DE69823276T2

DE69823276T2 - Organische elektrolumineszente anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69823276T2
Application number: DE69823276T
Authority: DE
Inventors: Mitsuru Eida; Chisio Hosokawa; Masahide Matsuura
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1997-02-04
Filing date: 1998-02-04
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2018-02-05
Also published as: WO1998034437A1; KR20000064839A; KR100529450B1; EP0892589B1; US5869929A; US20020021087A1; EP0892589A4; DE69823276D1; TW441220B; US6344712B1; JP3224237B2; CN1216209A; CN1173603C; EP0892589A1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung (nachfolgend einfach als „organische EL Anzeigevorrichtung" abgekürzt). Die Erfindung betrifft insbesondere eine organische EL Anzeigevorrichtung, die geeignet ist als Anzeige, als Lichtquelle für einen Druckerknopf oder dergl., für den zivilen und industriellen Gebrauch.
Stand der Technik
Die auch allgemein als „Mensch-Maschine-Schnittstelle" benannt, bildet eine elektrische Anzeigevorrichtung eine elektronisch Vorrichtung zum visuellen Übertragen verschiedener Informationen von verschiedenen Maschinen auf einen Mensch und hat damit eine wichtige Rolle als Schnittstelle, um den Mensch mit einer Maschine zu verbinden.
Von der elektrischen Vorrichtung gibt es eine aktive Art (lichtemittierende Art) und eine passive Art (lichtaufnehmende Art). Die aktive Art umfasst CRT (Kathodenstrahlrohr), PDP (Plasma-Anzeigetafel) ELD (Elektrolumineszenz-Anzeige/EL-Anzeigevorrichtung), VFD (Vakuumfluoreszenz-Anzeige), LED (lichtemittierende Diode) oder dgl. Die passive Art umfasst anderseits LCD (Flüssigkristall-Anzeige), ECD (elektrochemische Anzeige), EPID (elektrophoretische Bildanzeige), SPD (Suspended Particle Display), TBD (Twisting Ball Deisplay), PLZT (transparente Keramikanzeige unter Verwendung einer starken dielektrischen PLZT [(Pd, La) (Zr, Ti)O₃], oder dgl.
Die EL Anzeige-Vorrichtung (ELD) oder ein EL-Element, welche die ELD aufbaut, hat eine hohe Visualität aufgrund der Selbstemission und eine hohe Stabilität gegenüber Schock, da sie vollständig massiv ist. Die Entwicklung von verschiedenen EL Anzeige-Vorrichtungen ist deshalb in Gang, wobei anorganische und organische Stoffe bei den emittierenden Schichten verwendet werden. U. a. gibt es eine organische EL Anzeige-Vorrichtung, wobei die organische Verbindung zwischen zwei Elektroden angeordnet ist, wobei erwartet wird, dass die Anzeige sehr effizient und sehr helles Licht in verschiedenen Farben emittieren kann, da eine entsprechende Vielfalt an organischen Verbindungen vorhanden ist.
Entsprechend wurden Verfahren zur Herstellung einer vielfarbigen organischen Anzeige-Vorrichtung entwickelt. Beispielsweise offenbart die japanische Patent-Veröffentlichungsschrift Nr. Hei8-264828 ein Verfahren zum Emittieren jede der unterschiedlichen Farben (insbesondere der drei Grundfarben rot, blau und grün), wobei die emittierenden Teile der organische EL Anzeigevorrichtung diskret in einer Ebene angeordnet werden.
Eine Schwierigkeit besteht jedoch darin, dass es notwendig ist, neue emittierende Materialien für jede Farbe zu entwickeln, um emittierende Teile der organische EL Anzeigevorrichtung eben und diskret anzuordnen und durch emittierendes Licht die verschiedenen Farben anzuzeigen, wobei diese eine tiefe Lebensdauer in einem Verfahren, (beispielsweise Photolithographie) aufweisen, in welchem Verfahren eben und diskret angeordnet wird, wobei das Material per se eine organische Verbindung ist.
Ein Verfahren zum Aufteilen oder Modulieren von monochromem Licht durch eine farbmodulierende Schicht, beispielsweise ein Farbfilter oder eine fluoreszierende Schicht) wurde bereits vorgeschlagen (japanische Patent-Veröffentlichungs schrift Nr. Hei3-152897). Dieses Verfahren ist ausgezeichnet in der Hinsicht, dass sie einfach konstruiert werden kann, da eine einzige Farbe als emittierende Schicht ausreichend ist.
Es gibt jedoch einige Lücken zwischen einem organischen EL Element und einer farbmodulierenden Schicht oder zwischen farbmodulierenden Schichten da es notwendig ist, eine farbmodulierende Schicht zusätzlich zum organischen EL Element vorzusehen. Aufgrund dieser Lücken gibt es einen Lichtverlust aus dem organischen EL Element oder der lichtmodulierenden Schicht und zudem ist der Sichtwinkel kleiner (beispielsweise Farbverschiebung), so dass eine organische EL Anzeigevorrichtung mit einer tiefen Visualität resultiert.
Aus der japanischen Patent-Veröffentlichungsschrift Nr. Hei5-94878 ist eine EL Anzeigevorrichtung bekannt, bei welcher eine transparente Kunststoffschicht zwischen einem EL Element und einem Farbfilter vorgesehen ist, wobei die Dicke der transparenten Farbschicht dünner als der Abstand zwischen Pixels des EL Elementes (siehe 15).
Das Problem des Sichtwinkels ist nicht angemessen gelöst, da es keine Schattierungsschicht in dieser Anordnung gibt und wobei das Entweichen von Licht durch die Seitenfläche der Farbfilterschicht nicht kontrolliert werden kann. Wird anstelle der Farbfilterschicht eine fluoreszierende Schicht verwendet, so fluoresziert das Fluoreszenzpigment (Farbstoff) isotropischer und als Resultat entweicht mehr Licht, so dass die Visualität noch geringer wird.
In der japanischen Patent-Veröffentlichungsschrift Nr. Hei5-258860 ist eine multifarbige Fluoreszenz-Vorrichtung offenbart, bei welcher eine Fluoreszenzmedium so angeordnet wird, derart, dass Fluoreszenz von einem organischen EL Element empfangen werden kann (siehe 16).
Das Problem des Sichtwinkels wurde nicht angemessen gelöst, da keine Schattierungsschicht zwischen Fluoreszenzmedi en bei solchen Konstruktionen gezeigt ist.
Die japanische Patent-Veröffentlichungsschrift Nr. Hei5-94879 offenbart eine EL Platte, bei welcher ein Abstandmittel vorgesehen ist, welche schattierende Eigenschaften aufweist und die sich im Wesentlichen senkrecht zur Substratoberfläche des EL Elementes erstrecken, wobei ein Farbfilter gegenüber angeordnet ist (siehe 17).
Obwohl in diesem Fall das Problem des Sichtwinkels nicht besteht, wird die Beziehung zwischen der Dicke der Schattierungsschicht und diejenige der farbmodulierenden Schicht sowie die Beziehung zwischen dem Abstand des organischen EL Elementes zur Schattierungsschicht und die Dicke der Schattierungsschicht nicht berücksichtigt, weshalb das Problem besteht, dass eine organische EL Anzeigevorrichtung in der Praxis nicht konstruiert werden kann.
In der japanischen Patent-Veröffentlichungsschrift Nr. Sho63-4088 ist eine Farbanzeige offenbart, bei welcher ein EL Element und ein Farbfilter gegenüber angeordnet sind (siehe 18). Bei dieser Ausbildung wird jedoch die Beziehung zwischen der Dicke der Schattierungsschicht und diejenige der farbmodulierenden Schicht und die Beziehung zwischen dem Abstand zwischen dem organischen EL Element und der Schattierungsschicht und die Dicke der Schattierungsschicht nicht berücksichtigt, so dass hier das Problem besteht, dass eine vielfarbige EL Anzeige-Vorrichtung in der Praxis nicht konstruiert werden kann.
Die JP-A-8279394 offenbart eine vielfarbige lichtemittierende Vorrichtung, die eine transparente isolierende anorganische Oxidschicht aufweist, die angeordnet ist zwischen einer fluoreszierenden Schicht und einem organischen EL Element. Zudem ist eine Schutzschicht und eine Adhäsionsschicht zwischen einer transparenten isolierenden organischen Oxidschicht und einem organischen EL Element. Die transparen te isolierende Oxidschicht hat eine Dicke zwischen 0,01 und 200 mμ (micron).
Die JP-A-6106778 offenbart einen endflächenlichtemittierenden EL Elementkopf. Dieser Kopf wird benutzt für einen Linienkopf einer elektrofotografischen Vorrichtung oder einer Druckervorrichtung und nicht für eine Anzeige-Vorrichtung. Diese Schrift offenbart keinen farbmodulierenden Teil oder eine Schattierungsschicht und legt eine solche auch nicht nahe.
Die JP-A-6106778 bezieht sich auf einer organisches elektrolumineszierendes Element. Um eine stabile weisse lumineszierende Charakteristik über eine lange Zeit zu erhalten, werden eine blaue lumineszierende Schicht und eine grüne lumineszierende Schicht auf einer organischen lumineszierenden Schicht laminiert. Ein Bereich mit einem roten fluoreszierenden Farbstoff ist auf der grünen lumineszierenden Schicht angeordnet. Sichtbarkeit, und ermöglicht eine Vermeidung von Farbverschiebung (Farbmischung).
Offenbarung der Erfindung
Die organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung der Erfindung besitzt ein farbmodulierendes Teil, das eine Schattierungsschicht und eine farbmodulierende Schicht aufweist, wobei ein organisches EL Element vorgesehen ist, das ein organisches EL Element aufweist und mit einem transparenten Medium, das eingebettet ist zwischen dem genannten farbmodulierenden Teil und dem genannten organischen EL Elektrolumineszenz-Teil, wobei das Verhältnis d2 ≧ d1 erfüllt ist, wobei d1 der Abstand zwischen dem genannten farbmodulierenden Teil und dem genannten organischen EL Elektroluminiszenz-Teil und d2 die Dicke der Schattierungsschicht ist.
Ist die organische EL Anzeige-Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist sie vorzugsweise so konstruiert, dass farbmodulierende Teil mit unterschiedlichen Arten von farbmodulierenden Schichten ausgebildet ist.
Ist die organische EL Anzeige-Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist bevorzugt, das farbmodulierende Teil mit einer Art einer farbmodulierenden Schicht ausgebildet.
Ist die organische EL Anzeige-Vorrichtung gemäss der Erfindung ausgebildet, so wird vorzugsweise die Beziehung T1 ≧ T2 erfüllt, wobei die Dicke der schattierenden Schicht T1 und diejenige der farbmodulierenden Teil T2 ist.
Ist die organische EL Anzeige-Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist bevorzugt, die Beziehung
|T1 – T2| 2.0 μm, wobei T1 die Dicke der Schattierungsschicht und T2 diejenige der farbmodulierenden Schicht ist.
Ist die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der Erfindung ausgebildet, so ist vorzugsweise die Beziehung S2 ≧ S1 erfüllt, wobei S1 die Fläche des lumineszierenden Bereichs des organischen EL Elementes und S2 diejenige der farbmodulierenden Schicht ist.
Ist die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist bevorzugt die farbmodulierende Schicht aus einer fluoreszierenden Schicht hergestellt.
Ist die organische EL Anzeige-Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist vorzugsweise die Schichtdicke der farbmodulierenden Schicht gleich oder dicker als 5 μm.
Ist die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist vorzugsweise die Beziehung |n1 – n2| < 0,4 erfüllt, wobei n1 der Brechungsindex der farbmodulierenden Schicht und n2 derjenige des transparenten Mediums ist.
Ist die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist Dicke der Schattierungsschicht von der transparenten Mediumseite zur Gegenseite graduell oder stufenweise reduziert.
Ist die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist die Durchlässigkeit von Licht im sichtbaren Bereich von 400 nm zu 700 nm der Schattierungsschicht 10% oder geringer.
Ist die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildet, so ist vorzugsweise der Reflexionsfaktor von Licht im sichtbaren Bereich von 400 nm bis 700 nm in der Schattierungsschicht 10% oder mehr.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die 1 zeigt eine Ausführung der organische EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei (a) ein Schnitt und (b) und (c) perspektivische Ansichten sind.
2 ist ein Schnitt zur Erläuterung eines Trägersubstrates, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wobei (a) und (b) den Fall zeigen, in dem ein transparentes Tragsubstrat verwendet wird und (c) zeigt den Fall, in dem es nicht notwendig ist, ein transparentes Substrat zu verwenden.
Die 3 ist ein Schnitt zur Erläuterung der Beziehung zwischen d1 und d2, wobei d1 der Abstand ist zwischen dem organischen EL Lumineszenzteil und dem farbmodulierenden Teil; d2 ist die Breite der Schattierungsschicht, wobei (a) zeigt den Fall von d1 > d2 und (b) den Fall von d1 ≦ d2.
Die 4 zeigt einen Schnitt zur Erläuterung des Sichtwinkels gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die 5 ist ein Schnitt zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Dicke der Schattierungsschicht T1 und derjenigen der farbmodulierenden T2, wobei (a), (b) und (c) den Fall T1 < T2 zeigen und (d), (e) und (f) den Fall von T1 ≧ T2 zeigen.
Die 6 illustriert die Beziehung S2 ≧ S1 der vorliegenden Erfindung.
Die 7 ist ein Schnitt zur Erläuterung der Beziehung zwischen der Fläche des lumineszierenden Bereiches des organischen EL Elementes S1 und derjenigen der farbmodulierenden Schicht S2, wobei (a) den Fall S1 > S2 und (b) den Fall S1 ≦ S2 zeigt.
Die 8 zeigt einen Schnitt zur Erläuterung der farbmodulierenden Schicht gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei (a) den Fall zeigt, in dem ein Farbfilter verwendet wird und (b) den Fall zeigt, wo eine fluoreszierende Schicht verwendet wird.
Die 9 zeigt Schnitte zur Erläuterung der Form der Schattierungsschicht gemäss der vorliegenden Erfindung, wobei (a) eine rechteckige Form, (b) eine umgekehrte trapezoide Form und (c) eine T-förmige Form zeigt.
Die 10 ist ein Schnitt, welcher schematisch den reflektierenden Teil der Schattierungsschicht in der Seitenfläche zeigt, welche die farbmodulierende Schicht kontaktiert, wobei (a) den Fall zeigt, wo keine reflektierende Schicht vorhanden ist, (b) zeigt den Fall, wo ein reflektierender Teil einer rechteckigen Schattierungsschicht vorgesehen ist und (c) zeigt den Fall, bei dem ein reflektierender Teil in einem invertierten trapezoidalen Schicht vorgesehen ist.
Die 11 ist eine schematische Darstellung eines Musters der Schattierungsschicht gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die 12 ist eine schematische Darstellung eines Punktmusters der Streifenanordnung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die 13 ist eine schematische Darstellung des Streifenmusters der Anode gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die 14 ist eine schematische Darstellung des Streifenmusters der Kathode gemäss der vorliegenden Erfindung.
Die 15 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wobei eine durchsichtige Schicht zwischen einem EL Element und einem Farbfilter vorgesehen ist.
Die 16 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wobei ein lumineszierendes Medium angeordnet ist, um Lumineszenz von einem organischen EL Element zu empfangen.
Die 17 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wobei ein Abstandhalter mit Schattierungseigenschaft in Lücken von Pixel des EL Elementes angeordnet ist.
Die 18 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wobei ein EL Element und Farbfilter gegenüber angeordnet sind.
Die 19 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Einflusses der Unebenheit der Oberfläche in einem farbmodulierenden Teil (Teil 1), wobei (a) den Fall zeigt, wo die Unebenheit der Oberfläche in einem farbmodulierenden Teil gross ist und (b) zeigt den Fall, wo die Unebenheit der Oberfläche in einem farbmodulierenden Teil klein ist.
Die 20 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Einflusses der Unebenheit der Oberfläche in einem farbmodulierenden Teil (Teil 2).
Die 21 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Falles, bei dem eine transparente abgeflachte Schicht auf ein farbmodulierendes Teil aufgelegt ist.
Bevorzugte Ausführung zur Durchführung der Erfindung
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zur Ausführung der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Referenzzahlen anhand der Figuren erläutert.
1. Ausbildung der organischen EL Vorrichtung
Wie die 1a bis 1c zeigen ist die organische EL Anzeige-Vorrichtung 100 hergestellt mit einem farbmodulierenden Teil 2 und einem organischen EL Lumineszenzteil 3, zwischen denen sandwichartig ein transparentes Medium 1 angeordnet ist. Im farbmodulierenden Teil 2 sind wiederholend und diskret in einer Ebene eine Mehrzahl von Schattierungsschichten 21 und eine Mehrzahl von farbmodulierenden Schichten 22 angeordnet. In einem organischen EL lumineszierenden Teil 3 sind eine Mehrzahl von organischen EL Elementen in einer Ebene und diskret angeordnet, wobei die Kompositionen korrespondierend sind zur farbmodulierenden Schicht 22.
Wenn nun jedes organische EL Element luminesziert, durchdringt das Licht das transparente Medium 1 und das Licht emittiert vom organische EL Element 31 wird durch die modulierende Schicht 22 zerlegt oder moduliert und wird als Lumineszenz sichtbar, deren Farbe unverschieden ist vom Licht des organischen EL Elementes 31.
Ist jedes farbmodulierende Teil 2 mit unterschiedlichen Arten von farbmodulierenden Schichten 22 versehen, so wird eine vielfarbige Anzeige durch die organische EL Anzeigevorrichtung 100 möglich. Eine mehrfarbige Anzeige kann auch ausgeführt werden durch die Übermittlung von Lumineszenz des organischen EL Elementes 31 ohne Modulation durch Bilden eines Teils (transparente Schicht), in welcher eine farbmodulierende Schicht in einem Teil des farbmodulierenden Teils 2 nicht vorgesehen ist.
Ist das farbmodulierende Teil 2 aus farbmodulierenden Schichten der gleichen Art ausgebildet, so ist eine einfarbige Anzeige in der organischen EL Anzeigevorrichtung 100 möglich.
Nachfolgend wird die Ausbildung eines Trägersubstrates in der organischen EL Anzeigevorrichtung 100 gemäss der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. In der Praxis benötigte die organische EL Anzeigevorrichtung 100 ein Substrat, um dieses zu tragen.
Beispiele für ein solches Substrat sind in den 2a bis 2c gezeigt. Die 2a illustriert den Fall, wo das transparente Medium 1 eine weitere Funktion als Trägersubstrat besitzt und ein transparentes Trägersubstrat 41 bildet.
Gemäss 2b ist ein transparentes Trägersubstrat 41 unterhalb der farbmodulierenden Schichten 22 und der Schattierungsschichten 21 angeordnet.
In der 2c werden zwei Trägersubstrate verwendet; das erste Trägersubstrat 41 ist unterhalb der farbmodulierenden Schichten 22 und die Schattierungsschichten 21 angeordnet; das zweite Trägersubstrat 4 ist auf einem organischen EL Element-Lumineszenzteil 3 angeordnet, welches das organische EL Element 31 umfasst.
Die Gründe, warum die Beziehung zwischen dem Abstand (d1) des farbmodulierenden Teils 2 zu einem organischen EL lumineszierenden Teil 3 und die Dicke (d2) der Schattierungsschicht 21 im Fall einer mehrfarbigen oder monochromen Anzeige der organischen EL Anzeige-Vorrichtung 100 eingeschränkt werden muss und insbesondere, warum die Beziehung d2 ≧ dl in der organischen EL Anzeige-Vorrichtung 100 erfüllt sein muss, wird nachfolgend anhand der 3a und 3b näher erläutert. Der Abstand (d1) vom farbmodulierenden Teil 2 zu einem organische EL lumineszierenden Teil 3 ist definiert als der kürzeste Abstand zwischen einer Schattierungsschicht 21 und einer farbmodulierenden Schicht 22 des farbmodulierenden Teils 2 und einer Position entsprechend der Grenze zum transparenten Medium 1. Ist die Position korrespondierend zur genannten Grenze definiert, werden eine Schattierungsschicht 21 und/oder eine farbmodulierende Schicht 22 so gewählt, dass der Abstand zu einem organischen EL Element am kürzesten ist. Weiter einschränkend ist sie ausgedrückt als eine Länge (Distanz) einer Senkrechten, die gezogen wird von der Position korrespondierend zur Grenze zwischen einer Schattierungsschicht 21 oder einer farbmodulierenden Schicht 22 und dem transparenten Medium 1 zu einer Position hauptsächlich korrespondierend zu einem lumineszierenden Teil, wie beispielsweise eine lumineszierende Schicht in einem organischen EL Element. In den 3a und 3b ist d1 ebenfalls ausgedrückt als eine Distanz einer Senkrechten dieser Art; d2 ist ausgedrückt als eine Dicke der Schattierungsschicht 21 auf der Seite, welche des transparente Medium 1 kontaktiert; d2 ist auf diese Weise ebenfalls in den 3a und 3b gezeigt.
Da das vom organischen EL Element 31 emittierte Licht isotropisch strahlend ist, wird dieses, wenn das Licht im transparenten Medium 1 nicht absorbiert wird, wird die Intensität des Lichts gleichmässig verteilt, abhängig von dem Abstand zum genannten organische EL Element 31. Deshalb, wie in 3a gezeigt, wird ein wesentlicher Betrag des Lichtes nicht nur zu einer farbmodulierenden Schicht 22a entsprechend der Position des korrespondierenden organische EL Elementes 31 abgegeben, sondern auch zu einer benachbarten farbmodulierenden Schicht 22b.
