)處的吸收光譜的斜率除以波長λΒ的吸收率得到的，通過算式RA[l/nm]=[ Α(λΒ)/ λ]/Α(λΒ)求得。另外，亮度變化率RL (% )是，在令滿足NTSC色純度的最佳膜厚為d0時(shí)，d0±2nm的膜厚偏差產(chǎn)生的亮度的變化率。具體為，根據(jù)亮度變化率RL[% ]=[在d0±2nm時(shí)的亮度最大 最小的差]/[d0時(shí)的亮度]X 100算出的值。如圖11的結(jié)果所示，藍(lán)色(B)的發(fā)光元件的吸收變化率Ra[Ι/nm]優(yōu)選為-O. 01以下，更優(yōu)選為-O. 02以下。圖I所示的發(fā)光元件中由反射電極和半透過電極構(gòu)成第一和第二反射部件，但不限定于此，也可以形成與電極獨(dú)立的反射膜。此時(shí)，在該反射膜的元件一側(cè)的陽極和陰極可以是透明電極。(第二實(shí)施方式)本實(shí)施方式為第一實(shí)施方式的變形例，是由光譜帶吸收濾光器6調(diào)節(jié)的色彩為紅色(R)的實(shí)施方式。如圖12所示，在以紅色(R)為對(duì)象色彩時(shí)，共振器輸出光譜SI的中心波長UB)為620±20nm。其具有±20nm的寬度是因?yàn)?，NTSC色純度要求的中心波長(AR)依賴于共振器輸出光譜SI的寬度和PL形狀。另外，也考慮到膜厚不均所產(chǎn)生的中心波長UR)的偏移寬度。另一方面，光視效函數(shù)光譜的中心波長在明視覺標(biāo)準(zhǔn)下為555nm。此時(shí),在本實(shí)施方式的最佳例子中，使用具有透過光譜S2的光譜帶吸收濾光器6，該透過光譜S2的吸收中心波長Ua)為例如590nm。更加優(yōu)選在底部吸收0%時(shí)，峰部吸收為60%以上。另外，圖12中表示當(dāng)形成符合設(shè)計(jì)值的膜厚時(shí)，透過光譜帶吸收濾光器6而輸出的發(fā)光輸出光譜S3。光譜帶吸收濾光器6的吸收光譜S2與共振器輸出光譜SI接近，吸收率從共振器輸出光譜SI的中心波長(AR)偏向長波長一側(cè)單調(diào)減小。而且，作為一個(gè)重要因素，共振器輸出光譜SI的中心波長附近的透過率的變化，最好達(dá)到能夠充分抑制亮度變動(dòng)的程度。具體為，如圖13所示，令中心波長UR)處的透過率為T(O)，令距中心波長-IOnm的波長處的透過率為T (-10)，則優(yōu)選透過率的比A T [ = T (-10) /T (0)]為0. 9以下，更優(yōu)選為0. 7以下，進(jìn)一步優(yōu)選為0.6以下。 進(jìn)一步，與圖11同樣地，計(jì)算共振器輸出光譜SI的中心波長(AR)處的光譜帶吸收濾光器6的吸收變化率Ra與膜厚變動(dòng)產(chǎn)生的亮度變化率RL(% )的關(guān)系，結(jié)果為，紅色(R)發(fā)光元件的吸收變化率RA[l/nm]優(yōu)選為+0. 01以上，更優(yōu)選為+0. 02以上。如上所述，在以紅色(R)為對(duì)象色彩時(shí)，利用光譜帶吸收濾光器6控制中心波長(入R)附近的形狀，以使當(dāng)共振器輸出光譜SI的中心波長(入R)向高光視效率一側(cè)偏移時(shí)，發(fā)光輸出減小，當(dāng)中心波長(X R)向低光視效率一側(cè)偏移時(shí),發(fā)光輸出增加。因此，與藍(lán)色(B)的情形相同，例如膜厚在設(shè)計(jì)值的± IOnm范圍內(nèi)發(fā)生偏差，導(dǎo)致共振器光路長度產(chǎn)生不均時(shí)，也能夠抑制亮度變動(dòng)。(第三實(shí)施方式)本實(shí)施方式是第一和第二實(shí)施方式的變形例，在本實(shí)施方式中，由光譜帶吸收濾光器6控制的對(duì)象色彩為藍(lán)色(B)和紅色(R)兩者。即，準(zhǔn)備具有第一實(shí)施方式的吸收特性的光譜帶吸收濾光器和具有第二實(shí)施方式的吸收特性的光譜帶吸收濾光器，并將兩者層疊。這樣，使用沒有涂上藍(lán)色(B)和紅色(R)的濾光器就能得到抑制亮度變動(dòng)的效果。但并不限定于層疊兩層的結(jié)構(gòu)，也可以對(duì)于藍(lán)色(B)和紅色(R)發(fā)光元件分別配置濾光器。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，藍(lán)色(B)和紅色(R)兩方的亮度變動(dòng)都可以得到抑制。本實(shí)施方式不限定于具有兩個(gè)濾光器，也可以使用例如同時(shí)滿足第一實(shí)施方式的吸收特性條件和第二實(shí)施方式的吸收特性條件的吸收兩個(gè)光譜帶的單一濾光器。
(第四實(shí)施方式)在第一 第三實(shí)施方式中，對(duì)通過改變空穴注入層31的厚度調(diào)整RGB共振器光路長度的例子進(jìn)行了說明。但是并不限于此，也可以如圖14所示，通過改變發(fā)光層33的厚度調(diào)整RGB共振器光路長度。(第五實(shí)施方式)在第一 第四實(shí)施方式中，以頂部發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件為例進(jìn)行了說明。但是并不限于這種結(jié)構(gòu)，也可以是如圖15所示的底部發(fā)光結(jié)構(gòu)。圖15所示的例子中，通過使圖I的反射電極21為半透過電極，使陰極4為反射電極，而成為底部發(fā)光結(jié)構(gòu)。此時(shí)，可以如圖15所示，將光譜帶吸收濾光器6配置于基板1，或者也可以使用圖I所示的濾光器支承基板7將濾光器與基板I對(duì)置配置。但是其結(jié)構(gòu)不限定于此。(第六實(shí)施方式)
