专利名称：图像显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有包括至少阳极、阴极及发光层的叠层结构的图像显示装置。
背景技术：
虽然液晶显示装置需要背光，而有机电激发光(electro-luminescent，以下简称EL)显示装置不需要背光(back-light)。因此，有机EL显示装置的理想的薄型化显示装置。此外，EL显示装置的视角也不受限制，故EL显示装置被期待成为下一世代的图像显示装置。
有机EL显示装置包括具备在两个电极之间至少含有发光层的有机EL元件，将电压施加于此两电极之间使发光层发光以显示图像。作为有机EL元件的构造，已知的是一种顶部发光(top emission)型有机EL元件，其一侧的电极是为Al等的金属，另一侧的电极是为由LiF/AgMg等制成的半透明电极。在顶部发光型有机EL元件中，从发光层发出的光透射过半透明电极。
然而，此顶部发光型有机EL元件依发光层发出的光的入射角在各叠层膜之界面上会有被反射的情形。这种情况下，发光层发出的光只有一部分透射到外部。因此，从有机EL元件的发光层发射的大部分光被封闭在有机EL元件内部，无法被取出到外部，导致取光效率低。
“应用物理文献(Applied Physics Letters)”(Vol.78，pp.544-546，美国，2001)公开了一种具有更高的取光效率的有机EL元件。在公开的有机EL元件中，在发光的发光层一侧上(下文称之为“发光侧”)设置了折射率比接触的叠层具有更高的高折射率层的有机EL元件。图15是现有技术的有机EL元件的叠层的构造图。如图15所示，现有技术的有机EL元件100包括在基板111，诸如Al之类的金属制成的阳极层112、缓冲层113、空穴输送层114，兼作电子输送层之发光层115，以及由诸如ITO之类的透明薄膜制成的阴极层116。有机EL元件100还包括在阴极层116上，即发光层115的发光侧上的压盖层117。从发光层115发出的光通过阴极层116及压盖层117而发出到外部。一部分光在阳极层112被反射，然后通过阴极层116及压盖层117而发出到外部。
压盖层117是高折射率层。换句话说，压盖层117具有比接触压盖层117的发光层115和阴极层116更高的高折射率。当光以自折射率高的层对折射率低的层的临界角以上的角度射入时，光则被全反射。另一方面，当光从折射率低的层射入折射率高的层时，即使入射角大，光也不会被全反射，并且至少有一部分能射入折射率高的层。因此，可想像为从折射率低的阴极层116射入折射率高的压盖层117的光在阴极层116和压盖层117之间的界面上不被全反射，至少有一部分之光能透过压盖层117发出到外部。因此，能降低在压盖层117和阴极层116之间的界面的全反射的光量。
图16说明取光效率如何随压盖层117的厚度而改变的曲线。在此假设发光层115发出红色光。“取光效率”是表示在施加相同输入能量强度的情况下，考虑裸眼确定的视感度，从有机EL元件在垂直方向发射的光亮度对发光层115内的光亮度转换比值。“亮度”是指对在每个波长的放射强度乘上相对视感度，然后将该乘积与波长结合获得的值。当压盖层117的厚度为80毫微米(nm)时取光效率的最大值为1.43。通过调整压盖层117的厚度，能使有机EL元件100达成1.40或更高的取光效率。
因此，在现有的有机EL显示装置中能够改善取光效率。然而，不能防止反射率的增加以维护合理的视感度，此外，出现明显的恶化。下面参考图17至20更详细地讨论该问题。
图17是说明取决于波长的取光效率和分别发出红(R)，绿(G)，和兰(B)光的每个有机EV元件的反射率的曲线图。曲线Lb表示发射兰光的有机EV元件的取光效率。曲线Lg表示发射绿光的有机EV元件的取光效率。曲线Lr表示发射红光的有机EV元件的取光效率。曲线Rb表示发射兰光的有机EV元件的反射率。曲线Rg表示发射绿光的有机EV元件的反射率。曲线Rr表示发射红光的有机EV元件的反射率。图17所示的取光效率是透射到反射系数外部的光亮度与从发光层发射的光亮度之比。图17中所示的每种反射率是返回到有机EV元件外部的光亮度与从外部入射的光亮度之比。
如图17所示，每种颜色的有机EV元件的取光效率在发射峰值附近较高，而反射率则比其它波长区域中的低。例如，如曲线Lr和Rr所示，发射红光的有机EV元件在600nm到650nm的波长区域中呈现出高取光效率和低反射率，600nm到650nm的波长区域是红光的波长范围。同样的情况适用于发射兰光的有机EV元件和发射绿光的有机EV元件。每个有机EV元件的反射率在发射峰值区之外变高。例如，发射兰光的有机EV元件和发射红光的有机EV元件在图17中“区域a”所示的520nm到580nm的波长区域中呈现出高反射率。属于“区域a”的高反射率的光以更高的比值返回到有机EV元件100的外部。如图18中的传输路径A2所示，属于高反射率“区域a”的光在阳极112和缓冲层113之间的界面被反射，然后通过压盖层117反回到有机EV元件100的外部。
图19是相对于波长的相对视感度曲线。表示眼睛对光的敏感度的视感度随波长而改变，最大是555nm。相对视感度是相对值，以在555nm时的视感度作为参考值。具有落入波长范围a的波长的光如图19所示呈现出0.8或更高的相对发光值，并且很容易被肉眼识别。因此，在红和兰的有机EL元件中，属于高反射率“区域a”的光很容易被肉眼识别。