Ist gemäss 3a d1 > als d2, so wird der Einfallswinkel (θ₁) des Lichtes in die farbmodulierende Schicht 22b gross und die Intensität des Lichtes in der farbmodulierenden Schicht 22b hoch. Als Resultat wird das Licht mit einer Farbe aus einer nicht gewünschten farbmodulierenden Schicht 22b wesentlich gemischt („Farbmischung") und zudem kann das Licht mit einer gewünschten Farbe infolge Zerlegung oder Modulation in einer farbmischenden Schicht 22a und das Licht korrespondierend zu einer gewünschten Farbe kann nicht angemessen visualisiert werden. „Farbmischung" gemäss der vorliegenden Erfindung ist dann der Fall, wenn die X- und Y-Verschiebungen grösser sind als 0,02 gegenüber CIE chromatische Koordinaten des lumineszierenden Lichtes von der eigentlichen farbmodulierenden Schicht.
Im Fall, wenn die farbmodulierenden Schichten gleich sind, d. h. wenn die oben genannten farbmodulierenden Schichten 22a und die farbmodulierende Schicht 22b gleichartig sind, tritt das Farbmischungsproblem auch dann nicht auf, wenn d1 > als d2 ist, wobei die Anzeige unklar und flau wird sowie Klarheit vermissen lässt.
Ist im Gegensatz dazu gemäss 3b die Beziehung d2 ≧ d1 erfüllt, wird der Einfallwinkel (θ₂) des Lichtes in die farbmodulierende Schicht 22b klein und die Intensität des Lichtes in der farbmodulierenden Schicht 22b wird gering. Als Resultat davon wird Farbmischung vermindert und das Licht korrespondierend zum gewünschten Licht kann visualisiert werden.
Somit kann im Fall, wenn eine mehrfarbige oder monochrome Anzeige mit einer organischen EL Anzeige-Vorrichtung 100 gemäss der vorliegenden Erfindung eine praktische organische EL Anzeige-Vorrichtung mit verminderter Farbverschiebung (Farbmischung) erreicht werden, indem das Licht einfallend in die benachbarte farbmodulierende Schicht 22b durch eine Schattierungsschicht auf beiden Seiten der farbmodulierenden Schicht 22a vermindert ist, indem die Beziehung d2 ≧ dl erfüllt ist.
Sind die farbmodulierenden Schichten von der gleichen Art, kann der Erfüllung der genannten Beziehung eine unklare und flaue Anzeige vermieden werden.
Die Beziehung zwischen d1 und d2, vorzugsweise (d2 – d1) liegt im Bereich von 1–100 mμ. Beträgt der Wert (d2 – d1) kleiner als 1 mμ, kann Ungleichheiten der Dicke der transparenten Schicht 1 Bereiche bilden, welche die Beziehung d2 ≧ d1 teilweise nicht erfüllt. Ist hingegen der Wert (d2 – d1) grösser als 100 mμ, so wird die Dicke der Schattierungsschicht 1 gross, wodurch eine Verminderung der hohen Feinheit und Klarheit des Bildes beeinträchtigt wird.
Entsprechend ist der mehr bevorzugte Wert (d2 – d1) innerhalb des Bereiches von 5–50 mμ und der am meisten bevorzugte Bereich (d2 – d1) ist innerhalb des Bereiches von 10–40 mμ.
Seite 14 oben
Zusätzlich wird bevorzugt, das Verhältnis T1 ≧ T2 in der organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung zu realisieren, wobei T1 eine Dicke der Schattierungsschicht; T2 eine Dicke der farbmodulierenden Schicht ist. Der Grund hierfür wird nachfolgend anhand der 4 und 5a bis 5f erläutert.
Um den Grund zu erläutern, warum die Beziehung T1 ≧ T2 bevorzugt wird, wird die Beziehung mit dem Sichtwinkel diskutiert. Wie in 4 gezeigt, ist der Sichtwinkel definiert als jeder Winkel, bei dem eine gewünschte Farbe des Lichtes ändert im Fall der Sichtwinkel wird geändert von rechts und links seitlich der Front der organischen EL Anzeige-Vorrichtung.
Wie in 4 gezeigt, wenn die gewünschte Farbe des Lichtes bei jedem Winkel, der mit zwei geneigten Pfeilen ausgehend vom organischen EL Anzeigevorrichtung 31 gezeigt ist, wird der Sichtwinkel ausgedrückt als ein positiver oder negativer Winkelwert.
Die 5a, 5b und 5c zeigen den Fall, bei dem die Dicke T1 der Schattierungsschicht 21 kleiner ist als die Dicke T2 der farbmodulierenden Schicht 22a, d. h. T1 < T2. Andererseits zeigen die 5d, 5e und 5f den Fall, bei welchem die Dicke T1 der Schattierungsschicht 21 grösser ist als die Dicke T2 der farbmodulierenden Schicht 22a, d. h. T1 > T2.
Die 5a und 5d zeigen die Ausführung, bei welcher die Farbe in einem sehr kleinen Winkel beobachtet werden kann, wobei der Winkel zur Betrachtung der organische EL Anzeigevorrichtung nach links oder rechts geändert wird. Kurz gesagt, der Sichtwinkel kann eng werden und dies könnte unvorteilhaft sein.
Ist andererseits bei der Ausführung gemäss der 5d die Dicke T1 der Schattierungsschicht 21 grösser als die Dicke T2 der farbmodulierenden Schicht 22a, so ist das Licht mit einem Winkel (θ₃) zur farbmodulierenden Schicht 22b emittiert vom organische EL Element 31 angemessen schattiert durch eine Schattierungsschicht 21 und kann nicht in die farbmodulierende Schicht 22b eindringen.
Es ist deshalb selten, dass das Licht mit einer ungewünschten Farbe in die farbmodulierende Schicht 22b emittiert wird und dass das Licht der ungewünschten Farbe visualisiert wird.
Da es selten wird, dass Licht von ungewünschten Farben und das Licht von unbeabsichtigten Farben gemischt werden, ist es möglich, das Licht von gewünschten Farben in einem weiten Winkelbereich zu visualisieren. Somit kann ein Zustand mit einem weiten Bereich des Sichtwinkels erreicht werden.
In der Anordnung gemäss 5b, bei welcher die Dicke T1 der Schattierungsschicht 21 angeordnet an der Bodenfläche eines durchscheinenden Mediums 1 mit einer uniformen Dicke, die kleiner ist als die Dicke T2 der farbmodulierenden Schicht 22a, die ähnlich angeordnet ist, so ist das Licht der zerlegten oder modulierten in der farbmodulierenden Schicht 22a nicht angemessen schattiert durch die Schattierungsschicht 21.
Somit dringt das unschattierte Licht in einen Teil einer farbmodulierenden Schicht 22b, die benachbart ist zur farbmodulierenden Schicht 22a mit einem Winkel. In 5b ist das Licht, das von einer farbmodulierenden Schicht 22a in eine farbmodulierende Schicht 22 eindringt mit einem geneigten punktierten Pfeil eingezeichnet, welcher von der farbmodulierenden Schicht 22a ausgeht.
Funktioniert die Schattierungsschicht 21 nicht angemessen in dieser Weise, so besteht die Tendenz, dass das Licht von ungewünschten Farben aus der farbmodulierenden Schicht 22a und das Licht von unbeabsichtigten Farben aus der farbmodulierenden Schicht 22b sich mischen und eine Änderung des Lichtes in einem sehr engen Winkelbereich könnte beobachtet werden, wenn der Winkel, unter welchem das organische EL Element 31 gesehen wird, nach rechts oder links geändert wird.
Es kann somit ein ungewünschter Zustand entstehen, in welchem der Sichtwinkel klein wird, insbesondere, wenn eine farbmodulierende Schicht 22 isotropisch fluoreszierende als Fluoreszenzschicht, wird der Sichtwinkel wesentlich eng.
Ist andererseits bei der Ausführung gemäss 5e die Dicke T1 einer Schattierungsschicht 21 grösser als die Dicke T2 einer farbmodulierenden Schicht 22a, so ist das Licht, das einen Winkel zur farbmodulierenden Schicht 22b aufweist und in der farbmodulierenden Schicht 22 zerlegt oder moduliert ist, so ist dieses Licht ausreichend durch die Schattierungsschicht 21 schattiert und tritt nicht in die genannte farbmodulierende Schicht 22b ein.
Deshalb ist es selten, dass Licht einer unbeabsichtigten Farbe visualisiert wird. Das Licht einer gewünschten Farbe kann in einem weiten Winkelbereich visualisiert werden, indem das Vermischen des Lichtes einer gewünschte Farbe und das Licht einer unbeabsichtigten Farbe vermindert wird. Es kann somit ein bevorzugter Zustand erreicht werden, indem ein weiter Bereich des Sichtwinkels vorhanden ist.
Bei der Ausführung gemäss 5c ist es möglich, dass das Licht, das in einer geneigten Richtung vom organischen EL Element 31 kommt, nicht hinreichend durch die Schattierungsschicht 21 schattiert wird, so dass das Licht der zerlegten oder modulierten Farbe in der farbmodulierenden Schicht 22a durch die Schattierungsschicht 21 nicht angemessen schattiert wird.
Wie bereits oben bezüglich der 5a und 5b erläutert, besteht die Tendenz, dass das Licht einer gewünschten Farbe von der farbmodulierenden Schicht 22a und das Licht einer ungewünschten Farbe sich mischen.
Wird somit der Winkel, in dem das organische EL Ele ment 31 betrachtet wird, von rechts oder links geändert wird, so wird eine Änderung des Lichtes in einem sehr engen Winkelbereich visualisiert, so dass der Sichtwinkel enger wird, und dies würde zu einem unvorteilhaften Zustand führen.
Kommt hingegen das Licht bei der Ausführung gemäss 5f von einem organische EL Element 31 in einer geneigten Richtung, so kann dies angemessen durch eine Schattierungsschicht 21 schattiert werden und das Licht, das einen Winkel zur farbmodulierenden Schicht 22 aufweist und in der farbmodulierenden Schicht 22a zerlegt oder moduliert wurde, kann ebenfalls angemessen durch die Schattierungsschicht 21 schattiert werden.
Es wird somit möglich, das Licht einer gewünschten Farbe in einem weiten Winkelbereich zu visualisieren, indem das Mischen des Lichtes einer gewünschten Farbe und des Lichtes einer unbeabsichtigten Farbe reduziert wird. Damit kann ein bevorzugter Zustand erreicht werden, in welchem der Sichtwinkel gross ist.
Bei der organischen EL Anzeigevorrichtung 100 gemäss der vorliegenden Erfindung ist ein bevorzugter Wert |T1 – T2| 2.0 μm oder kleiner, wobei T1 die Dicke der Schattierungsschicht 21 und T2 die Dicke der farbmodulierenden Schicht 22 ist, wobei beide ein farbmodulierendes Teil bilden.
Durch dieses Ausbildung wird die Unebenheit der Oberfläche des farbmodulierenden Teils sanft (ausgeebnet) und es ist möglich, das Erzeugen von Störungen und Kreuzkupplungen (Lumineszenz an Stelle ausserhalb der vorgesehenen Stellen) im Fall von Unterbrechungen oder Kurzschlüssen im organischen EL Element 31 zu vermindern.
Deshalb ist bei der Ausführung gemäss 2b, gemäss welcher ein farbmodulierendes Teil (Schattierungsschicht 21 und farbmodulierende Schicht 22) auf einem transparenten Trägersubstrat 41 angeordnet ist, auf welchem das organische EL Element 31 durch ein transparentes Medium 1 gebildet ist, ist ein gewünschter Wert von |T1 – T2| gleich oder kleiner als 2, 0 mμ.
Der Grund hierzu wird nachfolgend anhand der 19a, 19b und 20 erläutert.
Zuerst zeigen die 19a und 19b den Fall, in dem das organische EL Element 31 kontaktiert ist mit jeder farbmodulierenden Schicht 22 eines farbmodulierenden Teils 2.
Das organische EL Element 31 ist so ausgebildet, dass eine organische Schicht 34 (hauptsächlich emittierende Schicht) zwischen zwei Elektroden 32 und 33 angeordnet ist, wobei diese beiden Elektroden 32 und 33 streifenförmig ausgebildet sind und einander kreuzen.
Die 19a zeigt den Fall, in dem die Unebenheit auf der Oberfläche des farbmodulierenden Teils gross ist (|T1 – T2| > 2,0 mμ). Die Unebenheit der Oberfläche erzeugt eine Formänderung im organischen EL Element 31. Dies kann einen Leckstrom zwischen den beiden Elektroden 32 und 33 im organischen EL Element 31 oder Störungen oder Kreuzkupplungen, insbesondere bei Unterbrüchen der Elektrode 32 oder dgl. verursachen, und dadurch wird die Leistung der organischen EL Anzeige-Vorrichtung vermindert.
Die 19b zeigt den Fall, in welchem die Unebenheit der Oberfläche des farbmodulierenden Teil klein ist (|T1 – T2| ≦ 2,0 mμ). In diesem Fall wird die Unebenheit der Oberfläche kaum Formänderungen im organischen EL Element 31 erzeugen, welches dünn beschichtet ist.
Dieser Gesichtspunkt wird anhand der in der Tabelle 1 gezeigten Resultate nachfolgend näher erläutert. Die Tabelle 1 zeigt die Resultate einer Untersuchung betreffend die Beziehung zwischen dem Ausmass der Unebenheit der Oberfläche des farbmodulierenden Teils 2 in den 19a und 19b, d. h. |T1 – T2| und Erzeugung von defekten Teilen (nicht lumineszierender Teil) und Kreuzkupplung).
Konkret wurden verschiedene farbmodulierende Teile 2 hergestellt, indem die Dicke T1 der Schattierungsschicht 21 und die Dicke T2 der farbmodulierenden Schicht 22 abhängig von einander geändert wurden. Die organische EL Anzeigevorrichtung wurde hergestellt wie in 20 gezeigt, wobei dieses farbmodulierende Teil 2 verwendet wurde und die Erzeugung von Defekten und Kreuzkupplungen wurden beobachtet und visualisiert, wenn diese organische EL Anzeigevorrichtung betrieben wurde, wobei die Frequenz (häufig oder selten) von Defekten und Kreuzkupplungen in der organischen EL Anzeigevorrichtung nach den folgenden Kriterien beurteilt wurden:
selten: die Erzeugung von Defekten oder Kreuzkupplungen wurden in 30% der Fläche oder weniger der gesamten Anzeigefläche beobachtet
häufig: die Erzeugung von Defekten oder Kreuzkupplungen wurden in mehr als 30% der Fläche der Gesamtfläche der Anzeigevorrichtung beobachtet.
Wie die 1 ohne weiteres erkennen lässt, kann die Häufigkeit von Defekten und die Erzeugung von Kreuzkupplungen reduziert werden, wenn die Unebenheit der Oberfläche des farbmodulierenden Teils, d. h. |T1 – T2| gleich oder kleiner ist als 2,0 mμ. Es wird deshalb angenommen, dass das Ausmass der Unebenheit der Oberfläche des farbmodulierenden Teils 2 die Leistung der organischen EL Anzeigevorrichtung beeinflusst.
Wie in 21 gezeigt, kann die Unebenheit der Oberfläche des farbmodulierenden Teils 2 vermindert werden (geebnet), indem eine transparente abgeflachte Schicht 5, d. h. ein transparentes Medium 1 auf das farbmodulierende Teil 2 gemäss 19a aufgetragen wird. Ist jedoch die Dicke der transparenten auseebnenden Schicht 5 zu gross, so kann das Licht von dem organischen EL Element (nicht gezeigt) entweichen und die Farbverschiebung (Farbmischung) kann auftreten und zudem kann der Sichtwinkel eng werden. Es ist deshalb bevorzugt, die Dicke der transparente eineebnenden Schicht 5 zu bemessen, wobei (1) die Verminderung der Unebenheit auf der Oberfläche des farbmodulierenden Teils 2, (2) Farbverschiebung und (3) der Ausgleich berücksichtigt wird, obwohl die Dicke abhängig ist von der Feinheit des farbmodulierenden Teils 2 und des lumineszierenden Teils 3.
Nachfolgend wir die Beziehung zwischen der Fläche (S1) des lumineszierenden Bereichs des organischen EL Elementes in der organischen EL Anzeigevorrichtung 100 gemäss der vorliegenden Erfindung und die Fläche (S2) des Bereiches der farbmodulierenden Schicht näher erläutert. Wie oben erwähnt, wird bevorzugt, dass die organische EL Anzeigevorrichtung die Beziehung S2 ≧ S1 erfüllt. Der Bereich der farbmodulierenden Schicht wird möglich, um in der Praxis den lumineszierenden Bereich abzudecken, indem eine solche Flächenbeziehung er füllt wird.
Konkret wird für die Erfindung der Aufbau gemäss den 6a bis 6e bevorzugt. Die 6a zeigt den Fall, in dem die Fläche des Bereiches der farbmodulierenden Schicht 22 gleich ist der Fläche des lumineszierenden Bereiches der organischen EL Elementes 31, d. h. S2 = S1. Die Fläche des Bereiches der farbmodulierenden Schicht 22 ist mit ausgezogenen Linien gezeigt und die Fläche des lumineszierenden Bereiches des organischen EL Elementes 31 ist mit punktierten Linien gezeigt. Im Fall der 6a, in dem S2 = S1 ist, sind die ausgezogenen Linien der farbmodulierenden Schicht 22 und die punktierten Linien des lumineszierenden Bereiches über einander angeordnet.
Die 6b bis 6e illustrieren den Fall, in welchem die Fläche des Bereiches der farbmodulierenden Schicht 22 grösser ist als die Fläche des lumineszierenden Bereiches des organischen EL Elementes 31, d. h. S2 > S1 und der erste Bereich umfasst den zweiten. In diesen Fällen, bei denen S2 > S1 ist, ist die punktierte Linie des lumineszierenden Bereichs innerhalb der ausgezogenen Linie der farbmodulierenden Schicht 22.
Indem eine organische EL Anzeigevorrichtung mit der genannten Beziehung der erwähnten Flächen hergestellt wird, kann der Bereich der farbmodulierenden Schicht den lumineszierenden Bereich ohne weiteres überdecken und es ist in einfacher Weise möglich, Farbmischung und die Erzeugung von Licht einer unnötigen Farbe zu vermeiden.
Der Grund, weshalb unnötiges Licht durch Erfüllung der Beziehung S2 ≧ S1 vermieden werden kann, wird nachfolgend anhand der 7a und 7b näher erläutert.
Die 7a zeigt einen Querschnitt durch eine organische EL Anzeigevorrichtung, bei welcher S1 > S2 ist. Wie oben erläutert, strahlt das vom organischen EL Element 31 ausge sendete Licht isotrop und wird Licht mit einer isotropen Intensitätsverteilung. Deshalb kann im Fall von S1 > S2 gemäss 7a das Licht mit einem grösseren Einfallswinkel θ₄ und zwar nicht nur in die farbmodulierende Schicht 22a, sondern auch in die farbmodulierende Schicht 22b, die benachbart ist. Als Resultat wird die Farbe gemischt gesehen und es wird vergleichsweise schwierig, das Licht einer gewünschten Farbe zu sehen.
Im Fall der Beziehung S2 ≧ S1 gemäss 7b wird der Einfallswinkel θ₅ klein und die Intensität des Lichtes, welches in die farbmodulierende Schicht 22b eindringen kann, wird vergleichsweise klein. Als Resultat davon wird die Mischung von Farbe vermindert und es wird möglich, das Licht der gewünschten Farbe selektiv zusehen.
Somit kann im Fall einer vielfarbigen und monochromen Anzeige in der organischen EL Anzeigevorrichtung 100 gemäss der vorliegenden Erfindung eine praktikable organische EL Anzeigevorrichtung geschaffen werden, welche selten Farbverschiebung (Farbmischung) zeigt, indem die Beziehung S2 ≧ S1 erfüllt wird.
2. Komponenten
(1) Farbmodulierende Schicht
Für die farbmodulierende Schicht gemäss der vorliegenden Erfindung ist entweder (1) ein Farbfilter 5 vorgesehen, dass das Licht des organischen EL Elementes 31 zerlegt oder schneidet oder es ist (2) eine fluoreszierende Schicht 6 vorgesehen, welche das Licht des organischen EL Elementes 31 moduliert zu einer Fluoreszenz mit einer anderen Farbe (Farbe mit einer grösseren Wellenlänge), wie in den 8a und 8b gezeigt.
Wird ein Farbfilter 5 verwendet, so wird der Farbverlust vergleichsweise hoch, da beim Zerlegen oder Schneiden Farbe herausgenommen wird. Wird beispielsweise weisse Lumineszenz zerlegt in drei primäre Farben (rot, grün, blau), kann die Helligkeit des weissen Lichtes auf etwa 1/3 reduziert sein.
Ist andererseits eine fluoreszierende Schicht 6 vorgesehen, so wird Licht in eine Fluoreszenz mit einer längeren Wellenlänge moduliert. Wenn ein fluoreszierendes Pigment mit einem Anteil von 80% absorbiert und fluoresziert mit einem Fluoreszenzanteil von 80%, so kann dieses Licht mit einem Anteil von 64% modulieren. Ein solches fluoreszierendes Pigment ist praktisch bekannt.
Es wird deshalb bevorzugt, in der farbmodulierenden Schicht der organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung eine fluoreszierende Schicht 6 zu verwenden. Weiterhin ist es bevorzugt, eine fluoreszierende Schicht 6 zu verwenden, um den Sichtwinkel zu vergrössern und die Sichtbarkeitseigenschaften zu verbessern, da die fluoreszierende Schicht 6 per se isotropisch strahlt.
1) Farbfilter
Nachfolgend werden Substanzen für die Farbfilter für die farbmodulierenden Schichten näher erläutert. Substanzen für die genannten Farbfilter umfassen insbesondere die folgenden Pigmente oder Feststoffe, in denen die Pigmente gelöst oder in einem Binder dispergiert sind.