下面，說明制造圖I所示的RGB發(fā)光元件的工序的例子。首先，用蒸鍍或?yàn)R射法等依次形成反射電極21、透明電極22的薄膜?？赏ㄟ^照相平版印刷術(shù)形成上述電極21、22的圖案。然后，在基板I上涂布含氟的感光性樹脂，干燥并成膜后，通過例如照相平版印刷術(shù)形成具有如圖I所示的圖案的隔壁部5。在為被動(dòng)型的情形下，將電極21、22形成為條紋狀后，形成隔壁部5。另一方面，在為主動(dòng)型的情形下，將電極21、22形成為與每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路連接的島狀，然后形成隔壁部5。接著，用例如噴墨噴嘴等將空穴注入層32的液體材料涂布在由隔壁部5分隔的區(qū)域內(nèi)，干燥并成膜。對(duì)于空穴輸入層32、發(fā)光層33也同樣地利用涂布法對(duì)各元件分別涂布，并成膜?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)例如液體材料的涂布量來調(diào)節(jié)膜厚。接著，用蒸鍍法依次形成電子輸送層34和陰極4。可使用金屬掩膜等掩膜，或者利用隔壁部5的堤壩形狀，對(duì)陰極4形成圖案。例如在為被動(dòng)型的情形下，可將陰極4的圖案形成為條紋狀。另一方面，在為主動(dòng)型的情形下，可不形成圖案，而使其成為平板電極。最后，將薄膜狀的光譜帶吸收濾光器6貼附與濾光器支承基板7，再將薄膜支承基板7配置在與射出發(fā)光的成膜面相對(duì)的位置，由此可制造圖I和圖2所示的RGB發(fā)光元件。如上所述，根據(jù)第一 第六實(shí)施方式，在具有共振器結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，光譜帶吸收濾光器的透過量的最小值對(duì)應(yīng)的波長在共振器結(jié)構(gòu)共振器輸出光譜達(dá)到最大值的對(duì)應(yīng)的波長和光視效函數(shù)達(dá)到最大值的對(duì)應(yīng)的波長之間，利用該光譜帶吸收濾光器進(jìn)一步吸收從共振器結(jié)構(gòu)射出的光的一部分，從而可抑制共振器光路長度變動(dòng)引起的亮度變動(dòng)。換言之，即使膜厚偏離設(shè)計(jì)值，由于亮度變動(dòng)小，膜厚不均的可容許范圍變大，能夠提高生產(chǎn)率并降低成本。上述實(shí)施方式中所述的技術(shù)除了可應(yīng)用于有機(jī)薄膜發(fā)光元件，還可應(yīng)用于具有層疊元件結(jié)構(gòu)的無機(jī)薄膜發(fā)光元件(電場(chǎng)發(fā)光、發(fā)光二級(jí)管)。另外，可應(yīng)用于在表面以矩陣狀配置發(fā)光元件的發(fā)光型顯示裝置。也可以是從第一和第二反射部件兩方透射發(fā)光的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步，本發(fā)明不限定于RGB三色，也可以包含一種色或兩種色，或是其他顏色。以上，結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但在不脫離本發(fā)明的精神和權(quán)利要求的范圍內(nèi)，可對(duì)方式和細(xì)節(jié)可進(jìn)行各種替換、變形和變更，這對(duì)于具有本領(lǐng)域一般知識(shí)的本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是不言自明的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限定于上述實(shí)施方式和附圖的記載，而應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求書的記載及其等同的實(shí)施方式來確定。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，其特征在于 具有共振器結(jié)構(gòu)，和 光譜帶吸收濾光器， 其中， 所述共振器結(jié)構(gòu)包括第一反射部件、第二反射部件、和配置在所述第一反射部件與第二反射部件之間的發(fā)光層；在所述第一反射部件和所述第二反射部件之間共振的光的一部分經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過， 所述光譜帶吸收濾光器進(jìn)一步吸收經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過的光的一部分， 所述光譜帶吸收濾光器的透過量達(dá)到最小值的波長位于所述共振器結(jié)構(gòu)的共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長和光視效函數(shù)達(dá)到最大值的波長之間。