Rote (R) Pigmente
Pigmente auf der Basis von Perylen, „Rake"-Pigmente, Pigmente basierend auf Azo-Verbindungen, Pigmente basierend auf Chinacridon, Pigmente basierend auf Anthrachinon, Pigmente basierend auf Anthracen, Pigmente basierend auf Isoindo lin, Pigmente basierend auf Iso-Indolidon, oder dgl. oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Pigmente.
Grüne (G) Pigmente
Pigmente basierend auf polyhalogenierten Phthalocyaninen, Pigmente basierend auf polyhalogenierten Kupfer-Phthalocyanin, Farbstoffe basierend auf Tripheylmethan, Pigmente basierend auf Iso-Indolidon oder dgl. oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Pigmente.
Blaue (B) Pigmente
Pigmente basierend auf Kupfer-Phthalocyanin, Pigmente basierend auf Indathron, Pigmente basierend auf Indophenol, Pigmente basierend auf Cyaninen, Pigmente basierend auf Dioxazine oder dgl. oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Pigmente.
Andererseits werden vorzugsweise transparente Materialien verwendet (Durchlässigkeit höher als 50% im sichtbaren Lichtbereich) als Binder Kunststoff für die Verbindungen des Farbfilters. Diese umfassen transparente Kunststoffe (Polymere) wie beispielsweise Polymethylmethacrylate, Polyacrylate, Polycarbonate, Polyvinylalkohol, Polyvinylparrolidon, Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose sowie eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Polymere.
Vorzugsweise werden Photopolymere verwendet, so dass Photolithographie verwendet werden kann, um eine farbmodulierende Schicht in einem Farbfilter aufzutragen. Diese umfassen photoresistente Materialien mit einer reaktiven Vinylgruppe wie beispielsweise Materialien aufgrund eines Acryls, Materialien aufgrund von einem Methacryl, Materialien basierend auf Polyvinylzimtsäure und Materialien basierend auf zyklischem Gummi (Verbindungen zusammengesetzt aus Polyisopren, Polycyclohexen und aromatische Bisacide), oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Materialien.
Zudem kann Druckfarbe (Medium) mit einem transparenten Kunststoff (resin) verwendet werden, um eine farbmodulierende Schicht in einem Farbfilter aufzutragen. Diese umfassen eine Verbindung hergestellt aus einem Monomer, einem Oligomer und einem Polymer aus Polyvinylchlorid-Kunststoff, ein Polychlorvinyliden-Kunststoff, ein Melamin-Kunststoff, a Phenol-Kunststoff, ein Alkyd-Kunststoff, ein Epoxy-Kunststoff, ein Polyurethan-Kunststoff, ein Polyester-Kunststoff, ein Maleinsäure-Kunststoff, ein Polyamid-Kunststoff oder ein transparenter Kunststoff wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, Polycarbonat, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidin, Hydroxyethylcellulose and Carboxymethylcellulose sowie ein Gemisch von zwei oder mehreren dieser Verbindungen.
Besteht die farbmodulierende Schicht im Farbfilter hauptsächlich aus Pigmenten, so kann die farbmodulierende Schicht hergestellt werden durch Vakuum-Abscheidung oder durch Aufsprayen durch eine Maske mit einem gewünschten Farbfiltermuster.
Ist die farbmodulierende Schicht in einem Farbfilter hergestellt aus einem Pigment und einem Binder-Kunststoff, so wird eine Flüssigkeit hergestellt durch Mischen, Dispergieren und Lösen des Pigmentes im genannten Kunststoff und einem geeigneten allgemeinen Lösungsmittel. Unter Verwendung der Flüssigkeit wird eine Beschichtung gebildet unter Verwendung eines Verfahrens, wie beispielsweise „spin-coat", durch Rollbeschichten oder Stabbeschichten oder durch Giessen. Anschliessend wird eine farbmodulierende Schicht gebildet durch (1) Bemusterung mit einem gewünschten Farbschichtmuster durch Photolithographie oder durch Bemusterung mit den gewünschten Farbschichtmuster durch Druck oder dgl. und (2) durch Aushärten mit Wärme.
Die Durchlässigkeit von jedem Farbfilter gemäss der vorliegenden Erfindung ist:
R: 50% oder mehr bei 610 nm
G: 50% oder mehr bei 545 nm
B: 50% oder mehr bei 460 nm
Besteht die farbmodulierende Schicht des Farbfilters insbesondere aus Pigmenten und einem Binder-Kunststoff, so ist die Konzentration de Pigmente vorzugsweise in einem Bereich, dass der Farbfilter ohne weiteres mit einem Muster versehen werden kann und die Lumineszenz des organischen EL Elementes in geeigneter Weise übertragen werden kann. Ein bevorzugter Anteil von Pigmenten in der Farbfilter-Beschichtung einschliesslich einem Binder-Kunststoff beträgt 5 bis 50 Gew.-% und ist abhängig von der Art des Pigmentes.
2) Fluoreszenz-Schicht
Für die farbmodulierende Schicht gemäss der vorliegenden Erfindung kann eine fluoreszierende Schicht verwendet werden, wie dies oben erwähnt ist.
Diese fluoreszierende Schicht einen Festkörper, der zusammengesetzt ist von beispielsweise lediglich fluoreszierenden Pigmenten und Kunststoffen (Farbstoffen), wobei die fluoreszierenden Pigmente gelöst oder dispergiert sind in einem Pigment-Kunststoff und/oder einem Binder-Kunststoff.
Fluoreszierende Pigmente, welche die Lumineszenz eines organischen EL Elementes vom nahen Violet bis Violet nach Blau modulieren umfassen Pigmente aufgrund von Stilben, wie beispielsweise 1,4-bis(2-Methylstyryl)Benzol (Bis-MSB), trans-4,4'-Disphenylstilben (DRS) und Pigmente basierend auf Cumarin wie beispielsweise 7-Hydroxy-4-Methylcumarin (Cumarin 4) oder eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Pigmente.
Fluoreszierende Pigmente, welche die Lumineszenz eines organische EL Elementes von Blau bis Blaugrün nach Grün modulieren, umfassen Pigmente auf der Basis von Cumarin, wie beispielsweise 2,3,5,6-1H,4H-Tetrahydro-8-Trifluormethylchinolizon (9,9a,1-gh)Cumarin (Cumarin 153), 3-(2'-Benzylthiazolyl)-7-Diethylaminocumarin (Cumarin 6) und 3-(2'-Benzylimidazolyl)-7-N,N-Diethylamincumarin (Cumarin 7) und Pigmente basierend auf Naphtylimide wie beispielsweise basisches Gelb 51, „Solvent Yellow 11" und „Solvent Yellow 116" sowie eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Pigmente.
Fluoreszierende Pigmente, welche die Lumineszenz eines organischen EL Elementes von Blau bis Grün nach Orange bis Rot modulieren, umfassen Pigmente basierend auf Cyanin wie beispielsweise 4-Dicyanomethylen-2-Methyl-6-(p-Dimethylaminostyryl)-4H-Pyran (DCM), Pigmente basierend auf Pyridin wie beispielsweise 1-Ethyl-2-(4-(p-Dimethylaminophenyl)-1,3-Butyldienyl)-Pyridin-Perchlorat (Pyridin 1), Pigmente basierend auf Rhodamin wie beispielsweise Rhodamin B und Rhodamin 6G und Pigmente basierend auf Oxazin und Mischungen von zwei mehreren dieser Pigmente.
Zudem können verschiedene Farbstoffe (direkte Farbstoffe, saure Farbstoffe, basische Farbstoffe, Dispersionsfarbstoffe oder dgl.) verwendet werden, wenn diese Fluoreszenz zeigen.
Pigmente hergestellt durch Mischen der oben genannten fluoreszierenden Farbstoffe in einem Pigment können Kunststoffe, wie beispielsweise Polymmethacrylsäureester, Polyvinylchlorid, Vinylchlorid-Vinylacetat-Co-Polymere, ein Alcyd-Kunststoff, ein aromatischer Sulfonamid-Kunststoff, ein Harnstoff-Kunststoff, ein Melamin-Kunststoff oder ein Benzoguanamin-Kunststoff verwendet werden.
Diese fluoreszierende Pigmente können allein oder als Gemisch verwendet werden. Da die fluoreszierende Modulationseffizienz der roten Lumineszenz im Besonderen klein ist, kann diese Effizienz durch Mischen der genannten Pigmente verbessert werden.
In der organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung kann weisse Lumineszenz erhalten werden durch Mischen eines fluoreszierenden Pigmentes, das zum oben genannten Grün luminesziert, und einem Pigment, das zu Orange bis Rot luminesziert und durch Übertragen eines Teiles des Blau bis blau-grünen Lichtes vom organischen EL Element.
Für einen Binder-Kunststoff sind transparente Materialien mit einer Durchlässigkeit über 50% bevorzugt. Diese umfassen transparente Kunststoff (Polymere), wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, Polycarbonat, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidin, Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose sowie eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Kunststoffe.
Um die fluoreszierende Schicht anzuordnen und zu platzieren, werden vorzugsweise Photokunststoffe angeordnet, die durch Photolithographie aufgetragen werden können. Diese umfassen lichthärtende Kunststoff-Materialien mit einer reaktiven Vinyl-Gruppe, wie beispielsweise Kunststoffe auf der Basis von Acrylsäure, Kunststoffe auf der Basis von Methacrylsäure, Kunststoffe auf der Basis von Polyzinnsäurevinyl, Kunststoffe auf der Basis von zirkularisiertem Gummi hergestellt aus Polyisopren, Polycyclohexen und aromatische Bisazide sowie eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Kunststoffe.
Wird ein Druckverfahren verwendet, so wird eine Druckfarbe (Medium) aus einem transparenten Kunststoff gewählt. Der transparente Kunststoff umfasst ein Monomer, ein Oligomer oder ein Polymer eines Polyvinylchlorid-Kunststoffes, ein Melamin-Kunststoff, Phenol-Kunststoff, ein Alkyd-Kunststoff, ein Epoxy-Kunststoff, ein Polyurethan-Kunststoff, ein Polyester-Kunststoff, ein Maleinsäure-Kunststoff und ein Polyamid-Kunststoff, und ein Polymethylmethacrylat-Kunststoff, ein Polyacrylat-Kunststoff, ein Polycarbonat-Kunststoff, ein Polyvinylalkohol-Kunststoff, ein Polyvinylpyrrolidin-Kunststoff, ein Hydroxyethylcellulose-Kunststoff und ein Carboxymethylcellulose-Kunststoff, und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen transparenten Kunststoffen.
Besteht die fluoreszierende Schicht hauptsächlich aus fluoreszierenden Pigmenten, so wird eine Beschichtung gebildet durch Vakuum-Beschichten oder durch Sprayen mit einer Maske, die das gewünschte Muster für die fluoreszierende Schicht besitzt. Besteht die fluoreszierende Schicht aus einem fluoreszierenden Pigment und einem Kunststoff, so wird eine Beschichtung gebildet durch Mischen, Dispergieren oder Auslösen eines fluoreszierenden Pigmentes, ein Kunststoff und ein geeignetes Lösungsmittel und durch Anwendung eines Verfahrens wie beispielsweise die so genannte „spin coat"-Methode, das Beschichten mit einer Rolle, der „bar coat"-Methode und durch Giessen. Im allgemeinen wird das gewünschte fluoreszierende Schichtmuster durch Photolithographie, Siebdruck oder dgl. gebildet.
Die Dicke der fluoreszierenden Schicht muss in einem Bereich liegen, in welchem die Dicke die Funktionen der geeigneten Absorption der Lumineszenz des organischen EL Elementes und der Fluoreszenz. Obwohl der Bereich mehr oder weniger vom fluoreszierenden Pigment abhängt, beträgt dieser Bereich üblicherweise 10 nm–1 mm. Ein bevorzugter Bereich beträgt 10 nm–1 mm, ein noch bevorzugter Bereich beträgt 5–100 μm und der am meisten bevorzugte Bereich ist 10–50 μm.
Verglichen mit der Dicke des Farbfilters ist die Dicke der fluoreszierenden Schicht im allgemeinen wichtig. Der Grund hierfür besteht darin, dass diese die Lumineszenz des organischen EL Elementes in geeigneter Weise absorbieren muss, obwohl die fluoreszierenden Pigmente empfindlicher sind im Hinblick auf die Konzentration als auf die Farbfilter-Pigmente und die Fluoreszenz ist grösser, wenn sie dispergiert oder gelöst sind in einem Pigment-Kunststoff oder Binder-Kunststoff mit tiefer Konzentration.
Für die fluoreszierende Schicht ist es im allgemeinen erforderlich, dass diese die Absorption des Lichtes auf einem Niveau des Farbfilters besitzt. Entsprechend ist der Extinktionskoeffizient des Pigmentes konstant entsprechend der Gleichung (1) entsprechend dem Lambert-Beer-Gesetztes, wobei es ist bevorzugt ist, dass die fluoreszierende Schicht dick ist, um die fluoreszierenden Eigenschaften zu verbessern (hohe Extinktion des Lichtes).
Das Lambert-Beer'sche Gesetz A0ε·c·l (1)A: Extinktion
ε: Extinktion-Koeffizient
c: Konzentration des Pigmentes
l: Dichte
Obwohl die Konzentration eines fluoreszierenden Pigmentes in der fluoreszierenden Schicht einschliesslich ein Pigment-Kunststoff und/oder ein Binder-Kunststoff abhängig ist von der Art des fluoreszierenden Pigmentes, liegt diese üblicherweise im Bereich 1 × 10^–4–1 × 10⁰ mol/kg, sein bevorzugter Bereich ist 1 × 10^–3–1 × 10^–1 mol/kg und der noch mehr bevorzugte Bereich ist 1 × 10^–2–5 × 10^–2 mol/kg.
(2) Schattierungsschicht
In der vorliegenden Erfindung wird eine Schattierungsschicht verwendet, um unerwünschtes Licht zu schattieren, das vom organischen EL Element ausgesendet wird und um Farbmischung in der organischen EL Anzeigevorrichtung zu verhindern und um die Eigenschaften des Sichtwinkels zu verbessern.
Die Dicke der Schattierungsschicht liegt üblicherweise im Bereich von 10 nm–1 mm, vorzugsweise 1 μm–1 mm und noch bevorzugter 5–100 μm. Ist die farbmodulierende Schicht eine fluoreszierende Schicht, so ist die Schattierungsschicht vorzugsweise dicker als der Farbfilter. Eine bevorzugtere Dicke der fluoreszierenden Schicht liegt im Bereich von 5–100 μm, die optimale Dicke der Schattierungsschicht ist dicker als 5 μm, wobei die Beziehung T2 ≧ T1 betreffend die Dicke t1 der farbmodulierenden Schicht (Fluoreszenzschicht) und die Dicke T2 der Schattierungsschicht berücksichtigt wird.
Obwohl die Oberflächenform der Schattierungsschicht gitterförmig oder streifenförmig sein kann, wird die erstere bevorzugt (siehe 1b und 1c).
Obwohl der Querschnitt der Schattierungsschicht 21 gemäss 9a im allgemeinen rechteckig ist, wird bevorzugt, dass der Querschnitt so geformt ist, dass die Breite der Schattierungsschicht 21 graduell oder stufenweise von der Seite des transparenten Mediums zur gegenüberliegenden Seite enger wird, um die Eigenschaften der Sichtbarkeit durch Beibehalten der Eigenschaften des Sichtwinkels, durch Vergrössern der Öffnung der farbmodulierenden Schicht 22, bei Beihalten der guten Eigenschaften des Lichtes des organischen EL Elementes 31 und Verbesserung der Helligkeit der organischen EL Anzeigevorrichtung.
Ist gemäss den 9b und 9c die Breite der Schattierungsschicht 21 auf der Seite des transparenten Mediums unterschiedlich von derjenigen der gegenüberliegenden Seite und ist letztere schmaler als die erstere (d2), können die Eigenschaften der Sichtbarkeit verbessert werden, indem davon Vorteil genommen wird, dass das Licht beschattet wird im Fall der rechteckigen Form, Vergrösserung der Öffnung der farbmodulierenden Schicht 22 und Verbesserung der Helligkeit. Die 9b illustriert den Fall von einer invertierten trapezoiden Form; die 9c illustriert den Fall einer T-förmigen Ausbildung.
Die Durchlässigkeit der Schattierungsschicht ist vorzugsweise 10% oder weniger, mehr bevorzugt 1% oder weniger im sichtbaren Bereich, d. h. 400–700 nm Wellenlänge, welche das Licht vom organischen EL Element oder der farbmodulierenden Schicht emittiert. Ist sie höher als 10%, so kann das Licht des organischen EL Elementes oder das Licht von der farbmodulierenden Schicht nicht nur in die frontseitige farbmodulierende Schicht, sondern auch in die benachbarte farbmodulierende Schicht oder in die Schattierungsschicht eindringen und damit wäre eine geeignete Funktion nicht gewährleistet.
Zudem ist die Reflexionsleistung der Lichtes in einem sichtbaren Bereich von 400–700 nm Wellenlänge der Schattierungsschicht an der Seitenfläche, welche wenigstens die farbmodulierende Schicht kontaktiert, vorzugsweise höher als 10%, noch bevorzugter 50% oder mehr, um die visuellen Eigenschaften zu verbessern, indem ein reflektierender Teil 7 gemäss 10b geschaffen wird, welche effizient das Licht von der farbmodulierenden Schicht 22 herausnimmt und die Helligkeit der organischen EL Anzeigevorrichtung verbessert.
Ist ein reflektierender Teil 7 gemäss 10c vorgesehen, und ist die Form der Schattierungsschicht 21 invertiert trapezoid, so ist dies noch wirksamer. Die 10a illu striert den Fall, in dem ein reflektierender Teil nicht vorgesehen ist.
Die Materialien für die Schattierungsschicht werden nachfolgend erläutert. Diese Materialien umfassen Ag, Al, Au, Cu, Fe, Ge, In, K, Mg, Ba, Na, Ni, Pb, Pt, Si, Sn, W, Zn, Cr, Ti, Mo, Ta sowie rostfreier Stahl und eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Metalle und die Legierung. Ebenfalls können Oxide, Nitride, Sulfide, Nitrate und Sulfate dieser Metalle verwendet werden.
Mit den Materialien für die oben erwähnte Schattierungsschicht kann das Muster (eben und diskret angeordnet) der Schattierungsschicht so ausgebildet sein, dass die transparente Substratbeschichtung gebildet wird durch Aufsprayen, die Ablagerungsmethode, die CVD-Methode, die Ionenplattierungsmethode, die Elektroabscheidungsmethode, die elektrische Plattierungsmethode und die chemische Plattierungsmethode, und die Musterbildung wird durch Photolithographie oder dgl. ausgeführt.
Als schwarze Pigmente können Pigmente verwendet werden, in denen Kohlenstoffschwarz, Titaniumschwarz, Anilinschwarz und die oben erwähnten Farbfilterpigmente zum Mischen verwendet werden können.
Eine Schattierungsschicht, die ein Muster bildet, kann gebildet werden durch Musterbildung des Feststoffes, der hergestellt wurde durch Lösen oder Dispergieren dieser schwarzen Pigmente oder der oben erwähnten metallischen Materialien im Binder-Kunststoff, der in der farbmodulierenden Schicht verwendet wurde, wobei die Methoden angewendet werden, die ähnlich sind wie diejenige für die farbmodulierende Schicht.
Nachfolgend wird die Formbildung einer Schattierungsschicht näher erläutert. Was die Form der Schattierungsschicht betrifft, so ist diese vorzugsweise jedoch nicht zwingend so ausgebildet, dass die Breite auf der Seite des transparenten Mediums graduell oder schrittweise von der gegenüberliegenden Seite grösser wird.
Die Schattierungsschicht mit dieser Form kann hergestellt werden durch Steuerung (1) der Expositionsenergie des UV-Lichtes auf die Beschichtungsfläche (transparente Mediumseite) und (2) die Entwicklungsbedingungen nach einer Beschichtung eines Schattierungsschicht bildenden Materials, in welcher ein schwarzes Pigment gelöst oder dispergiert ist in einem Binder-Kunststoff, wie beispielsweise einem lichtaushärtenden Kunststoff, der auf einem Substrat gebildet wurde. Insbesondere wird der Betrag, der die Exposition reduziert gegenüber der Bildung einer rechteckigen Schattierungsschicht und die Konzentration des Entwicklungsmediums und die Temperatur werden angehoben, oder die Zeit für die Entwicklung wird verlängert. Da es ursprünglich eine Schattierungsschicht ist, wird selbst das Licht im UV-Bereich kaum durchgelassen, Härtungsprozesse eher im näheren Bereich der exponierten Fläche der Schattierungsschicht und der Härtungsprozess geringer im entfernteren Bereich der exponierten Schicht der Schattierungsschicht. Da der entferntere Teil (die gegenüberliegende Seite des transparenten Mediums) von der exponierten Oberfläche durch Behandlung eines Entwicklungsmittels gelöst ist, kann eine gewünschte Form der Schattierungsschicht erreicht werden.
Wird ein Metall als Schattierungsschicht verwendet, so wird ein rechteckiges oder trapezoides Muster gebildet, beispielsweise auf einem Substrat mit einem lichtlösenden Deckmittel (Posi-Deckmittel), wobei eine metallische Beschichtung gebildet wird, anschliessend das Deckmuster abgehoben wird und ein Muster einer Schattierungsschicht mit der gewünschten Form in den Lücken des Musters der Deckschicht gebildet werden kann.
An der Seitenfläche, welche wenigstens die farbmodulierende Schicht des Musters der Schattierungsschicht kontaktiert, ist der Reflexionskoeffizient in einem sichtbaren Bereich der Wellenlänge von 100–700 nm vorzugsweise 10% oder mehr, bevorzugter 50% oder mehr.
Durch Steuerung des Reflexionskoeffizienten innerhalb eines solchen Bereiches kann das Licht aus der farbmodulierenden Schicht 22 effizient herausgenommen werden, wobei die Helligkeit der organische EL Anzeigevorrichtung verbessert werden kann und die visuellen Eigenschaften verbessert werden.
Der Reflexionskoeffizient des Lichtes kann gesteuert werden durch Verwendung des genannten metallischen Materials als ein Muster der Schattierungsschicht direkt oder durch Bildung einer Beschichtung aus dem Metall oder ein Muster der Schattierungsschicht, das hergestellt ist allein aus schwarzem Pigment oder einem schwarzen Pigment und einem Binder mit Verfahren, wie beispielsweise Aufsprayen, Abscheiden, mittels der CDV-Methode und einer Ionenabscheidungsmethode. Im letzten Fall ist es erforderlich, auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht selektiv eine Beschichtung zu bilden, wobei eine Deckschicht einer dünnen Schicht mit Ausnahme auf der Seitenfläche gebildet wird. Anschliessend kann eine gewünschte Schattierungsschicht gebildet werden, indem eine Schicht mit dem oben erwähnten Metallmaterial durch schräge Beschichtungsbildung gebildet wird und indem eine Metallschicht entfernt, die aus einem unnötigen Teil gebildet wird, indem die Beschichtung entfernt wird. In diesem Fall ist die Dicke der Beschichtung 0,01–1 μm, vorzugsweise 0,05–0.5 μm im Hinblick auf die Ebenheit und Adhäsion.
Die Reflexionskoeffizienten der Beschichtungsoberfläche (ideal ones) von hauptsächlichen Metallmaterialien sind in der Tabelle 2 zusammengefasst.
Obwohl die Reflexionskoeffizienten von diesen Metallen in den spezifizierten Wellenlängen gemessen werden, sind die Werte in der Wellenlängenregion von 400–700 nm nicht wesentlich geändert. Andere Materialien mit einem Reflexionskoeffizient von 10% oder mehr können ebenfalls verwendet werden.
(3) Transparentes Medium
Die Durchlässigkeit des transparenten Mediums, das zwischen dem organischen EL Element und einem farbmodulierenden und schattierenden Schichten von 400–700 nm angeordnet ist, beträgt vorzugsweise 50% oder mehr. Zusätzlich ist weiter bevorzugt, dass das transparente Medium eine elektrische Isolationseigenschaft besitzt.
Das transparente Medium kann als Einfach- oder Mehrfachschicht ausgebildet sein. Das transparente Medium kann fest, flüssig oder gasförmig sein.
Ist das transparente Medium fest, beispielsweise als Polymerschicht ausgebildet, so können die Polymere Polymere auf der Basis von Methacrylaten sowie Polyemere mit reaktiven Vinyl-Gruppen sein, die licht- oder wärmehärtende Kunststoffe sind.
Die Kunststoffe umfassen auch Monomere, ein Dimer und ein Polymer als Melamin-Kunststoff, ein Pheno-Kunststoff, ein Alkyd-Kunststoff, ein Epoxy-Kunststoff, ein Polyurethan-Kunststoff, ein Polyester-Kunststoff, ein Maleinsäure-Kunststoff, und ein Polyamid-Kunststoff, und transparente Kunststoff, wie beispielsweise Polymethylmethacrylate, Polyacrylate, Polycarbonate, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Hydroxyethylcellulose und Carboxymethylcellulose, und eine Mischung von zwei oder mehreren dieser transparenten Kunststoffe.
Die Kunststoffe umfassen zudem verschiedene fluorierte Polymere.
Ist eine anorganische Oxid-Schicht die fest Phase des transparenten Mediums, so umfassen die anorganischen Oxide Siliciumoxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Titaniumoxid (TiO₂), Yttriumoxid (Y₂O₃), Germaniumoxid (GeO₂), Zinkoxid (ZnO), Magnesiumoxid (MgO), Calciumoxid (CaO), Boroxid (B₂O₃), Strontiumoxid (SrO), Bariumoxid (BaO), Bleioxid (PbO), Zirconiumoxid (ZrO₂), Natriumoxid (Na₂O), Lithiumoxid (Li₂O) und Kaliumoxid (K₂O) sowie eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Oxide.
Die anorganischen Oxidschichten umfassen eine Glasplatte, die wie in 2a gezeigt, als transparentes Tragsubstrat verwendet wird.
Die Glasplatte umfasst Natronkalkglas, die Barium- und Strontium enthaltenden Gläser, das Bleiglas, die Aliminiumsilicatgläser, die Borsilicatgläser und die Bariumborsilicatgläser und eine Mischung von zwei oder mehreren dieser Gläser. Für die anorganische Oxidschicht können Materialien verwendet werden, die hauptsächlich ein anorganisches Oxid enthalten, auch wenn Nitrite wie beispielsweise Si₃N₄ enthalten sind.
Um ein organisches EL Element mit einem transparenten Substrat 41, das eine farbmodulierende Schicht 22 und eine Schattierungsschicht gemäss 2a bildet, zu verbinden, können die folgenden Adhäsive verwendet werden: licht- und wärmehärtende Adhäsive, wie beispielsweise auf Acrylsäure basierende Oligomere und auf Methacrylsäure basierende Oligomere mit einer reaktive Vinylgruppe, feuchtigkeitshärtende Adhäsive wie beispielsweise 2-Cyanoacrylsäureester und wärmesowie chemischhärtende (zwei-komponentige) Adhäsive wie beispielsweise Oligomere auf Basis von Epoxid.
Ist das transparente Medium eine Gasphase oder eine Flüssigkeitsphase, so kann ein inertes Gas wie beispielsweise Stickstoff oder Argon und inerte Flüssigkeiten wie beispielsweise fluorierte Kohlenwasserstoffe und Siliconöl verwendet werden. Das transparente Medium kann durch ein Vakuumverfahren gebildet sein. Werden flüssige Materialien als transparentes Medium verwendet, so wird die Schicht (beschichtet) des transparenten Mediums gebildet werden durch Verfahren wie beispielsweise Drallbeschichtung (spin coat Verfahren) durch Rollen und Giessen. Werden feste Materialien als transparentes Medium verwendet, so wird die Schicht gebildet durch Aufsprayen, Ablagern, CVD und Ionen beschichtet. Inerte Flüssigkeiten und inerte Gase werden eingeschlossen durch Versiegeln ausserhalb des lumineszierenden Bereiches des organischen EL Elementes.
Es ist bevorzugt, dass die Innenflächen, an welchen diese transparenten Medien das organische EL Element kontaktieren, durch die oben genannten anorganischen Oxid-Schichten, inerte Flüssigkeit oder inertes Gas gebildet wird, da sie Wasser und Sauerstoff zusammenwirken können, wodurch die Zerstörung des organischen EL Elementes bewirkt werden kann.
Im transparenten Medium wird bevorzugt, dass der Unterschied zwischen dem Brechungsindex n1 des transparenten Mediums, welches insbesondere die farbmodulierende Schicht kontaktiert, und dem Brechungsindex n2 der farbmodulierenden Schicht so klein wie möglich ist, da das Licht des organischen EL Elementes an der farbmodulierenden Schicht nicht reflektiert wird, sondern in diese einfällt und besonders bevorzugt ist die Beziehung |n1 – n2| < 0,4. Im Fall von |n1 – n2| ≧ 0,4 wie in der unten gezeigten Beziehung (2) gezeigt, wird die Reflexion von Licht am organischen EL Element grösser an der Zwischenfläche der farbmodulierenden Schicht und die Helligkeit des Lichtes, das aus der farbmodulierenden Schicht ausfällt, kann schlussendlich tiefer sein.
Die Brechungsindizes n1 der hauptsächlichen Materialien verwendet in den hauptsächlichen transparenten Medien und die Brechungsindizes n2 der hauptsächlichen Kunststoffe und Binder-Kunststoffe, die verwendet werden in der farbmodulierenden Schicht, sind in den nachfolgenden Tabellen 3 und 4 angegeben.
Tabelle 3
Tabelle 4
Da diese Reflexionsindizes im sichtbaren Wellenlängenbereich von 400–700 nm nicht wesentlich geändert werden, sind die in der Tabelle genannten Werte repräsentativ.
Die generelle Beziehung zwischen dem Reflexionskoeffizient (R) und jedem Reflexionsindex (n1 und n2) ist in der Gleichung (2) gezeigt, wobei der Reflexionskoeffizient (R) den rechtwinkligen Reflexionskoeffizient bedeutet. R (Reflexionskoeffizient) = (n1 – n2)2/(n1 + n2)2 (2)
(4) Trägersubstrat
Das Trägersubstrat 4 oder 41 gemäss den 2a–2c sind Substrate zum Tragen der organische EL Anzeigevorrichtung, und es ist bevorzugt, dass das Trägersubstrat 41, welches das Licht von der organischen EL Anzeigevorrichtung oder der farbmodulierenden Schicht überträgt, transparent ist, d. h. die Durchlässigkeit des Lichtes in einer sichtbaren Wellenlängenregion von 400–700 nm ist 50% oder mehr.
Es ist nicht erforderlich, dass das Trägersubstrat 4 in der 2c transparent ist, da es nicht auf der Seite ist, von welcher das Licht herauskommt.
Als transparentes Medium kann das oben erwähnte Substrat mit einer Glassplatte oder ein Polymermaterial verwendet werden.
Betreffend die Dicke der Platte, eine Dicke von 1 μm–5 mm kann verwendet werden, wobei zu dicke Substrate die Übertragung des Lichtes beeinflussen würden.
(5) Organisches EL Element
Was das organische EL Element gemäss der vorliegenden Erfindung betrifft, so weist dieses wenigstens einen Rekombinationsbereich und einen Lumineszenzbereich als organische Schicht auf. Da dieser Rekombinationsbereich und der Lumineszenzbereich üblicherweise in der Lumineszenz (emittierenden) Schicht existiert, ist es möglich, gemäss der vorliegenden Erfindung lediglich einen lumineszierenden Bereich als organische Schicht zu verwenden. Nichtsdestoweniger ist falls erforderlich beispielsweise eine positiv geladene Loch-Injektionsschicht, eine elektronische Injektionsschicht, eine organische Halbleiterschicht, eine elektronische Barriereschicht und eine haftungsverbessernde Schicht möglich.
Nachfolgend werden typische Beispiele von Anordnungen des organischen EL Elementes gemäss der vorliegenden Erfindung erläutert, obwohl das organische EL Element gemäss der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt ist.

a. Anode/Lumineszenzschicht/Cathode
b. Anode/positiv geladene Loch-Injektionsschicht/Lumineszenzschicht/Cathode
c. Anode/Lumineszenzschicht/Elektroneninjektionsschicht/Cathode
d. Anode/positiv geladene Loch-Injektionsschicht/Lumineszenzschicht/Elektroneninjektionsschicht/Cathode
e. Anode/organische Halbleiterschicht/Lumineszenzschicht/Cathode
f. Anode/organische Halbleiterschicht/elektrische Barriereschicht/Lumineszenzschicht/Cathode
g. Anode/positiv geladene Loch-Injektionsschicht/Lumineszenzschicht/haftungsverbessernde Schicht/Cathode.

Unter den genannten Beispielen ist diejenige gemäss d bevorzugt.
(5)-1. Anode
Als Anode ist ein Elektrodenmaterial aus Metall, einer Legierung, und einer elektrisch leitenden Verbindung und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen mit einer grossen Arbeitsfunktion (höher als 4 eV) bevorzugt. Als Beispiel für ein solches Elektrodenmaterial, Metalle wie beispielsweise Au, und elektrisch leitende transparente Materialien wie beispielsweise CuI, ITO, SnO₂ und ZnO können als Beispiele angegeben werden.
Die Anode kann hergestellt werden, indem eine dünne Beschichtung auf diesen Elektrodenmaterialien hergestellt wird, beispielsweise durch eine Ablagerungsmethode oder eine Spraymethode.
Wird die Lumineszenz der Lumineszenzschicht auf diese Art der Anode entnommen, ist bevorzugt, dass die Durchlässigkeit der Lumineszenz bei der Anode 10% oder mehr beträgt. Es ist bevorzugt, dass der Scheibenwiderstand der Anode kleiner als ist einige hundert Ω/⧠. Obwohl die Dicke der Anode abhängig ist vom Material, ist diese üblicherweise im Bereich von 10 nm–1 μm, vorzugsweise im Bereich von 10–200 nm.
(5)-2. Lumineszenzschicht (emittierende Schicht)
Die Lumineszenzteile des organischen EL Elementes sind hauptsächlich organische Verbindungen. Die folgenden organischen Verbindungen werden verwendet, abhängig vom gewünschten Farbton.
Erstens, im Fall einer Lumineszenz von UV bis violett werden die Verbindungen gemäss Formel (1) verwendet, wobei X eine Gruppe gemäss der Formel (2) ist, wobei n = 2,3,4, oder 5; Y ist eine Gruppe gemäss Formel (3).
Wenigstens ein Wasserstoffatom der Phenylgruppe, Phylengruppe oder Naphthylgruppe er oben erwähnten Verbindungen können substituiert sein mit einer Gruppe bzw. Gruppen ausgewählt von C₁-C₄ Alkylgruppe, Alkoxylgruppe, Hydroxylgruppe, Sulfonylgruppe, Carbonylegruppe, Aminogruppe, Dimethylaminogruppe oder Diphenylaminogruppe. Diese Gruppen können miteinander verbunden sein, um einen gesättigten 5- oder 6-gliederigen Ring zu bilden. Parasubstituierted Phenyl, Phenylen and Napthyl-Verbindungen werden bevorzugt, um kombinierte Eigenschaften zu erhalten und um eine glatte Ablagerungsschicht zu erhalten, beispielsweise mit den folgenden Verbindungen gemäss den chemischen Formeln (4)–(8). Insbesondere sind p-Quaterphenyl-Derivate und p-Quinquephenyl-Derivate bevorzugt.
Um eine blaue bis grüne Lumineszenz zu erhalten, werden optische Aufhellmittel wie beispielsweise Mittel auf Basis von Benzothiazol, Mittel auf Basis von Benzoimidazol und Mittel basierend auf Benzooxazol, Metall-Chelat bildende Oxinoidverbindungen und Verbindung aufgrund von Stilben.
Ausführliche Verbindungsnamen können gefunden werden, beispielsweise in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Sho59-194393. Typisch sind optische Aufhellmittel wie beispielsweise Mittel auf Basis von Benzooxazol, Mittel auf Basis Benzothiazol und Mittel aufgrund von Benzoimidazol.
Zusätzlich sind andere nützliche Verbindungen aufgelistet in „Chemistry of Synthetic Dyes 1991, pp. 628–637.
Als die oben erwähnten Chelat bildenden Oxinoid-Verbindungen können diejenigen gemäss der japanischen Veröffentlichungsschrift Nr. Sho63-295695 verwendet werden. Typischerweise können 8-Hydroxyquionolin basierende Metallkomplexe wie beispielsweise Tris(8-Quinolinol)Aluminium (Alq) und Dilithium Epinetridione verwendet werden.
Als Verbindungen basierend auf den oben erwähnten Stil benen können diejenige gemäss der EP 0319881 und EP 073582 verwendet werden.
Distyrylpyrazine-Derivate gemäss der japanischen Veröffentlichungsschrift No. Hei2-252793 können ebenfalls als Material für die lumineszierende Schicht verwendet werden.
Verbindungen basierend auf Polyphenyl gemäss der EP 0387715 können ebenfalls als Material für die lumineszierende Schicht verwendet werden.
Zusätzlich zu den oben erwähnten optischen Aufhellmitteln können Metall-Chelat bildende Oxionid-Verbindungen und Verbindungen aufgrund von Stilben, 12-Phthaloperinone (J. Appl. Phys., Vol. 27, L713 (1988)), 1,4-Diphenyl-1,3-Butadien, 1,1,4,4-Tetraphenyl-1,3-Butadien (beide Appl. Phys. Lett., Vol. 56, L799 (1990)), Naphthalimid-Derivate (Japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei1-305886), Perylen-Derivate (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-189890), Oxidiazol-Derivate (japanische Veröffentlichungs-schrift Nr. Hei2-216791; Hamada et al., „the 18th Combined Meeting of Applied Physics-Related Associations), Aldazin-Derivate (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-220393), Pyraziline (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-220394), Cyclopentadien-Derivate (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-289675), Pyrrolopyrrole-Derivate (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-296891), Styrylamin-Derivate (Appl. Phys. Lett., Vol. 56, L799 (1990)), Verbindungen auf Basis von Cumarin (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-191694) und Polymere beschrieben beispielsweise in der internationalen Veröffentlichung WO90/13148 und Appl. Phys. Lett., Vo. 58, 18, P1982 (1991) können ebenfalls für die lumineszierende Schicht verwendet werden.
Es wird bevorzugt, aromatische Dimethylidine-Verbindungen (offenbart in der EP 0388768 oder in der japani schen Veröffentlichungsschrift Nr. Hei3-231970) als Lumineszenz gemäss der vorliegenden Erfindung zu verwenden, beispielsweise 4,4'-Bis(2,2-Di-T-Butylphenylvinyl)Biphenyl (DTBPBBi), 4,4'-Bis(2,2-Diphenylvinyl)Biphenyl (DPVBi) und Derivate davon.
Bevorzugt wird auch die Verwendung von Verbindungen nach der Formel (R_S-Q)2-AL-O-L gemäss beispielsweise der japanischen Veröffentlichungsschrift Nr. Hei5-258862, wobei L C₆-C₂₄ Kohlenwasserstoff enthaltende Phenylgruppe, O-L ein Phenolatligand, Q ein substituierter 8-Quinolinolatligant, R_S eine substituierte 8-Quinolinat ringsubstituierte Gruppe so selektioniert, damit zwei oder mehrere substituierte 8-Quinolinolateliganden die Bindung von Aluminiumatomen hindern, beispielsweise als Bis(2-Methyl-8-Quinolinat)(P-Phenylphenolat) Aluminium (III) (PC-7) und Bis(2-Methyl-8-Quinolinolat)(1-Naphtholat) Aluminium (III) (PC-17).
Für das Verfahren zum Erhalten einer effizienten blaugrün gemischte Lumineszenz kann eine Dotierung verwendet werden, wie beispielsweise gemäss der japanischen Veröffentlichungsschrift Nr. Hei6-9953. In diesem können die oben erwähnten lumineszierenden Materialien als Gast verwendet werden, und zwar ein stark fluoreszierendes Pigment (Farbstoff) im Bereich von blau bis grün und Assortierungsmittel auf Cumarin basierende Farbstoffe und ähnliche fluoreszierende Pigmente wie verwendet für den oben genannten Gast.
Beispielsweise besitzen lumineszierende Teile einen Anteil von Distyrylarylen als Gast, vorzugsweise DPVBi, Diphenylaminovinylarylen als Dotierungsmittel, vorzugsweise n,n-Diphenylaminovinylbenzen (DPAVB).
Als lumineszierende Schichten zum Erhalten einer weissen Lumineszenz können die folgenden Mittel verwendet werden:

a) eine Lumineszenzschicht, welche ermöglicht Lumineszenz durch ein Energieniveau in jeder Schicht der organischen EL aufgelegten Struktur und Verwendung der Tunnelinjektion ( EP 0390551 )
b) die gleiche Anzeigevorrichtung unter Verwendung der Tunnelinjektion gemäss a), wobei eine weisse Lumineszenz-Anzeigevorrichtung verwendet wird (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei3-230584)
c) eine zweischichtige lumineszierende Schicht (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-220390, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-216790)
d) eine lumineszierende Schicht, die aus mehreren Materialien hergestellt ist, die jeweils unterschiedliche Lumineszenzwellenlängen besitzen (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei4-51491)
e) lumineszierende Schicht, in welcher ein blauer Leuchtstoff (Fluoreszenzspitze 380–480 nm) und ein grüner Leuchtstoff (Fluoreszenzspitze 480–580 nm) aufgebracht sind und ein rotes Fluoreszenzpigment enthalten ist (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei6-207170) und
f) eine Lumineszenzschicht, in welcher eine blaue Lumineszenzschicht enthalten ist mit einem blauen Fluoreszenzpigment, eine grüne Lumineszenzschicht mit einem Bereich enthaltend ein rotes Fluoreszenzpigment und enthaltend ein grünes Fluoreszenzpigment (japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei7-142169).

Unter diesen ist die Ausbildung gemäss e) bevorzugt. Folgende Verbindungen (Formeln 9–24) sind rote Fluoreszenzpigmente, um eine rote Lumineszenz zu erhalten:
Als Verfahren zum Bilden einer Lumineszenzschicht mit den oben erwähnten Materialien sind Verfahren gut bekannt, beispielsweise das Ablagerungsverfahren, das „spin-coat"-Verfahren und das LB-Verfahren. Eine „molecular piling-up coat" ist für die Lumineszenzschicht am meisten bevorzugt.
Die „molecular piling-up coat" ist eine dünne Schicht, die gebildet ist durch die Ablagerung von einem gasförmigen Material oder eine Schicht gebildet durch Erfestigung aus einer Lösung oder einem flüssigen Material. Die „molecular piling-up coat" unterscheidet sich von einer dünnen Schicht (molekular akkumulierte Schicht) gebildet durch die LB-Methode im Hinblick auf die aggregierte Struktur, die höhere Struktur und die durch diese verursachten Funktionen. Wie in der japanischen Veröffentlichungsschrift Nr. Sho57-51781 gezeigt, kann die Lumineszenzschicht auch gebildet werden durch Auflösen eines Binders, beispielsweise ein Kunststoff und ein Material in einem Lösungsmittel zur Herstellung einer Lösung und durch Herstellen einer dünnen Schicht durch ein Verfahren wie beispielsweise die „spin coat-Methode".
Bevorzugt ist die Dicke der Lumineszenzschicht im Bereich von 5 nm–5 μm.