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在于 所述共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長在470± IOnm的范圍內(nèi)， 令，所述共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長處的所述光譜帶吸收濾光器的透過率為T (0)，達(dá)到最大值的波長+IOnm的波長處的透過率為T (10)，則透過率的比A T [ = T (10) /T(O)]在0.9以下。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于 所述透過率的比AT在0.7以下。
4.如權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于 所述光譜帶吸收濾光器的透過量變化率Ra在-0. 01 [1/nm]以下。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在于 所述共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長在620±20nm的范圍內(nèi)， 令，所述共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長處的所述光譜帶吸收濾光器的透過率為T(O)，達(dá)到最大值的波長-IOnm的波長處的透過率為T(_10)，則透過率的比A T[=T (-10)/T (O)]在 0.9 以下。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于 所述透過率的比AT在0.7以下。
7.如權(quán)利要求1、5、6中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于 所述光譜帶吸收濾光器的透過量變化率Ra在+0. 01 [1/nm]以下。
8.如權(quán)利要求I 7中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于 色度坐標(biāo)相對(duì)于NTSC色純度的偏差A(yù) u’ V’在0. 05以內(nèi)，或?yàn)閿U(kuò)大NTSC的色彩再現(xiàn)范圍的色度坐標(biāo)。
9.一種顯示裝置，其特征在于 具有多個(gè)共振器結(jié)構(gòu)和所述多個(gè)共振器結(jié)構(gòu)共用的光譜帶吸收濾光器， 其中， 所述共振器結(jié)構(gòu)包括第一反射部件、第二反射部件、和配置在所述第一反射部件與第二反射部件之間的發(fā)光層；在所述第一反射部件和所述第二反射部件之間共振的光的一部分經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過， 所述光譜帶吸收濾光器進(jìn)一步吸收經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過的光的一部分， 所述光譜帶吸收濾光器的透過量達(dá)到最小值的波長位于所述共振器結(jié)構(gòu)的共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長和光視效函數(shù)達(dá)到最大值的波長之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及共振器結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件和顯示裝置，即使在例如膜厚照比設(shè)計(jì)值發(fā)生偏差時(shí)，也能夠抑制亮度變動(dòng)。本發(fā)明的發(fā)光元件具有共振器結(jié)構(gòu)和光譜帶吸收濾光器，所述共振器結(jié)構(gòu)包括第一反射部件、第二反射部件、和配置在所述第一反射部件與第二反射部件之間的發(fā)光層；在所述第一反射部件和所述第二反射部件之間共振的光的一部分經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過，所述光譜帶吸收濾光器進(jìn)一步吸收經(jīng)所述第一反射部件或所述第二反射部件透過的光的一部分，所述光譜帶吸收濾光器的透過量達(dá)到最小值的波長位于從所述共振器結(jié)構(gòu)射出的共振器輸出光譜達(dá)到最大值的波長和光視效函數(shù)達(dá)到最大值的波長之間。
文檔編號(hào)H05B33/24GK102804921SQ20098015984
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2009年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月11日
發(fā)明者吉岡俊博, 內(nèi)田敏治 申請(qǐng)人:日本先鋒公司