Die Lumineszenzschicht des organischen EL Elementes hat die folgenden Funktionen:

a. Injektionsfunktion: eine Funktion, die es ermöglicht (1) positiv geladene Löcher von der Anode oder der positiv geladenen lochinjizierenden Schicht und (2) Elektronen von der Cathode oder der elektroneninjizierenden Schicht zu injizieren, wenn das elektrische Feld angelegt ist,
b. Transportfunktion: eine Funktion für den Transport elektrischer Ladungen (Elektronen und positiv geladene Löcher) durch die Leistung des elektrischen Feldes,
c. Licht emittierende Funktion: eine Funktion, die es ermöglicht (1) eine Stelle zu schaffen, für die Verbindung eines Elektrons und eines positiv geladenen Loches und (2) um Licht zu emittieren.

Obwohl die Leichtigkeit, mit welcher positiv geladene Löcher injiziert werden und die Leichtigkeit, mit welcher Elektronen injiziert werden, muss nicht gleich sein und die Transportfähigkeiten, ausgedruckt durch die Mobilität der positiven Ladungslöcher und die Elektronen brauchen nicht gleich zu sein, wobei der Transport einer der elektrischen Ladungen bevorzugt wird.
(5)-3. Positiv geladene lochinjizierende Schicht
Obwohl eine positiv geladene lochinjizierende Schicht nicht notwendig ist für die Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung wird es doch bevorzugt, eine positiv geladene lochinjizierende Schicht zu verwenden, um damit die Lumineszenzeigenschaften zu verbessern.
Diese positiv geladene lochinjizierende Schicht, die eine Schicht ist, um die Injektion von positiv geladenen Löchern in die Lumineszenzschicht zu ermöglichen, besitzt eine hohe Mobilität von positiv geladenen Löchern und besitzt eine Ionisationsenergie kleiner als 5.5 eV üblicherweise.
Als positiv geladene lochinjizierende Schicht wie diese ist ein Material bevorzugt, das positiv geladene Löcher zu einer Lumineszenzschicht bei einem niedrigen elektrischen Feld transportiert und noch bevorzugter, wenn die Mobilität des positiv geladenen Loches wenigstens 1 × 10^–6-cm²/V·s beträgt, wenn ein elektrisches Feld von 1 × 10⁴–1 × 10⁶ V/cm angelegt wird.
Es gibt keine Einschränkung bezüglich des positiv geladenen lochinjizierenden Material wie dieses, so lang es die oben erwähnten Eigenschaften aufweist. Das Material kann ausgewählt werden aus (1) die Materialien, welche üblicherweise verwendet werden als ein Material zum Transportieren positiv geladener Löcher in einem photoleitenden Material oder (2) an sich bekannte Materialien für positiv geladene lochinjizierende Schichten der EL Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise Triazol-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,112,197), Oxadiazol-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,189,447), Imidazol-Derivate (siehe japanische Patentpublikation Nr. Sho37-16096), Polyarylalkan-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,615,402, U.S. Patent Nr. 3,820,989, U.S. Patent Nr. 3,542,544, japanische Patentpublikation Nr. Sho45-555, japanische Patentpublikation Nr. Sho51-10983, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho51-93224, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-17105, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-4148, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-108667, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-156953, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-36656), Pyrazoli-Derivate und Pyrazolon-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,180,729, U.S. Patent Nr. 4,278,746, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-88064, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-88065, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho49-105537, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-51086, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-88141, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho57-4555, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-112637, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-74546), Phenylendiamin-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,615,404, japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho51-10105, japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho46-3712, japanische Patentveröffentlichung Nr. Sho47-25336, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-53435, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-110536, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-119925), Arylaminm-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,567,450, U.S. Patent Nr. 3,180,703, U.S. Patent Nr. 3,240,597, U.S. Patent Nr. 3,658,520, U.S. Patent Nr. 4,232,103, U.S. Patent Nr. 4,175,961, U.S. Patent Nr. 4,012,376, japanische Patentpublikation Nr. Sho49-35702, japanische Patentpublikation Nr. Sho39-27577, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-144250, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-119132, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-22437, DE Patent Nr. 1,110,518), amino-substituierte Calcon-Derivate (siehe U.S. Patent 3,526,501), Oxazol-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,257,203), Styrylanthracen-Derivate (siehe japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-46234, Fluorenon-Derivate (siehe japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-110837), Hydrazon-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 3,717,462, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-59143, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-52063, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-46760, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-85-85495, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho57-11350, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho57-148749, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-311591), Stilben-Derivate (siehe japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho61-210363, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho61-228451, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho61-14642, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho61-14642, japanische Veröffent lichungsschrift Nr. Sho61-72255, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho62-47646, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho62-36674, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho62-10652, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho62-30255, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho60-93445, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho60-94462, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho60-174749, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho60-175051), Silazan-Derivate (siehe U.S. Patent Nr. 4,950,950), Verbindungen auf der Basis von Polysilan (siehe japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-204996), Copolymere auf Basis von Anilin (siehe japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei2-282263), elektroleitende Oligomere (insbesondere Thiophenoligomere) offenbart in der japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei1-211399 und dgl.
Obwohl die oben erwähnten Verbindungen als Material für die positiv geladene lochinjizierende Schicht verwendet werden können, werden Porphyrin-Verbindungen (offenbart beispielsweise in der japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho63-2956965), aromatische tertiäre Amino-Verbindungen und Styrylamino-Verbindungen (siehe U.S. Patent Nr. 4,127,412, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho53-27033, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-58445, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-149634, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho54-64299, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho55-144250, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho56-119132, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho61-295558, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho61-98353, japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Sho63-295695), aromatische tertiäre Amin-Verbindungen mehr bevorzugt.
Verbindungen wie beispielsweise 4,4'-bis-[N-(1-Naphthyl)-N-Phenylamino] Biphenyl (NPD) besitzen zwei polyzyklische aromatische Ringe im Molekül, wie dies beschrieben ist der U.S. Patent Nr. 5,061,569 und 4,4',4''-tris[N-(3-Methylphenyl)-N- Phenylamino]Triphenylamine (MTDATA), wobei drei Triphenylamin Einheiten miteinander verbunden sind zu einer sternförmigen Form, wie dies beschrieben ist in der japanische Veröffentlichungsschrift Nr. Hei4-308688 und ebenfalls verwendet werden kann.
Zusätzlich zu den oben erwähnten aromatischen Verbindungen basierend auf Dimethyliden gezeigt als Material für die lumineszierende Schicht können ebenfalls anorganische Verbindungen, wie beispielsweise P-Typ Si und P-Typ SiC ebenfalls verwendet werden als Materialien für die positiv geladene lochinjizierende Schicht.
Die positiv geladene lochinjizierende Schicht kann gebildet werden, indem eine dünne Schicht mit den oben erwähnten Verbindungen durch bekannte Verfahren, wie beispielsweise Vakuum-Abscheidungsverfahren, das „spin coat-Verfahren" das Giessverfahren und das LB-Verfahren. Obwohl keine spezielle Beschränkung bezüglich der Dicke der positiv geladenen lochinjizierenden Schicht gegeben ist, so ist die Dicke üblicherweise im Bereich von 5 nm–5 μm. Die positiv geladene lochinjizierende Schicht kann gebildet werden mit einer Schicht zusammengesetzt aus einem oder mehreren der oben erwähnten Materialien, oder kann hergestellt werden durch Auflegen einer positiv geladenen lochinjizierenden Schicht, die hergestellt ist aus einer anderen Art Verbindung, die unterschiedlich ist von der oben erwähnten positiv geladenen lochinjizierenden Schicht.
Zusätzlich ist eine organische Halbleiterschicht bevorzugt, welche eine Schicht ist, welche die Injektion von positiv geladenen Löchern oder Elektronen in die lumineszierende Schicht unterstützt und die eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, die höher ist als 1 × 10^–10 S/cm. Als Material für die organische Haltleiterschicht wie diese können elektrisch leitende Oligomere, wie beispielsweise Thiophen enthaltende Oligomere und Aryl enthaltende Oligomere und elektrisch leitende Dendrimere, wie bei spielsweise Arylamin enthaltende Dendrimere verwendet werden.
(5)-4. Elektronen injizierende Schicht
Anderseits weist eine Elektronen injizierende Schicht, welche die Injektion von Elektronen in die Lumineszenzschicht unterstützt, eine hohe Elektronenmobilität auf. Eine haftungsunterstützende Schicht ist eine Schicht, die hergestellt aus einem Material ist, die insbesondere an der Cathode der Elektronen injizierenden Schicht haftet.
Als Material für die Elektronen injizierende Schicht werden Metallkomplexe von 8-Hydroxyquinolin oder ihre Derivate und Oxadizol-Derivate bevorzugt verwendet. Als Material für die haftungsverbessernde Schicht werden Metallkomplexe von 8-Hydroxyquinolin oder ihre Derivate bevorzugt verwendet.
Als Beispiel für die oben erwähnten Metallkomplexe von 8-Hydroxyquinolin oder ihre Derivate, Metal-Chelat bildende Oxinoid-Verbindungen einschliesslich Oxin (im allgemeinen 8-Quinolinol oder 8-Hydroxyquinolinon) können hier erwähnt werden.
Als Oxadiazol-Derivate, Elektronen transferierende Verbindungen ausgedrückt durch die allgemeinen Formeln 25–27 können hier erwähnt werden,
wobei Ar¹⁰–Ar¹³ sind jeweils substituierte oder nicht substituier te Ary-Gruppen, Ar¹⁰ und Ar¹¹ können gleich oder unterschiedlich sein, Ar¹² und Ar¹³ können gleich oder verschieden sein, Ar¹⁴ ist eine substituierte oder nicht substituierte Arylen-Gruppe, wobei diese Ary kann eine Phenyl-Gruppe, Bipheny-Gruppe, Anthranyl-Gruppe, Perylen-Gruppe, Perenyl-Gruppe oder dgl. sein, wobei die genannte Arylen-Gruppe eine Phenylen-Gruppe, Naphthylen-Gruppe, Biphenylen-Gruppe, Anthracenyl-Gruppe, Phenylenylen-Gruppe, Pyrenylen-Gruppe oder dgl. sein kann, worin substituierende Gruppen C₁-C₁₀ Alkyl-Gruppe, C₁-C₁₀ Alkoxy-Gruppe, Cyano-Gruppe oder dgl. sein können, wobei die genannten Elektronen transferierende Verbindung vorzugsweise dünn beschichtete Eigenschaften aufweist.
Die oben erwähnten Elektronen transferierenden Verbindungen können die nachfolgenden Verbindungen gemäss den chemischen Formeln (28)–(32) sein:
(5)-5. Cathode
Da die Cathode, Metalle, Legierungen und elektrisch leitende Verbindungen eine kleine Arbeitsfunktion (kleiner als 4 eV) besitzen und eine Mischung von zwei oder mehreren dieser als Elektrodenmaterial verwendet werden, wie beispielsweise Natrium, Natrium-Calium-Legierung, Magnesium, Lithium, Magnesiumsilber-Legierung, Aluminium/Aluminium-Oxide (Al₂O₃), Aluminium-Lithium-Legierung, Indium, seltene Erdmetalle und eine Mischung von zwei oder mehreren von diesen
Diese Cathode kann hergestellt werden durch Bildung dünner Schichten von diesem Elektronenmaterial durch Verfahren wie beispielsweise Abscheiden oder Aufsprühen.
Der Schichtwiderstand der Cathode ist vorzugsweise kleiner als mehrere hundert Ω/⧠, die Dicke ist üblicherweise im Bereich von 10 nm–1 μm, vorzugsweise im Bereich von 50–200 nm. Bei der EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung sind die Anode und/oder Cathode vorzugsweise durchsichtig oder durchscheinend, da dies die Durchdringung der Lumineszenz einfach macht und das Auslösen effizienter.
(5)-6. Herstellen des organischen EL Elementes
Ein organisches EL Element kann hergestellt werden durch die Bildung der Anode, der Lumineszenzschicht, der positiv geladenen lochinjizierenden Schicht (falls notwendig), der Elektronen injizierenden Schicht (falls notwendig) und durch Bilden der Cathode, wobei die oben erwähnten Materialien und Verfahren verwendet werden. Ein organisches EL Element kann auch in umgekehrter Richtung der oben genannten Folge von der Cathode zur Anode gebildet werden.
Ein Beispiel für die Herstellung des organischen EL Elementes, das hergestellt wurde auf einem Trägersubstrat serienweise in der Folge von Anode/positiv geladenem lochinjizierender Schicht (Lumineszenzschicht/Elektronen injizierenden Schicht/Cathode wird nachfolgend näher erläutert.
Zuerst wird eine Anode hergestellt auf einem geeigneten Substrat, indem eine dünne Schicht gebildet wird, aus einem Anodenmaterial, wobei die Dicke gleich oder kleiner ist als 1 μm, vorzugsweise im Bereich von 10–200 nm, wobei als Verfahren eine Ablagerung oder ein Aufsprühen verwendet wird.
Zweitens, eine positiv geladene lochinjizierende Schicht wird auf der Anode gebildet. Die Bildung der positiv geladenen lochinjizierenden Schicht kann ausgeführt werden durch Verfahren wie Vakuumabscheidung „sein coat"-Verfahren, Giessverfahren und dem LB-Verfahren wie oben beschrieben. Unter diesen Verfahren wird das Vakuumabscheide-Verfahren bevorzugt, da eine gleichförmige Beschichtung einfach erhalten werden kann und „pin halls" selten erzeugt werden.
Wird die positiv geladene lochinjizierende Schicht durch Vakuumabscheidung gebildet, wird, obwohl die Abscheidebedingungen von den verwendeten Verbindungen abhängig sind (Material der positiv geladenen lochinjizierenden Schicht), und die Kristallstruktur und Rückkupplungsstruktur der entsprechenden positiv geladenen lochinjizierende eine Ablagerungstemperatur von 50 bis 450°C, ein Vakuumdruck von 1 × 10^–7–1 ×10^–3 Torr, eine Abscheidungsrate von 0.01–50 nm/s, eine Substrattemperatur von –50 bis –300°C und eine Dicke von 5 nm–5 μm sind allgemein bevorzugt.
Die Lumineszenzschicht, welche auf der positiv geladenen lochinjizierenden Schicht gebildet ist, kann auch gebildet werden durch Herstellung einer dünnen Beschichtung aus einem gewünschten organischen Lumineszenzteil durch die Verfahren wie beispielsweise Vakuumabscheideverfahren, Aufsprühen, der „spin coat"-Methode und die Giessmethode.
Die Vakuumabscheidemethode ist bevorzugt, da eine gleichförmige Schicht einfach gebildet werden kann und „pin holes" selten erzeugt werden. Wird die Lumineszenzschicht durch das Vakuumabscheideverfahren hergestellt, so wird, obwohl die Abschei debedingungen von den verwendeten Verbindungen abhängt, so können die Bedingungen im allgemeinen gewählt werden von den Bedingungen, die ähnlich sind für die positive geladene Lochinjektionsschicht.
Die elektroneninjizierende Schicht wird auf der Lumineszenzschicht gebildet. Es wird bevorzugt, die elektroneninjizierende Schicht durch ein Vakuumabscheideverfahren herzustellen, da es notwendig ist, eine gleichförmige Beschichtung als auch die positiv geladene lochinjizierende Schicht und die Lumineszenzschicht zu bilden. Die Abscheidebedingungen können gewählt werden von den Bedingungen, die ähnlich sind wie jene für die positiv geladene lochinjizierende Schicht und die Lumineszenzschicht.
Schliesslich kann das organische EL Element erhalten werden durch Überlagerung einer Cathode.
Obwohl die Cathode gebildet werden kann aus einem Metall mit den Methoden, wie beispielsweise die Ablagerungsmethode und die Aufsprühmethode, so wird doch die erstere bevorzugt, um zu vermeiden, dass die darunter liegende organische Schicht während der Schichtbildung beschädigt wird.
Bei der Herstellung des organischen EL Elementes gemäss der obigen Beschreibung wird bevorzugt, diese von einer Anode zu einer Cathode in einem einzigen Vakuumverfahren zu bilden.
Wird eine direkte Stromspannung angelegt an das organische EL Element, so kann eine Lumineszenz beobachtet werden, wenn die Polarität der Anode „+", diejenige der Cathode „–" ist und eine Spannung von 5–40 V angelegt wird. Wird die Spannung umgekehrt angelegt, fliesst kein Strom und eine Lumineszenz wird nicht erzeugt. Wird eine Wechselstromspannung angelegt, so wird eine gleichförmige Lumineszenz nur beobachtet bei einer Phase, wenn die Polarität der Anode „+" ist und diejenige der Cathode „–" ist. In diesem Fall ist die Form von Wellen beliebig.
Um ein organisches EL Element herzustellen, das luminesziert und eben als auch diskret angeordnet ist, können die folgenden Verfahren verwendet werden: (1) die X-Y Punktmatrix-Methode, bei welcher eine streifenförmige Anode und Cathode gekreuzt werden, wobei eine Gleichspannung an jede Elektrode angelegt wird und der gekreuzte Teil luminesziert und (2) die aktive Matrix-Methode, welche es ermöglicht, eine Anode oder eine Cathode punktförmig zu bilden und durch das Anlegen einer Gleichspannung lediglich zu einem spezifischen Punktteil mit einer Schaltanzeigevorrichtung, wie beispielsweise ein Dünnfilmtransistor (TFT). Die streifenförmige oder punktförmige Anode und Cathode können gebildet werden durch (1) Ätzen oder Abheben mit photolithographischem Verfahren oder (2) durch Verfahren wie beispielsweise maskiertes Abscheiden.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Eine organische EL Anzeigevorrichtung gemäss 2b, welche die Beziehung d2 > d1, T2 = T1 und S2 = S1 hergestellt wurde. Auf einem Glassubstrat (Corning 7059, 100 mm × 100 mm 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrat, ein lichthärtender Widerstand auf Acrylatbasis (Viskosität 250 cps), wobei 3 wt.% (auf einer Festkörperbasis) Kohlenstoff schwarz dispergiert wurde, wurde „spin" beschichtet, bei 180°C gebacken und auf einer Maschine einer Lichtquelle mit einer Quecksilberlampe exponiert.
Das Produkt wurde bei 900 mJ/cm² bei 365 nm durch eine Maske belichtet, wobei eine netzförmige Schattierungsschicht (11) gebildet wird, wobei ein Streifenmuster mit einer Linienbreite von 50 μm (d2) und ein Abstand von 250 μm und ein Streifenmuster mit einer Linienbreite von 100 μm und ein Zwischenabstand von 60 μm orthogonal angeordnet ist.
Die Entwicklung wurde durchgeführt mit einer wässerigen 1 wt.% Natriumcarbonatlösung während 2 Min. bei Raumtemperatur. Dann wurde eine allgemeine Nachbelichtung durchgeführt von der Seite der Glasfläche des Substrates bei 3000 mJ/cm² und gebacken bei 200°C, um ein Muster der Schattierungsschicht zu bilden. Ein Scanning-Elektronenmikroskop (SEM) ermöglichte die Beobachtung, dass ein Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ist. Zusätzlich konnte eine Analyse mit einem Spectrophotometer zeigen, dass die Durchlässigkeit dieser Schattierungsschicht gleich oder kleiner ist als 10% und der Reflexionskoeffizient 5% ist, bei einer Wellenlänge im Bereich von 400–700 nm.
Dann wurde das Substrat auf eine Siebdruckvorrichtung gegeben und eine blaue Farbe wurde gedruckt in die Intervalle des Musters der Schattierungsschicht unter Verwendung einer Platte, durch welche ein Punktmuster (Bereich S2 gemäss 12) einer streifenförmigen Anordnung von 250 μm × 600 μm erhalten wurde.
Die genannte Farbe wurde hergestellt durch Mischen/Dispergieren 2.8 wt.% (auf einer S-Körperbasis) eines Pigmentes basierend auf Kupferphthalocyanin (C. I. Pigment blau 15 : 6), 0.2 et.% (auf einer Festkörperbasis) eines Pigmentes basierend auf Dioxiazin (C. I. Pigment violet 23), 97 wt.% Polyester-Kunststoff PET9100 (Jujo Chem. Ind. Co.) als ein Binder-Kunststoff und Cyclohexanon als Lösungsmittel.
Dann wurde die gedruckte Farbe bei 160°C gebacken, um ein Muster einer blauen Farbfilterschicht zu erhalten, die eine Dicke von 20 μm aufweist. Der Reflexionsindex der Farbfilterschicht war 1.50 bei 589 nm.
Dann wurde die Platte um 300 μm parallel zu einer vertikalen Schicht der Musteranordnung des Musters der blauen Farbfilterschicht verschoben, dann wurde die Farbe für die Fluoreszenzschicht A in anderen Intervallen der gemusterten Schattierungsschicht gedruckt.
Die Farbe wurde hergestellt durch Mischen/Dispergieren von 0.03 mol/kg (auf einer Festkörperbasis) Coumarin 6, Polyester-Kunststoff PET9100 als Binder-Kunststoff und Cyclohexanon als Lösungsmittel.
Dann wurde die gedruckte Farbe bei 160°C gebacken, um eine fluoreszierende Schicht A mit einem Muster zu erhalten, das eine Dicke von 20 μm aufweist. Der Brechungsindex der fluoreszierenden Schicht war 1.52 bei 589 nm.
Dann wurde die Platte weiter verschoben, um 300 μm parallel zu einer vertikalen Schicht der Streifenanordnung des Musters der fluoreszierenden Schicht A, die Farbe für die Fluoreszenzschicht B wurde in anderen Intervallen des Musters der Schattierungsschicht gedruckt.
Die Farbe wurde hergestellt durch Mischen/Dispergieren (1) eines Fluoreszenz-Pigmentes (30 wt.% auf einer Festkörperbasis) das hergestellt wurde durch Hinzumischen von 0.03 mol/kg (auf einer Festkörperbasis), Coumarin 6,4 wt.% (pro Fluoreszenz-Pigment) Rhodamin 6G und wt.% (per Fluoreszenz-Pigment), Rhodamin B in Benzoguanamin-Kunststoff, (2) ein Polyester-Kunststoff PET9100 (70 wt.% auf Festkörperbasis) als ein Binder-Kunststoff und (3) Cyclohexanon als ein Lösungsmittel.
Dann wurde die gedruckte Farbe gebacken bei 160°C, um ein Muster einer fluoreszierenden Schicht B mit einer Dicke von 10 μm zu erhalten. Der Brechungsindex der Farbfilterschicht war 1.52 bei 589 nm.
Ein Substrat, auf welcher die Schattierungsschicht und drei Arten der farbmodulierenden Schichten eben und diskret angeordnet sind, wurde auf diese Weise hergestellt. Es wurde so konstruiert, dass die Beziehung T1 = T2 erfüllt ist, wobei T1 die Dicke der Schattierungsschicht und T2 die Dicke jeder der drei Arten der farbmodulierenden Schichten ist.
Ein Teil der Schattierungsschicht und der farbmodulierenden Schichten wurden mechanisch abgekratzt, um die Lumineszenzhelligkeit und den Farbton des organischen EL Elementes, das später aufgelegt werden soll, zu ermitteln.
Dann wurde auf dieses Substrat ein hitzehärtbarer Kunst stoff aufgrund von Acrylat (Nippon Steel Chem. Co. V259PA) geschlossen als transparentes Medium durch „spin-coating" aufgetragen und bei 80°C gebacken. Das Produkt wurde zudem bei 160°C gebacken und poliert/bearbeitet zu einer Ebenheit innerhalb ±0.1 μm falls erforderlich. Der Brechungsindex von diesem durchscheinenden Medium war 1.50 bei 589 nm.
Zudem wurde eine Schutzschicht für dieses transparente Medium in Form von Siliciumoxid (SiO₂) aufgesprüht bei einer Substrattemperatur von 150°C bei 1 × 10^–6 Torr. Die Dicke Siliciumoxids war 0.5 μm.
Die Gesamtdicke der Schattierungsschicht im transparenten Medium hergestellt wie oben beschrieben war etwa 10 μm (korrespondierend zu d1), und die Beziehung d2 > d1 wurde erfüllt. Die Beziehung |n1 – n2| < 0.4 wurde ebenfalls erfüllt, beurteilt von dem Brechungsindices und der Art der verwendeten Kunststoffe.
Anschliessend wurde ein organisches EL Element hergestellt. Zuerst wurde ein Substrat auf 160°C erwärmt und eine transparente Elektrode (Anode), die zusammengestellt ist aus ITO (Indium-Zinnoxid) mit einer Dicke von 0.16 μm und Flächenwiderstand von 20 Ω/⧠, wurde hergestellt durch Aufsprühen einer Siliconoxid-Schicht bei 1 × 10^–6 Torr.
Nachher wurde eine positiver Typ Photowiderstand (Fuji-Hunt Electronics Technology Co., HPR204) durch „spin-coating" auf das ITO aufgetragen und bei 180°C gebacken. Dann nach der Positionierung wurde ein Schattierungsschichtmuster durch eine Maske mit einem streifenförmigen ITO-Muster (Linienweite 205 μm; Zwischenabstand 50 μm; siehe 13) wurde erhalten. Die Bestrahlung wurde durchgeführt bei 100 mJ/cm² mit einer Belichtungsma schine.
Nachher wurde der Widerstand entwickelt mit einer 2.38%-igen wässerigen Lösung von Tetrymethylammoniumhydroxid (TMAH), anschliessend bei 120°C gebacken, so dass ein Widerstandsmuster erhalten wurde.
Anschliessend wurde das Substrat getaucht in eine 48 wt.% wässerige Lösung von Wasserstoffbromid bei Raumtemperatur, das ITO, wo das Widerstandsmuster belichtet wurde, wurde geätzt, um den Widerstand zu entfernen und ein streifenförmiges ITO-Muster (Linienweite 250 μm; Zwischenraum 50 μm) wurde gebildet.
Anschliessend wurde dieses Substrat, auf welchem ein ITO-Muster gebildet war, mit Isopropylalkohol (IPA) gewaschen, UV-gewaschen und fixiert auf einem Substrathalter einer Abscheidevorrichtung (ULVAC Japan Co.). MTDATA und NPD waren positiv geladene lochinjizierende Materialien, DPVBi als ein Lumineszenzelement, DPAVB als Dotierungsmittel und Alq als ein elektroneninjizierendes Material wurden platziert auf einem Molybdenium-Widerstandswärmeschiff, Ag als zweites Metall der Cathode wurde auf ein Wolfram-Filament aufgetragen und Mg als ein elektroneninjizierendes Material der Cathode wurde auf eine Molybdenium-Schiff gegeben, jeweils zur Verwendung als Abscheidungsquelle.
Anschliessend wurde der Vakuumbehälter evakuiert bis 5 × 10^–7 Torr, wobei das Auflegen in nachfolgender Reihe erfolgte. Von der Abscheidung einer positiv geladenen lochinjizierenden Schicht zu jener einer Cathode, wurde das Vakuum kontinuierlich aufrecht erhalten.
Zuerst wurde MTDATA abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 200 nm als eine positiv geladene lochinjizierende Schicht. Dann wurde NPD abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 20 nm als weitere positiv geladene lochinjizierende Schicht.
Zusätzlich wurde eine lumineszierende Schicht, DPVBi abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Gesamtdicke von 40 nm (Gewichtsverhältnis der Dotierung pro Gastmaterial war 1.2–1.6).
Zusätzlich als elektroneninjizierende Schicht wurde Alq abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 20 nm.
Zusätzlich wurde als Cathode Mg und Ag simultan durch eine Maske abgelagert, welche senkrecht ist zur Anode ITO-Streifenmuster, durch welche ein Streifenmuster (Linienweite 600 μm; Zwischenraum 100 μm, siehe 14) gebildet wurde, wobei Mg abgelagert wurde mit einer Ablagerungsrate von 1.3–1.4 nm/s und Ag wurde abgelagert mit Ablagerungsrate von 0.1 nm/s bis zu einer Dicke von 100 nm.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V angelegt zwischen Anode und Cathode beim organischen EL Element (2b, 3b), welche auf diese Weise erhalten wurde, ein Teil (Punktmuster S1 von 250 μm × 600 μm), wo die Anode und die Cathode sich kreuzen und der Gleichstrom angelegt wurde, lumineszierte. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte am Teil, wo eine Schattierungsschicht und eine Modulierungsschicht abgekratzt wurden, war 100 cd/m² und eine blaue Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 in CIE Farbton-Koordinaten (JIS Z8701) wurde beobachtet.
Zusätzlich wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von einem blauen Farbfilter von 42 cd/m² beobachtet und eine blaue Farbe mit einer hohen Farbreinheit und Farbton von x = 0.14, y = 0.12 wurde beobachtet.
Zudem war die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet von der Fluoreszenzschicht A 120 cd/m² und eine gelblich-grüne Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde beobachtet.
Zudem war die Lumineszenzhelligkeit und das Licht beobachtet von der Fluoreszenzschicht B 30 cd/m² und eine rote Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde beobachtet.
Sie wurde so konstruiert, dass der Bereich S1 der Lumineszenzregion des organischen EL Elementes gleich ist der Fläche S2 des Bereiches der farbmodulierenden Schicht (S1 = S2).
Bei Betrieb der organischen EL Anzeigevorrichtung, die auf diese Art hergestellt wurde, wurde eine Lumineszenz der gewünschten eigentlichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht erhalten. Der Sichtwinkel (siehe 4) ist definiert als der Bereich, in welchem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen und dieser war ±80°, welcher ein breiter Bereich ist, der keine praktischen Probleme ergibt.
Beispiel 2
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, gezeigt in 2b, welche die Beziehung d2 > d1, T1 (20 μm) > T2 (15 μm) und S2 = S1 wurde hergestellt. Eine farbmodulierende Schicht im Beispiel 1, beispielsweise ein blauer Farbfilter, fluoreszierende Schicht A und eine fluoreszierende Schicht B wurden hergestellt, ein EL Element (5b) wurde hergestellt unter der gleichen Bedingung wie Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass die Viskosität von jeder Farbe reduziert wurde durch Erhöhung des Lösungsmittelanteils und jede Dicke wurde reduziert auf 15 μm.
Beim Betrieb der organischen EL Anzeigevorrichtung, die auf dieser Art erhalten wurde, wurde Lumineszenz der gewünschten eigentlichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht erhalten. Der Sichtwinkel (siehe 4), der definiert ist als ein Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, was eine weiter Bereich ist, der in der Praxis keine Probleme ergibt.
Beispiel 3
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, gezeigt in 2b, welche die Beziehungen d2 > d1, T2 = T1 und S2 > S1 erfüllen, wurde hergestellt. Ein EL Element (6c) wurde hergestellt unter den Bedingungen gemäss Beispiel 1 mit der Ausnahme, dass die transparente Elektrode (Anode) des organischen EL Elementes ein streifenförmiges ITO-Muster aufweist (Linienweite 200 μm; Zwischenraum 100 μm). Im Beispiel 3 wurde die Vorrichtung ebenfalls konstruiert in einer Art, dass die Beziehungen d2 > d1 und T2 = T1 erfüllt sind.
Die Fläche 1 der lumineszierenden Region des organischen EL Elementes ist 200 μm × 600 μm (Punktmuster) und die Fläche S2 von jeder farbmodulierenden Schicht ist 250 μm × 600 μm (Punktmuster). Somit wurde auch die Beziehung S1 < S2 erfüllt.
Beim Betrieb der organischen EL Anzeigevorrichtung, die auf dieser Art erreicht wurde, konnte Lumineszenz der gewünschten eigentlichen Farbe beobachtet werden für jede farbmodulierende Schicht. Der Sichtwinkel (siehe 4), der definiert ist als Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±85°, der weiter ist als bei den Beispielen 1 und 2.
Beispiel 4
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, gezeigt in 2a, welche die Beziehungen d2 = d1, T2 = T1 und S2 = S1 erfüllt, wurde hergestellt. Als Trägersubstrat wurde eine Glassubstrat Bariumborsilicatglas, 11 mm × 100 mm × 0.05 mm Dicke), auf welcher eine Beschichtung einer transparenten Elektrode (Anode) aus ITO (Indiumzinnoxid) mit einer Dicke von 0.5 μm und einem Flächenwiederstand von 20 Ω/⧠ wurde gebildet durch Aufsprühen, wobei der Brechungsindex des Glassubstrates 1.51 bei 589 nm war und wurde als transparentes Medium verwendet.
Anschliessend wurde ein Substrat, auf das eine Schattierungsschicht und eine farbmodulierende Schicht diskret und eben aufgetragen wurde und zwar auf der gegenüberliegenden Seite der mit ITO beschichteten Fläche, unter den gleichen Bedingungen gebildet gemäss Beispiel 1.
Zudem wurde ITO unter den gleichen Bedingungen wie gemäss Beispiel 1 als Muster aufgetragen, wobei die Dicke der Schattierungsschicht des transparenten Mediums 50 μm (d1) geschlossen war, wobei die Beziehungen d2 = d1 und |n1 – n2| < 0.4 erfüllt wurden.
Die organische EL Anzeigevorrichtung wurde hergestellt unter den gleichen Bedingungen gemäss Beispiel 1 (siehe 2a und 3b), wobei diese so konstruiert wurde, dass die Fläche S1 der lumineszierenden Region der organischen EL Elementes gleich ist der Fläche S2 des Bereiches der farbmodulierenden Schicht und somit S1 = S2 ist.
Bei dieser auf diese Weise hergestellten organischen EL Anzeigevorrichtung wurde Lumineszenz der gewünschten eigentlichen Farbe für jede farbmodulierende Schicht erhalten. Der Sichtwinkel, bei dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±45°, der in einem Bereich liegt, in dem keine praktischen Probleme auftreten.
Beispiel 5
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, gezeigt in 2c, welche die Bedingungen d2 > d1, T2 = T1 und S2 = S1 erfüllt sind, wurde hergestellt. Auf einem Glassubstrat (Corning 7059, 100 mm × 100 mm × 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrat, ein lichthärtender Widerstand auf Basis von Acrylat V259PA (Nippon Steel Chem. Co.), in dem 30 wt.% (auf einer Festkörperbasis) kohlenschwarz dispergiert wurde, wurde „spin-coated" und gebacken bei 80°C. Das Produkt wurde zudem weiter gebacken bei 200°C zur Bildung einer schwarzen Schicht mit einer Dicke von 2 μm.
Dann wurde die gegenüberliegende Seite der schwarzen Beschichtung gewaschen mit IPA, UV-gewaschen und fixiert in einem Substrathalter einer Ablagerungsmaschine (ULVAC Japan Co.). MTDATA und NPD als positiv geladene lochinjizierende Materialien, DPVBi als Lumineszenzelement, DPAVB als Dotierungsmittel und Alq als elektroneninjizierendes Material wurden platziert auf ein Molybdenium-Widerstandsheizschiff, Ag wurde auf ein Wolfram-Filament als zweites Material der Cathode gegeben und Mg wurde auf ein Molybden-Schiff als elektroneninjizierendes Metall der Cathode gegeben, wobei beide als Ablagerungsquellen verwendet wurden.
Nun wurde der Vakuumbehälter evakuiert bis 5 × 10^–7 Torr, dann wurde eine Schicht mit einem Muster mit einer Linienweite von 600 μm und einem Zwischenraum von 100 μm, dann wurde eine Beschichtung von einer elektroneninjizierenden Schicht bis einer positiv geladenen lochinjizierenden Schicht gebildet. Wenn die positiv geladenen lochinjizierenden Schicht serienweise von der Cathode gebildet wurden, wurde das Vakuum kontinuierlich aufrecht erhalten.
Als Cathode wurden Mg und Ag gleichzeitig abgelagert. Mg wurde abgelagert bei einer Ablagerungsrate von 1.3–1.4 nm/s und Ag wurde abgelagert bei einer Ablagerungsrate von 0.1 nm/s bis zu einer Gesamtdicke von 200 nm.
Nun wurde eine elektroneninjizierenden Schicht Alq abgelagert bei einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 20 nm.
Zusätzlich wurde eine lumineszierende Schicht DPVBi abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s und DPAVB wurde abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.05 nm/s bis zu einer Gesamtdicke von 40 nm (Gewichtsverhältnis des Dotierungsmittels pro Gastmittel ist 1.2–1.6).
Zusätzlich wurde eine positiv geladene lochinjizierende Schicht NPD abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Gesamtdicke von 20 nm. Als eine andere positiv gelagerte lochinjizierende Schicht wurde MTDATA abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Gesamtdicke von 40 nm.
Dann wurde dieses Substrat einer Aufsprühvorrichtung übergeben, ein organisches EL Element wurde gebildet durch Herstel len einer Beschichtung mit ITO als transparente Elektrode (Anode) mit einem Widerstand von 20 Ω/⧠ bei einer Raumtemperatur durch eine Maske mit einem Streifenmuster und einer Linienweite von 250 μm und einem Zwischenraum von 50 μm (siehe 13), wobei die Maske so platziert wurde, dass eine Cathode und eine Anode sich vertikal kreuzen und Enden von jeder Elektrode herausgenommen werden konnte.
Dann wurde ein lichthärtendes Adhäsiv 3113 aufgrund von Epoxy (Three Bond Co.) aufgetragen benachbart zu den Cathoden-Anoden-Kreuzungsbereichen unter Verwendung eines Dispensers mit einer Weite von ca. 1 mm, wobei ein Abstand eingehalten wurde.
Ausserdem wurden Substrate hergestellt unter den gleichen Bedingungen gemäss Beispiel 1, wobei eine Schattierungsschicht und unterschiedliche farbmodulierende Schichten in diskreter Art in einer Ebene angeordnet wurden, wobei diese miteinander verbunden wurden, so dass ein organisches EL Element, eine Schattierungsschicht und farbmodulierende Schicht gegenüber angeordnet sind. Dann wurde das Adhäsiv gehärtet mit UV-Licht und zwar nur in dem Bereich, wo das Adhäsiv aufgetragen wurde.
Dann wurde unter einer Atmosphäre aus Stickstoff ein fluorierter Kohlenwasserstoff (3 M Co., USA, FC-70) als transparentes Medium mit einer Spritze injiziert durch einen Zwischenraum des Adhäsivs.
Nachher wurde das genannte Adhäsiv weiter gefüllt in den Zwischenraum des Adhäsivs und gehärtet mit UV-Licht wie oben beschrieben. Der Brechungsindex des fluorierten Kohlenwasserstoffes war 1.30 bei 589 nm. Der Abstand (Zwischenraum) zwischen dem organischen EL Element und der Schattierungsschicht war 10 μm (d1) und die Beziehungen d2 > d1 und |n1 – n2| < 0.4 wurde erfüllt.
Nachdem das organische EL Element hergestellt wurde auf diese Art (siehe 2c, 3b) wurde eine Gleichstromspannung von 8 V angelegt zwischen Anode und Cathode, wobei der Teil (Punkt muster von 250 μm × 600 μm, S1) lumineszierte, wo die Anode und die Cathode sich kreuzen. Zudem wurde Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes vom Teil beobachtet, wo die Schattierungsschicht und die modulierende Schicht entfernt wurden, was 100 cd/m² war und blaue Lumineszenz mit einem Farbton von CIE Farbton-Koordinaten (JIS Z 8701) von x = 0.16 und y = 0.24 wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet von einem blauen Farbfilter war 40 cd/m² und eine blaue Lumineszenz mit einem Farbton von x = 0.14 und y = 0.12 wurde beobachtet.
Zudem wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von einer Fluoreszenzschicht A von 11 cd/m² beobachtet und eine gelblich-grüne Lumineszenz mit einem Farbton von x = 0.28 und y = 0.62 wurde erhalten.
Zudem wurde die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von einer Fluoreszenzschicht B mit 28 cd/m² beobachtet und eine rote Lumineszenz mit einem Farbton von x = 0.06 und y = 0.31 wurde erhalten.
Die Fläche S1 der lumineszierenden Region des organischen EL Elementes war gleich der Fläche S2 des Bereiches der farbmodulierenden Schicht, wobei die Beziehung S1 = S2 erfüllt war.
Bei der Herstellung bei der organischen EL Anzeigevorrichtung wie oben beschrieben zeigt im Betrieb eine Lumineszenz von einer eigentlichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht. Der Sichtwinkel (siehe 4), der definiert ist als ein Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, der in einem Bereich liegt, in dem keine praktischen Probleme verursacht werden.
Beispiel 6
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, gezeigt in 2b, welche die Beziehungen d2 > d1, T2 = T1 und S2 = S1 und wobei die ganze farbmodulierende Schicht ein Farbfilter ist, wurde hergestellt. Auf einem Glassubstrat (Corning 7059, 100 mm ×100 mm × 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrat, ein lichthärtender Widerstand auf Acrylat-Basis V259PA (Nippon Steel Chem. Co.) in dem 30 wt.% (auf einer Festkörperbasis) wurde Kohlenschwarz dispersiert und „spin-coated" sowie bei 80°C gebacken. Anschliessend wurde die Widerstandsschicht belichtet mit Licht bei 300 mJ/cm² bei 365 nm mit einer Belichtungsvorrichtung mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle durch eine Maske, so dass das Muster der Schattierungsschicht gemäss 11 erhalten wurde.
Dann wurde entwickelt unter Verwendung von 1 wt.% wässeriger Lösung von Natriumcarbonat für 2 Minuten bei Raumtemperatur. Das Substrat wurde gebacken bei 200°C zur Bildung eines Musters der Schattierungsschicht. Eine Untersuchung mit einem Rasterelektronen-Mikroskop (SEM) zeigte einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt.
Eine Analyse mit einem Spectrophotometer zeigte eine Durchsichtigkeit der Schattierungsschicht kleiner als 10% und der Reflexionskoeffizient war 5% bei einer Wellenlänge von 400–700 nm.
Dann wurde ein wärmehärtender Widerstand auf Acrylatbasis V259PA (Nippon Steel Chem. Co., äquivalent zu 70 wt.% auf einer Festkörperbasis), in welcher 28 wt.% (auf Festkörperbasis) eines Pigmentes basierend auf Kupferphthalocyanin (C. I. Pigment Blau 15 : 6) und 2 wt.% (auf Festkörperbasis) eines Pigmentes basierend auf Dioxazin (C. I. Pigment Violet 23) wurden dispergiert, „spin-coated" und gebacken bei 80°C. Dann wurde die Position ausgerichtet zum Muster der Schattierungsschicht durch eine Maske, so dass das Muster (S2) der Schattierungsschicht gemäss 12 erhalten wurde. Dann wurde die Widerstandsschicht belichtet mit Licht bei 300 mJ/cm² bei 365 nm mit einer Belichtungsvorrichtung mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle.
Dann wurde entwickelt unter Verwendung von 1 wt.%-iger wässeriger Lösung von Natriumcarbonat für 2 Minuten bei Raumtemperatur. Dann wurde das Produkt gebacken bei 200°C zur Bildung eines Musters des blauen Farbfilters. Die Dicke des blauen Farbfilters war 2 μm und der Brechungsindex war 1.50 bei 589 nm.
Dann wurde ein wärmehärtender Widerstand auf Acrylatbasis V259PA (Nippon Steel Chem. Co., äquivalent zu 70 wt.% auf einer Festkörperbasis), in welcher 23 wt.% (auf einer Festkörperbasis) Pigment auf Basis von halogeniertem Kupferphthalocyanin (C. I. Pigment Grün 36) und 7 wt.% (auf einer Festkörperbasis) ein Pigment auf Azo-Basis (C. I. Pigment Gelb 83) dispergiert „spin-coated" und gebacken bei 80°C. Dann wurde die Position um 300 μm parallel zur Richtung senkrecht zur Streifenanordnung des blauen Farbfilters durch die Maske geändert, so dass das Muster der farbmodulierenden Schicht gemäss 12 erhalten wurde. Dann wurde die Widerstandsschicht belichtet mit Licht bei 300 mJ/cm² bei 365 nm mit einer Belichtungsmaschine mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle.
Entwickelt wurde unter Verwendung einer 1 wt.%-igen wässerigen Lösung von Natriumcarbonat für 2 Minuten bei Raumtemperatur. Dann wurde das Produkt gebacken bei 200°C zur Bildung eines Musters des grünen Farbfilters. Die Dicke des grünen Farbfilters war 2 μm und Brechungsindex war 1.50 bei 589 nm.
Dann wurde wärmehärtender Widerstand auf Acrylatbasis V256PA (Nippon Steel Chem. Co. äquivalent zu 70 wt.% (auf einer Festkörperbasis), in welcher 24 wt.% (auf einer Festkörperbasis eines Pigmentes basierend auf Anthrachinon (C. I. Pigment Rot 177) und 6 wt.% (auf einer Festkörperbasis) eines Pigmentes auf Azo-Basis (C. I. Pigment Gelb 6) dispergiert „spin-coated" und gebacken bei 80°C. Dann wurde die Position geändert um 300 nm parallel zur Richtung senkrecht zur Streifenanordnung des grünen Farbfilters durch eine Maske, so das Muster der farbmodulierenden Schicht gemäss 12 erhalten wurde. Dann wurde die Widerstandsbeschichtung belichtet mit Licht bei 300 mJ/cm² bei 365 nm mit einer Belichtungsvorrichtung mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle.
Dann wurde entwickelt mit einer 1 wt.%-igen wässerigen Lösung von Natriumcarbonat für 2 Minuten bei Raumtemperatur. Dann wurde das Produkt gebacken bei 200°C zur Bildung eines Musters des roten Farbfilters. Die Dicke des roten Farbfilters war 2 μm und der Brechungsindex war 1.50 bei 589 nm.
Ein Substrat, bei welchem die Schattierungsschicht und farbmodulierende Schicht (Farbfilter) plan und diskret sind und die Beziehung T1 = T2 erfüllt, wurde wie oben erwähnt hergestellt, wobei ein kleiner Teil der farbmodulierenden Schicht mechanisch entfernt wurde, um die Lumineszenzhelligkeit und den Farbton des organischen EL Elementes zu beobachten, das später aufgelegt wird.
Zudem wurde die transparente Elektrode (ITO-Muster, siehe 13), welche eine Anode im transparenten Medium des organischen EL Elementes ist, wurde gebildet unter den gleichen Bedingungen wie das Beispiel 1, so dass die Beziehung d2 > d1 erfüllt wurde.
Dann wurde das Substrat gewaschen mit IPA, UV-gewaschen, und fixiert in einem Substrathalter einer Ablagerungsvorrichtung (ULVAC Japan Co.). MTDATA und NPD als positiv geladene lochinjizierende Materialien, DPVBi und PAVBi als lumineszierendes Material, Rubrene und Alq als ein elektroneninjizierendes Material wurden platziert auf ein Molybdän Widerstandsheizschiff, Ag als zweites Metall wurde auf die Cathode eines Wolfram-Filamentes gegeben Mg als elektroneninjizierendes Metall wurde auf die Cathode eines Molybdän-Schiffes gegeben, um diese beide als Ablagerungsquelle zu verwenden.
Dann wurde der Vakuumbehälter evakuiert bis 5 × 10^–7 Torr, und Beschichtungen wurden seriell gebildet in nachfolgender Reihenfolge. Wenn das Beschichten durchgeführt wurde von einer Cathode zu einer positiv geladenen lochinjizierenden Schicht, so wurde das Vakuum kontinuierlich aufrecht erhalten. Ein Muster (14) einer Cathode wurde gebildet durch eine Maske, mit welcher eine Beschichtung gebildet werden kann, bei welcher ein sich kreuzendes vertikales Streifenmuster von 600 μm Linienweite und 100 μm Zwischenraum aufweist.
Als positiv geladene lochinjizierende Schicht wurde MTDATA abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s mit einer Dicke bis 200 nm und NPD wurde abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 20 nm.
Dann wurde als lumineszierende Schicht DPVBi abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 50 nm und gleichzeitig wurde PAVBi abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.003–0.009 nm/s enthalten in DPVBi.
Nachher wurde eine elektroneninjizierende Schicht, Alq wurde abgelagert bei einer Ablagerungsrate von 0.1–0.3 nm/s bis zu einer Dicke von 20 nm, wobei Rubren enthalten war bei gleichzeitiger Ablagerung einer Ablagerungsrate von 0.0005–0.0015 nm/s als zweite lumineszierende Schicht.
Schliesslich wurden als Cathode Mg und Ag simultan abgelagert. Mg wurde abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.3–1.4 nm/s und Ag wurde abgelagert mit einer Ablagerungsrate von 0.1 nm/s bis zu einer Gesamtdicke von 200 nm.
Wurde ein Gleichstrom von 9 V angelegt zwischen der Anode und der Cathode des organischen EL Elementes (siehe 2b, 3b), die auf diese Weise erhalten wurde, so lumineszierte ein Teil (Punktmuster S1 von 250 μm × 600 μm) dort wo sich Anode und Cathode kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, wie beobachtet werden konnte vom Teil, wo die Schattierungsschicht und die modulierende Schicht weggekratzt wurden, war 100 cd/m² und eine weisse Farbe mit dem Farbonton von x = 0.025, y = 0.28 in CIE Farbton-Koordinaten (JIS Z 8701) wurde beobachtet.
Zusätzlich wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes vom blauen Farbfilter von 10 cd/m² beobachtet und eine blaue Farbe mit einem Farbton von x = 0.10, y = 0.15 wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes vom grünen Farbfilter war 45 cd/m² und eine gelblich-grüne Farbe mit dem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit des beobachteten Lichtes vom roten Farbfilter war 15 cd/m² und eine rote Farbe mit dem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde beobachtet.
Die Fläche S1 des Lumineszenzbereiches des organischen EL Elementes war gleich zur Fläche S2 des Bereiches der farbmodulierenden Schicht, wobei die Beziehung S1 = S2 erfüllt wurde.
Bei der Herstellung der organischen EL Anzeigevorrichtung wie oben erläutert und beim Betrieb konnte eine Lumineszenz von jeder farbmodulierenden Schicht mit einer ursprünglichen Farbe erhalten werden. Der Sichtwinkel (siehe 4), der definiert ist als der Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt.
Beispiele 7–10
Bei den Beispielen 7–10 wurden organische EL Anzeigevorrichtungen unter den gleichen Bedingungen wie beim Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass die Beziehung zwischen d1 und d2, die Beziehung zwischen T1 und T2 und die Beziehung zwischen S1 und S2 wurden innerhalb des Bereiches spezifisch für die vorliegende Erfindung geändert. Beim Beispiel 7 wurde organische EL Anzeigevorrichtung, welche die Beziehungen d2 > d1, T2 < T1 und S2 > S1 erfüllen, hergestellt. Beim Beispiel 8 wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung, welche die Beziehungen d2 = d1, T2 < T1 und S2 > S1 erfüllt, hergestellt. Beim Beispiel 9 wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung, welche die Bedingungen d2 = d1, T2 < T1 und S2 = S1 erfüllt, hergestellt. Beim Beispiel 10 wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung, welche die Bedingungen d2 = d1, T2 = T1 und S2 > S1 erfüllt, hergestellt. Und Sichtwinkel und Farbmischungseigenschaften der organischen EL Anzeigevorrichtungen, die hergestellt wurden, bestimmt. Die Resultate der Beispiele 7–10 als auch die Resultate der Beispiele 1–6 sind in der Tabelle 5 zusammengefasst.
Wie in der Tabelle 5 gezeigt, kommt die Mischung von Farben von jeder farbmodulierenden Schicht nicht vor und jede hergestellte organische EL Anzeigevorrichtung ergab Lumineszenz von einer ursprünglichen Farbe. Die X- und Y-Werte in der CIE Farbtonkoordinaten im Hinblick auf die Lumineszenz von jeder farbmodulierenden Schicht wurde bestimmt, mit dem Resultat, dass eine Verschiebung der genannten Werte kleiner war als 0.02.
Die absoluten Werte von jedem Sichtwinkel (siehe 4), der definiert ist als ein Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, gleich oder grösser als 45°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt. Unter den getesteten organischen EL Anzeigevorrichtungen waren diejenigen der Beispiele 3 und 7 am ausgezeichnetsten, wobei diese die Beziehungen d2 > d1, T2 < T1 und S2 > S1 erfüllten und ergaben eine Sichtwinkel von 85°.
Beispiel 11
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, gezeigt in 2b, welche die Beziehungen d2 > d1, T2 < T1 und S2 = S1 erfüllt und bei welcher alle farbmodulierenden Schichten der gleichen Art waren, wurde hergestellt. Auf einen Glassubstrat (Corning 7059, 100 mm × 100 mm × 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrat, eine lichthäertende Widerstandsschicht V259PA (Nippon Steel Chem. Co.) basierend auf Acrylat, in welcher 3 wt.% (auf einer Festkörperba sis) Kohlenstoffschwarz dispergiert wurde, wurde „spin-coated" und bei 80°C gebacken. Dann wurde die Widerstandsbeschichtung dem Licht ausgesetzt mit einer Belichtungsvorrichtung mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle.
Nun wurde das Produkt belichtet bei 900 mJ/cm² bei 365 nm durch eine Maske, durch eine gitterförmige Beschattungsschicht (siehe 11), in welcher ein Streifenmuster mit eine Linienweite von 50 μm (d₂) und einem Zwischenabstand von 250 μm und ein Streifenmuster mit Linienweite von 100 μm und einem Zwischenabstand von 250 μm in orthogonaler Ausrichtung erhalten wurde.
Die Entwicklung wurde durchgeführt mit einer 1 wt.%-igen wässerigen Lösung von Natriumcarbonat für 2 Minuten bei Raumtemperatur. Die gesamt Belichtung wurde durchgeführt von der Glasseite bei 300 mJ/cm² und gebacken bei 200°C, um ein Muster der Schattierungsschicht zu bilden.
Die Dicke der erhaltenen Schattierungsschicht war 8.0 μm. Eine Untersuchung mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) zeigte, dass der Querschnitt im Wesentlichen rechteckig ist. Analysen mit einem Spectrophotometer zeigten zudem, dass die Durchlässigkeit der Schattierungsschicht gleich oder tiefer ist als 10% und dass der Brechungskoeffizient 5% ist, bei einer Wellenlänge von 400–700 nm.
Dann wurde eine fluoreszierende Pigmentmischung hergestellt durch Mischen von Coumarin 6, 4 wt.% Rhodamin 6G (pro Benzoguanamin-Kunststoff) und 4 wt.% Rhodamin B (pro Benzoguanamin-Kunststoff) in einem Benzoguanamin-Kunststoff. Ein Widerstands material (farbmodulierendes Schichtbildungsmaterial) wurde hergestellt durch Mischen der fluoreszierenden Pigmentmischung und Kunststoff V259PA, basierend auf Acrylat (Nippon Steel Chem. Co. äquivalent mit 70 wt.% (auf einer Festkörperbasis).
Die Gewichtsverhältnisse waren wie folgt: Coumarin 6, 0.03 mol pro 1 kg auf die Summe des Fluoreszenzpigmentes, des Benzoguanamin-Kunststoffes und dem Festkörper des lichtgehärteten Kunststoffes; das fluoreszierende Pigment 30 wt.%; Festkörper des lichtgehärteten Kunststoffes 70 wt.%.
Das erhaltene Kunststoffmaterial wurde „spin-coated" auf eine mit einem Muster versehenen Schattierungsschicht und gebacken bei 80°C. Dann wurde das Material belichtet bei 600 mJ/cm² von der Seite des transparenten Substrates (Glasplatte) und ein nicht belichteter Teil der farbmodulierenden Schicht wurde entfernt durch Entwicklung mit einer 2.38 wt.%-igen wässrigen Lösung von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH).
Dann wurde das Produkt gebacken bei 200°C zur Bildung eines Musters (farbmodulierenden Schicht C) einer Fluoreszenzschicht. Die Dicke der farbmodulierenden Schicht C war 6.5 μm. Der Brechungsindex der fluoreszierenden Schicht A war 1.52 bei 589 nm.
Ein Substrat mit einem farbmodulierenden Teil, der die Beziehung T1 > T2 erfüllt, in dem eine Schattierungsschicht und farbmodulierende Schichten eben und diskret angeordnet sind, wurde hergestellt.
Ein sehr kleiner Teil der Schattierungsschicht und der farbmodulierenden Schichten wurden mechanisch entfernt, um die Lumineszenzhelligkeit und den Farbton des aufgelegten organischen EL Elementes zu bestimmen.
Auf dieses Substrat wurde ein wärmehärtender Kunststoff auf Acrylatbasis (Nippon Steel Chem. Co. V259PA) „spin-coated" als transparentes Medium und gebacken bei 80°C. Das Produkt wurde zudem weiter bei 160°C gebacken. Der Brechungsindex des transparenten Mediums war 1.50 bei 589 nm.
Zudem wurde als Schutzschicht für das transparente Medium Siliconoxid (SiO₂) aufgesprüht auf das erhaltene transparente Medium bei einer Substrattemperatur von 160°C bei 1 × 10^–6 Torr. Die Dicke des Siliconoxides war 0.5 μm.
Die Gesamtdicke der Schattierungsschicht im hergestellten transparenten Medium wie oben beschrieben war etwa 10 μm (korrespondierend zu d1) und die Beziehung d2 > d1 wurde erfüllt. Die Beziehung |n1 – n2| < 0.4 wurde ebenfalls erfüllt und zwar ausgehend vom Brechungsindices der verwendeten Kunststoffe.
Nachfolgend wurde ein organisches EL Element hergestellt ähnlich wie bei Beispiel 1. Dann wurde eine organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss den 2a und 3b hergestellt, wobei das genannte organische EL Element verwendet wurde.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V zwischen der Anode und der Cathode des erhaltenen organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so zeigte ein Teil (punktiertes Muster S1 von 250 μm × 600 μm) Lumineszenz dort, wo sich Anode und Cathode kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte von dem Teil einer Schattierungsschicht und einer modulierenden Schicht, der abgekratzt wurde, war 100 cd/m² und eine Lumineszenz einer blauen Farbe mit dem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 der CIE Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit beobachtet von einer farbmodulierenden Schicht C war 60 cd/m² und eine Lumineszenz einer weissen Farbe mit dem Farbton von x = 0.31, y = 0.31 wurde beobachtet.
Beim Betrieb der organischen EL Anzeigevorrichtung, welche auf diese Weise erhalten wurde, konnte eine Lumineszenz von weissem Licht erhalten werden. Eine gute Anzeige ohne Flecken und Flauheit wurde erhalten, ohne Klarheit zu verlieren.
Beispiele 12–15
Die Beziehung zwischen der Flächenrauhigkeit |T1 – T2| und des farbmodulierenden Teils und das Vorkommen von Kreuzkupplung wurde überwacht. Zuerst wurden vier Glassubstrate (Corning 7059, 100 mm × 100 mm × 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrate hergestellt. Für jedes Glassubstrat wurde das farbmodulierende Teil in Beispiel 11 „spin-coated" bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten. Somit wurden farbmodulierende Teile, deren Oberfläche Rauhigkeit |T1 – T2| 0.2 μm (Beispiel 12), 0.5 μm (Beispiel 13), 1.0 μm (Beispiel 14) und 2.0 μm (Beispiel 15) hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie das Beispiel 11.
Dann wurde ein transparentes Medium und ein organisches EL Element seriell hergestellt auf dem farbmodulierenden Teil, hergestellt ähnlich gemäss Beispiel 1 zur Herstellung der organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Dann wurde die Frequenz eines nicht lumineszierenden Teiles (Fehlerfrequenz) und die Frequenz einer Kreuzkupplung visuell beobachtet beim Betreiben der organischen EL Anzeigevorrichtung, ähnlich wie beim Beispiel 11.
Das Resultat ist zusammengefasst in der Tabelle 7, mit dem Resultat, dass im Fall eines Oberflächen-Rauhigkeitswertes |T1 – T2| gleich ist oder kleiner als 2.0 μm, dass Fehlerfrequenz und Frequenz einer Kreuzkupplung selten waren (kleiner als 30% der gesamten Anzeigefläche).
Beispiel 16
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, deren Schattierungsschicht umgekehrt trapezoidal war, wurde hergestellt. Auf einem Glassubstrat (Corning 7059, 100 mm × 100 mm × 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrat, eine nicht härtender Widerstand V259PR auf Acrylatbasis (Nippon Steel Chem. Co.), bei welcher 3 wt.% (auf einer Festkörperbasis) Kohlenstoffschwarz dispergiert wurde, wurde „spin-coated" und gebacken bei 80°C. Dann wurde die Widerstands schicht belichtet in einer Belichtungsvorrichtung mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle.
Das Produkt wurde belichtet bei 750 mJ/cm² bei 365 nm durch eine Maske, so dass ein Muster einer netzförmigen Schattierungsschicht gemäss 11 erhalten wurde.
Die Entwicklung wurde durchgeführt unter Verwendung einer 1 wt.%-igen wässerigen Lösung von Natriumcarbonat für 3 Minuten bei Raumtemperatur. Die gesamte Belichtung wurde durchgeführt von der Glasseite bei 3000 mJ/cm² und gebacken wurde bei 200°C, um ein Muster der Schattierungsschicht zu erhalten.
Die Dicke der erhaltenen Schattierungsschicht war 20 μm. Eine Beobachtung mit einem Rasterelektronenmikroskop (SEM) zeigte, dass der Querschnitt invertiert trapezoid ist mit einer Linienweite von 30 μm (transparente Mediumseite: 50 μm).
Eine organische EL Anzeigevorrichtung gemäss 9b wurde hergestellt durch Herstellen einer farbmodulierenden Schicht, eines transparenten Mediums und eines organischen EL Elementes unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1.
Lumineszenz von einer ursprünglichen Farbe wurde erhalten jeder farbmodulierenden Schicht in dieser organischen EL Anzeigevorrichtung und der Wert von jedem Sichtwinkel definiert als ein Bereich, in welchem Farbänderung (Farbmischung) nicht auftritt, war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt. Zudem wurde die Öffnung der organischen EL Anzeigevorrichtung vergrössert, die gesamte Helligkeit erhöht und die visuellen Eigenschaften wurden verbessert.
Beispiel 17
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, bei welcher reflektierender Teil (A1) auf eine Seitenfläche der Schattierungsschicht plaziert wurde, wurde hergestellt. Eine gemusterte Schattierungsschicht wurde hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1. Eine 10 wt.%-ige wässerige Lösung von Polyvinylalkohol wurde „spin-coated" über das ganze Substrat und anschliessend wurde das Produkt gebacken bei 80°C. SEM-Beobachtungen zeigten, dass im Wesentlichen keine Polyvinylalkoholschicht auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht haften blieb.
Dann wurde Aluminium abgeschieden, wobei das Substrat rotiert wurde, zur Ablagerung an einer Seitenfläche der Schattierungsschicht, und zwar in einer geneigten Richtung zum Substrat bei einem Vakuum von 5 × 10^–7 Torr bei Raumtemperatur. SEM-Beobachtungen zeigten, dass eine Aluminiumschicht aufgebracht (aufgelegt) war, und zwar an der Seitenfläche der Schattierungsschicht. Spektroskopische Untersuchungen zeigten, dass der Brechungskoeffizient der Aluminiumbeschichtung gleich oder höher war als 10% bei 400–700 nm.
Eine Aluminiumschicht auf einem nicht beabsichtigten Teil wurde weggewaschen mit Wasser zusammen mit einem Polyvinylalkohol.
Eine farbmodulierende Schicht, ein transparentes Medium und eine organisches EL Element wurden hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, um die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss 10b herzustellen.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V zwischen der Anode und der Cathode der organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so lumineszierte ein Teil, bei welchem die Anode und die Cathode sich kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte vom Teil, bei welchem eine Schattierungsschicht und eine farbmodulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und Lumineszenz einer blauen Farbe mit dem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 in den CIE-Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit des beobachteten Lichtes vom blauen Farbfilter war 46 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe mit einer hohen Farbreinheit und einem Farbton von x = 0.14, y = 0.12 wurde erhalten.
Zudem wurde die Lumineszenzhelligkeit eines Lichtes beobachtet von fluoreszierenden Schicht A 130 cd/m² und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde erhalten.
Zudem wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes einer Fluoreszenzschicht B von 33 cd/m² beobachtet und eine Lumineszenz einer roten Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde erhalten.
Die Helligkeit beobachtet von den farbmodulierenden Schichten wurde verbessert, wenn der Reflexionskoeffizient auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht höher als 10% ist. Die Lumineszenz einer gewünschten ursprünglichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht wurde erhalten, und ein Sichtwinkel, der definiert ist als der Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt.
Beispiel 18
Es wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung hergestellt, deren Schattierungsschicht umgekehrt trapezoid ist und in welcher ein reflektierender Teil (A1) auf die Seitenfläche der Schattierungsschicht aufgelegt wurde. Zuerst wurde eine gemusterte Schattierungsschicht hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 16. Dann wurde eine 10 wt.%-ige wässerige Lösung aus Polyvinylalkohol durch „spin-coating" über das gesamte Substrat aufgetragen und bei 80°C gebacken. SEM-Beobachtungen des Querschnittes zeigten, dass im Wesentlichen kein Polyvinylalkohol an den konischen Seitenflächen der Schattierungsschicht vorhanden war.
Dann wurde Aluminium aufgetragen, wobei das Substrat rotierte, und zwar an den konischen Seitenflächen der Schattierungsschicht, von einer geneigten Richtung zum Substrat, bei ei nem Vakuum von 5 × 10^–7 Torr bei Raumtemperatur. SEM-Beobachtungen zeigten, dass eine Aluminiumschicht gebildet wurde (aufgelegt) an der Seitenfläche der Schattierungsschicht. Spektroskopische Analysen zeigten, dass der Brechungsindex der Aluminiumschicht gleich oder höher war als 10% bei 400–700 nm.
Eine Aluminiumschicht haftend an einem ungewünschten Ort wurde entfernt durch Waschen mit Wasser zusammen mit Polyvinylalkohol.
Eine farbmodulierende Schicht, ein transparentes Medium und ein organisches EL Element wurden hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, um eine organische EL Anzeigevorrichtung gemäss 10c herzustellen.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V an die Anode und die Cathode der organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so wurde Lumineszenz beobachtet bei einem Teil, bei welchem die Anode und die Cathode sich kreuzen.
Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte von dem Teil, bei dem eine Schattierungsschicht und ein farbmodulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 bei CIE Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet vom blauen Farbfilter war 50 cd/m² und die Lumineszenz einer reinen blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.14, y = 0.12 wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet von der fluoreszierenden Schicht A war 140 cd/m² und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde beobachtet.
Die Lumineszenzhelligkeit beobachtet von der fluoreszierenden Schicht B war 36 cd/m² und die Lumineszenz einer roten Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde beobachtet.
Die Helligkeit beobachtet von der farbmodulierenden Schicht wurde erhöht mit einem Brechungskoeffizient auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht gleich oder höher als 10%. Lumineszenz einer gewünschten ursprünglichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht wurde erhalten und der Sichtwinkel, der definiert ist als der Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt. Zudem wurde die Öffnung der organischen EL Anzeigevorrichtung vergrössert, die Gesamthelligkeit wurde erhöht und die visuellen Beobachtungseigenschaften wurden verbessert.
Beispiel 19
Eine organische EL Anzeigevorrichtung, bei welcher ein reflektierender Teil (A1) angeordnet wurde auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht, wurde hergestellt. Eine gemusterte Schattierungsschicht wurde gebildet unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, mit der Ausnahme, dass Aluminiumpulver anstelle von Kohlenstoffschwarz verwendet wurde.
Die Dicke der erhaltenen Schattierungsschicht war 20 μm. Rasterelektronenmikroskopbeobachtungen (SEM) zeigten, dass der Querschnitt im Wesentlichen rechteckig war. Spektroskopische Analysen zeigten, dass die Durchsichtigkeit der Schattierungsschicht kleiner als 10% und dass der Brechungsindex gleich oder höher ist als 10% bei 400–700 nm.
Eine farbmodulierende Schicht, ein transparentes Medium und ein organisches EL Element wurden hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, um eine organische EL Anzeigevorrichtung gemäss 10b zu konstruieren.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V zwischen Anode und Cathode der organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so lumineszierte der Teil, bei dem sich Anode und Cathode kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte vom Teil, bei dem eine Schattierungsschicht und eine modulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 der CIE Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde erhalten.
Zudem wurde die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet von dem blauen Farbfilter von 45 cd/m² und eine Lumineszenz einer blauen Farbe mit einer höheren Farbreinheit und Farbton von x = 0.14, y = 0.12 wurde erhalten.
Zudem war die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht A 125 cd/m² und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde erhalten.
Zudem war die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht B 32 cd/m² und eine Lumineszenz einer roten Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde erhalten.
Somit wurde die Helligkeit von den farbmodulierenden Schichten erhöht, wobei der Reflexionskoeffizient an der Seitenschicht der Schattierungsschicht gleich oder höher ist als 10%. Lumineszenz einer gewünschten ursprünglichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht wurde erhalten und der Wert von jedem Sichtwinkel, der definiert ist als der Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt.
Beispiel 20
Eine organische EL Anzeigevorrichtung mit einer invertierten trapezoiden Schattierungsschicht wurde hergestellt, wobei ein reflektierender Teil (A1) angeordnet wurde auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht. Zunächst wurde eine gemusterte Schattierungsschicht hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 16, mit der Ausnahme, dass Aluminiumpulver anstelle von Kohlenstoffschwarz verwendet wurde.
Die Dicke der erhaltenen Schattierungsschicht war 20 μm. Aus den elektronenmikroskopischen (SEM) Beobachtungen zeigten, dass der Querschnitt umgekehrt trapedzoid war und eine Linienweite von 30 μm (transparente Mediumseite: 50 mm) vorlag. Spektroskopische Analysen zeigten, dass die Durchlässigkeit der Schattierungsschicht gleicher oder kleiner ist als 10% und dass der Reflexionskoeffizient gleich oder höher war als 10% bei 400–700 nm.
Eine farbmodulierende Schicht, ein transparentes Medium und ein organisches EL Element wurden hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, um die organische EL Anzeigevorrichtung gemäss 10c herzustellen.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V zwischen der Anode und der Cathode der organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so lumineszierte ein Teil, wo die Anode und die Cathode sich kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte vom Teil, wo eine Schattierungsschicht und eine modulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und eine Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 der CIE Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes vom blauen Farbfilter war 49 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe besitzt eine höhere Farbreinheit und einen Farbton von x = 0.14, y = 0.12.
Zudem war die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht A 135 cd/m² und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet von der fluoreszierenden Schicht B war 35 cd/m² und die Lumineszenz einer roten Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde erhalten.
Die Helligkeit der farbmodulierenden Schicht wurde somit verbessert, wobei der Reflexionskoeffizient auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht gleich oder höher ist als 10%. Lumineszenz wurde von einer gewünschten ursprünglichen Farbe für jede farbmodulierende Schicht erhalten und der Wert von jedem Sichtwinkel definiert als ein Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt. Zudem wurde die Öffnung der organischen EL Anzeigevorrichtung vergrössert, die Gesamthelligkeit verbessert und die visuellen Sichteigenschaften verbessert.
Beispiel 21
Eine organische EL Anzeigevorrichtung wurde hergestellt, wobei die Schattierungsschicht umgekehrt trapezoidal ist und in welcher reflektierender Teil (TiO₂) auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht angeordnet wurde. Zuerst wurde eine gemusterte Schattierungsschicht hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 16, mit Ausnahme, dass Titaniumoxid-(TiO₂) Pulver anstelle von Kohlenstoffschwarz verwendet wurde.
Die Dicke der erhaltenen Schattierungsschicht war 20 μm. Beobachtungen mit dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) zeigten, dass der Querschnitt umgekehrt trapezoid war mit einer Linienweite von 30 μm (transparente Mediumseite: 50 μm). Spektroskopische Analysen zeigten, dass eine Durchsichtigkeit der Schattierungsschicht kleiner war als 10% und dass der Reflexionskoeffizient der Aluminiumbesichtung gleich oder höher war als 10% bei 400–700 nm.
Eine farbmodulierende Schicht, eine transparentes Medium und ein organisches EL Element wurden hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1 zur Konstruktion einer organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss 10c.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V zwischen der Anode und der Cathode der organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so lumineszierte ein Teil, wo sich Anode und Cathode kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte vom Teil, bei dem eine Schattierungsschicht und eine modulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und eine Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 bei CIE Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des beobachteten Lichtes vom blauen Farbfilter war 48 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe mit einer höheren Farbreinheit und einem Farbton von x = 0.14, y = 0.12 wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes beobachtet von der fluoreszierenden Schicht A war 133 cd/m² und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde erhalten.
Zudem wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht B mit 35 cd/m² beobachtet und Lumineszenz einer roten Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde erhalten.
Somit wurde die beobachtete Helligkeit von den farbmodulierenden Schichten erhöht, wobei der Reflexionskoeffizient auf der Seitenfläche der Schattierungsschicht gleich oder höher als 10% ist. Lumineszenz einer gewünschten ursprünglichen Farbe von jeder farbmodulierenden Schicht wurde erhalten und der Wert von jedem Sichtwinkel definiert als ein Bereich, in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, war ±80°, was ein Wert ist, der keine praktischen Probleme ergibt. Zudem war die Öffnung der organischen EL Anzeigevorrichtung vergrössert, die Gesamthelligkeit verbessert und die visuellen Beobachtungseigenschaften verbessert.
Vergleichende Beispiele 1–3
Eine organische EL Anzeigevorrichtung wurde hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie Beispiel 1, mit der Abweichung, dass die Beziehung zwischen d2 und d1, die Beziehung zwischen T1 und T2 und die Beziehung zwischen S1 und S2 geändert wurden gemäss Tabelle 5. Im Vergleichsbeispiel wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung hergestellt, welche Relationen d2 (50 μm) < d1 (100 μm), T1 = T2 und S1 = S2 sind. Im Vergleichsbeispiel 2 wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung konstruiert mit den Relationen d2 (50 μm) < d1 (70 μm), T1 < T2 und S1 = S2.
Beim Vergleichsbeispiel 3 wurde eine organische EL Anzeigevorrichtung konstruiert mit den Beziehungen d2 (50 μm) < d1 (60 μm), T1 = T2 und S1 > S2.
Eine organische EL Anzeigevorrichtung konstruiert gemäss Vergleichsbeispiel 1 ist in den 2b und 3a gezeigt.
Eine organische EL Anzeigevorrichtung hergestellt wie beschrieben im Vergleichsbeispiel 2 ist in den 2b und 5a gezeigt.
Eine organische EL Anzeigevorrichtung konstruiert wie beschrieben im Vergleichsbeispiel ist gezeigt in den 2b und 7a.
Die Resultat der Sichtwinkelmessungen im Hinblick auf jede organische EL Anzeigevorrichtung ist in der Tabelle 5 zusammengefasst. Wie das Resultat ohne weiteres zeigt, wurden Farbmischungen beobachtet im Hinblick auf diese organischen EL Anzeigevorrichtungen. Betreffend X- und Y-Werte der CIE Farbtonkoordinaten, ein Unterschied höher als 0.02 wurde erzeugt. Sichtwinkel, definiert als Bereich in dem Farbänderungen (Farbmischungen) nicht vorkommen, waren bei diesen organischen EL Anzeigevorrichtungen vergleichsweise eng (±30° bis ±40°).
Vergleichsbeispiel 4
Eine organische EL Anzeigevorrichtung mit einer Durchlässigkeit einer Schattierungsschicht höher als 10% im Beispiel 1 wurde hergestellt. Auf einem Glassubstrat (Corning 7059, 100 mm × 100 mm × 1.1 mm Dicke) als Trägersubstrat, ein lichthärtender Widerstand V259PA auf Acrylatbasis (Nippon Steel Chem. Co.), in welchem 1 wt.% (auf einer Festkörperbasis) Kohlenstoffschwarz wurde dispergiert und „spin-coated" sowie bei 180° gebacken. Dann wurde die Widerstandsschicht belichtet mit Licht einer Belichtungsvorrichtung mit einer Quecksilberlampe als Lichtquelle.
Dann wurde das Produkt belichtet bei 900 mJ/cm² bei 365 nm durch eine Maske, mit welcher ein Muster der netzförmigen Schattierungsschicht gemäss 11 erhalten wurde.
Die Entwicklung wurde durchgeführt mit einer 1 wt.%-igen wässerigen Lösung von Natriumcarbonat während 2 Minuten bei Raumtemperatur. Die gesamte Belichtung wurde durchgeführt von der Glasseite bei 3000 mJ/cm² und gebacken wurde bei 200°C zum Bilden eines Musters der Schattierungsschicht.
Die dicke der erhaltenen Schattierungsschicht war 20 μm. Rasterelektronenmikroskopie (SEM)-Beobachtungen zeigten, dass der Querschnitt rechteckig war. Spektroskopische Analysen zeigten, dass eine Durchlässigkeit dieser Schattierungsschicht kleiner war als 10% und der Reflexionskoeffizient war 5% bei 400–700 nm.
Eine farbmodulierende Schicht, ein transparentes Medium und ein organisches EL Element wurden hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie das Beispiel 1, um die organische EL Anzeigevorrichtung herzustellen.
Wurde eine Gleichstromspannung von 8 V zwischen der Anode und der Cathode der organischen EL Anzeigevorrichtung angelegt, so luminesziert ein Teil, bei dem sich die Anode und die Cathode kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte vom Teil, bei welchem die Schattie rungsschicht und eine modulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 der CIE Farbtonkoordinaten (JIS Z 8701) wurde erhalten.
Zudem wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes vom blauen Farbfilter mit 45 cd/m² beobachtet und eine Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.20, y = 0.21 wurde erhalten.
Zudem wurde Lumineszenzhelligkeit des Lichtes der fluoreszierenden Schicht A mit 130 cd/m² beobachtet und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.30, y = 0.50 wurde erhalten.
Zudem wurde eine Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht B mit 36 cd/m² und eine Lumineszenz einer rosa Farbe mit einem Farbton von x = 0.50, y = 0.32 wurde erhalten.
Die Durchsichtigkeit der Schattierungsschicht überschreitet 10% und die Schattierungseigenschaften der organischen EL Anzeigevorrichtung oder farbmodulierenden Schichten war nicht hinreichend, die das Licht von jeder farbmodulierenden Schicht war offensichtlich gemischt. Zusätzlich war der Farbton nach Weiss (x = 0.32, y = 0.31) verschoben und die Farbreinheit war merkbar tiefer. Somit war die bevorzugte Durchlässigkeit der Schattierungsschicht in der organischen EL Anzeigevorrichtung 10% oder tiefer.
Vergleichsbeispiel 5
Die Beziehung zwischen (1) dem absoluten Wert der Differenz des Brechungsindex n1 des transparenten Mediums und des Brechungsindex n2 der farbmodulierenden Schicht und (2) die Lumineszenzhelligkeit wurden untersucht. Eine organische EL Anzeigevorrichtung wurde hergestellt unter den gleichen Bedingungen wie das Beispiel 5, mit der Ausnahme, dass Stickstoff verwendet wur de als transparentes Medium, wobei der Brechungsindex von Stickstoff 1.00 589 nm ist.
Wurde ein Gleichstrom von 8 V angelegt zwischen der Anode und der Cathode der organischen EL Anzeige so lumineszierte ein Teil, wo die Anode und die Cathode sich kreuzen. Die Lumineszenzhelligkeit des organischen EL Elementes, die beobachtet werden konnte vom Teil, bei dem eine Schattierungsschicht und eine modulierende Schicht entfernt wurden, war 100 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe mit einem Farbton von x = 0.16, y = 0.24 der CIE Farbtonkoordinaten (JOS Z 8701) wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes vom blauen Farbfilter war 34 cd/m² und die Lumineszenz einer blauen Farbe mit dem Farbton von x = 0.14, y = 0.12 wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht A war 100 cd/m² und die Lumineszenz einer gelblich-grünen Farbe mit einem Farbton von x = 0.28, y = 0.62 wurde erhalten.
Die Lumineszenzhelligkeit des Lichtes von der fluoreszierenden Schicht B war 24 cd/m² und die Lumineszenz einer rosa Farbe mit einem Farbton von x = 0.60, y = 0.31 wurde erhalten.
Da der absolute Wert der Differenz von dem Brechungsindex n1 des transparenten Mediums und des Brechungsindex n2 der farbmodulierenden Schicht höher ist als 0.4 (|n1 – n2| > 0.4), ist die Reflexion von der Lumineszenz der organischen EL Anzeigevorrichtung bei der Zwischenschicht der farbmodulierenden Schicht gross und das Eindringen von Licht in die farbmodulierenden Schichten verliert sich. Deshalb wurde die Lumineszenzhelligkeit der farbmodulierenden Schichten in der auf diese Weise hergestellten organischen EL Anzeigevorrichtung niedriger.
Die Beziehung zwischen dem absoluten Wert der Differenz des Brechungsindex n1 des transparenten Mediums und des Brechungsindex n2 der farbmodulierenden Schicht |n1 – n2| und die Lumineszenzhelligkeit ist zusammengefasst in der Tabelle 6 (Beispiele 1, 4, 5 und Vergleichsbeispiel 5).
Tabelle 6
Wie aus der Tabelle 6 ohne weiteres ersichtlich ist, ist die Lumineszenzhelligkeit tendenziell klein, da der Wert |n1 – n2| gross wird. Ist insbesondere der Wert |n1 – n2| grösser als 0.4, so ist der Abfall der Lumineszenzhelligkeit bemerkenswert. Deshalb ist der absolute Wert der Differenz des Brechungsindex n1 des transparenten Mediums und des Brechungsindex n2 der farbmodulierenden Schicht vorzugsweise kleiner als 0.4.
Vergleichsbeispiele 6–8
Die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit |T1 – T2| des farbmodulierenden Teils und der Defekt der organischen EL Anzeigevorrichtung und die Beziehung zwischen der genannten Rauhigkeit und das Vorkommen von Kreuzkupplungen wurde untersucht. Zuerst wurden drei Glassubstrate (Corning 7059, 100 mm × 100 mm × 1.1 mm Dicke) für das Trägersubstrat hergestellt. Der farbmodulierende Teil in Beispiel 1 wurde bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten mit „spin-coating" beschichtet. Es wurde ein farbmodulierender Teil mit einer Oberflächenrauhigkeit |T1 – T2| mit 3.0 μm (Vergleichsbeispiel 6), 4.0 μm (Vergleichsbeispiel 7) und 5.0 μm (Vergleichsbeispiel 8) wurden hergestellt.
Dann wurde ein transparentes Medium und organische EL Elemente seriell hergestellt auf dem erhaltenen farbmodulierenden Teil gemäss Beispiel 1 zur Herstellung einer organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung.
Frequenzen des nicht lumineszierenden Teils (Fehlerfrequenz) und Frequenzen der Kreuzkupplung wurden visuell beobachtet durch Betreiben der organischen EL Anzeigevorrichtung gemäss den Beispielen 7–10. Das Resultat ist in der Tabelle 7 zusammengefasst.
Das Resultat zeigt, dass im Fall einer Oberflächenrauhigkeit |T1 – T2| des farbmodulierenden Teils grösser ist als 2.0 μm, wobei Fehlerfrequenzen und Frequenzen von Kreuzkupplungen tendenziell zunehmen (höher als 30% der gesamten Anzeigenfläche).
Tabelle 7
Vergleichsbeispiel 9
Eine organische EL Anzeigevorrichtung wurde hergestellt wie in den 2b und 3a gezeigt und zwar unter den gleichen Bedingungen wie das Beispiel 11, mit der Ausnahme, dass der Wert von d1 110 μm, der Wert d2 50 μm war und dass eine Glasplatte (Borsilicat-Glas) mit einer Dicke von 0.1 mm als transparentes Medium mit einem transparenten Adhäsiv befestigt wurde. Beim Betreiben der organischen EL Anzeigevorrichtung wurden Flecken und Flauheiten der Anzeige gemäss 5 beobachtet und eine gute Anzeige wurde nicht erreicht.
Industrielle Anwendbarkeit
Die organische EL Anzeigevorrichtung wie oben beschrieben, bei welcher (1) ein farbmodulierender Teil mit Schattierungsschichten und farbmodulierenden Schichten und (2) mit organischen Elektrolumineszenzteilen enthaltend organische EL Elemente werden sandwichartig angeordnet, mit einem transparenten Medium, wobei die Beziehung d2 ≧ d1 erfüllt ist, wobei d1 der Abstand zwischen einem farbmodulierenden Teil und einem organischen EL elektrolumineszierenden Teil ist und wobei d2 die Dicke der Schattierungsschicht ist, ergibt ausgezeichnete Sichtwinkeleigenschaften und verhindert das Vorkommen einer Farbverschiebung (Farbmischung) und Flecken und ist nützlich als eine praktische organische Anzeigevorrichtung mit ausgezeichneten Sichteigenschaften.

Claims

Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung mit einem farbmodulierenden Teil, das eine Schattierungsschicht und eine farbmodulierende Schicht aufweist, mit einem organischen EL Elektrolumineszenzteil, das ein organisches Elektrolumineszenzelement aufweist und mit einem transparenten Medium eingebettet zwischen dem genannten farbmodulierenden Teil und dem genannten organischen EL Elektrolumineszenzteil, wobei das Verhältnis d2 ≧ d1 erfüllt ist, wobei d1 der Abstand zwischen dem genannten farbmodulierenden Teil und dem genannten organischen EL Elektrolumineszenzteil und d2 die Dicke der Schattierungsschicht ist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte farbmodulierende Teil verschiedene Typen von farbmodulierenden Schichten aufweist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte farbmodulierende Teil den gleichen Typ farbmodulierender Schichten umfasst.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beziehung T1 ≧ T2 erfüllt ist, wobei T1 die Dicke der genannten Schattierungsschicht und T2 die Dicke der farbmodulierenden Schicht ist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der absolute Wert |T1 – T2| 2.0 μm oder kleiner ist, wobei T1 eine Dicke der Schattierungsschicht und T2 eine Dicke der genannten farbmodulierenden Schicht ist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis S1 ≦ S2 erfüllt ist, wobei S1 die Fläche eines lumineszierenden Bereichs des genannten organischen Elektrolumineszenzelementes und S2 die Fläche der genannten farbmodulierenden Schicht ist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte farbmodulierende Schicht eine Fluoreszenzschicht umfasst.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der genannten farbmodulierenden Schicht 5 μm oder mehr beträgt.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der absolute Wert |n1 – n2| kleiner ist als 0.4, wobei n1 ein Brechungsindex der genannten farbmodulierenden Schicht und n2 ein Brechungsindex des genannten transparenten Mediums ist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der genannten Schattierungsschicht kontinuierlich oder stufenweise vom genannten transparenten Medium zur Gegenseite hin schmaler wird.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Transparenz von Licht in einem sichtbaren Bereich von 400–700 nm Wellenlänge der genannten Schattierungsschicht 10% oder weniger ist.
Organische Elektrolumineszenz-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflektivität von Licht in einem sichtbaren Bereich von 400–700 nm Wellenlänge der genannten Schattierungsschicht 10% oder mehr ist.