特别是，在发射红光和兰光的有机EL元件中，认为“区域a”的光，即返回到有机EL元件100的外部的光很容易被肉眼识别为具有比其实际亮度更高的亮度。图20是说明反射率与压盖层117的厚度的关系的曲线图。反射率是通过把图17所示的发射能力与相对视感度相乘，然后将乘积与波长结合获得的。如图20所示，通过考虑被视感度，当压盖层117的厚度是80nm时，反射率为0.62，在该反射率，取光效率变得最高。虽然没有示出，该结果同样适用于发射兰光的有机EL元件中。
如上所述，在现有的有机EL元件100中，即使发光峰值区域中的反射率较低，发光峰值外部的反射率却较高。特别是，发出红或兰光的有机EL元件100，在呈现高视感度的区域a中的反射率高。因此，在这种有机EL元件中，反射的外部光是肉眼可强烈看到的。结果，在有机EL元件100的显示屏幕上再加上外部的反射光，因此，导致要显示的图像的对比度恶化的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的缺点而做出的，其目的是提供一种图像显示装置，以抑制反射率增加而改善对比度的恶化。
根据本发明一个方面的图像显示装置，具备有包含阳极、阴极、及发光层的叠层构造。该图像显示装置还包括设在前述发光层发出光的一侧上的吸收层，其中吸收层的折射率比发光层的折射率和位在发光层发出光的一侧上的叠层构造中的至少一层以上的层构造的折射率中的至少一个折射率高，吸收与发光层发出的光的波长不同光，该光在叠层构造的界面上的反射率比发光层发出的光的反射率高。
根据本发明另一个方面的图像显示装置，具备包含阳极、阴极、及发光层的叠层构造。该图像显示装置还包括吸收层，用于吸收与发光层发出的光的波长不同波长的光，在叠层构造的界面的发射率比从发光层发射的光的反射率高。
根据本发明再一个方面的图像显示装置，具备有包含阳极、阴极、和发射预定波长的光的发光层的叠层构造，发光层吸收与发光层发出的光的波长不同波长的光，在叠层构造的界面的反射率比从发光层发射的光的反射率高。
图1示出根据本发明第一实施例的有机EL元件的截面图。
图2A是浅红色素的分子结构图。
图2B是说明浅红色素摩尔吸光系数数与波长的关系曲线图。
图3是说明射入到图1所示的有机EL元件传输光路的示意图。
图4是说明反射率随图1所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图5是说明取光效率随图1所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图6A是说明从有机EL元件发射的光的颜色座标中x座标与图1所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图6B是说明从有机EL元件发射的光的颜色座标中y座标与图1所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图7是根据本发明第二实施例的有机EL元件截面图。
图8是说明反射率随图7所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图9是说明取光效率随图7所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图10是说明反射率随图7所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图11是说明取光效率随图7所示的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图12是根据本发明第三实施例的有机EL元件截面图。
图13是说明反射率随图12所示的有机EL元件的吸收层厚度变化的曲线图。
图14是说明取光效率随图12所示的有机EL元件的吸收层厚度变化的曲线图。
图15现有技术的有机EL元件截面图。
图16是说明取光效率随图15所示的现有技术的有机EL元件的压盖层厚度变化的曲线图。
图17是说明现有技术的有机EL元件中波长与取光效率和反射率的关系的曲线图。
图18是说明入射到图15所示的现有技术的有机EL元件的光的传输路径的示意图。
图19是说明波长与相对视感度的关系的曲线图；和图20是说明现有技术有机EL元件中反射率随压盖层的厚度而改变的曲线图。
具体实施例方式
下面参考
根据本发明的图像显示装置的示范实施例。该图像显示装置是采用有机EL元件的有机EL显示装置。然而，本发明不限于下面实施例的描述。在附图中，同样的元件由相同的参考数字表示。另外，这些附图是说明性的，本领域技术人员应该理解，每层的厚度和宽度，每层与整个结构的比率等是与实际不同。图面相互间也含有相互的尺寸或比率不同部分。
首先，说明本发明第一实施例的有机EL显示装置。第一实施例的有机EL元件含有用于吸收预定波长的光的吸收用色素，具备具有预定折射率的压盖层。通过该压盖层，更有效地防止射入光再度发出有机EL元件之外。图1说明了第一实施例的有机EL元件之叠层构造。有机EL显示装置10具有以一定顺序按二维排列的对应红、绿、和兰的各个有机EL元件。
第一实施例的有机EL元件10包括在基板11上设有阳极层12、缓冲层13、空穴输送层14，兼作电子输送层之发光层15、及阴极层16。又，有机EL元件10具备形成在发光层15的光发出侧的阴极层16上的压盖层17。以下，将说明发光层15发出的光直接或被阳极层12反射而透过阴极层16及压盖层17发出外部之顶部发出(Top emitting)型之有机EL元件10的构造。
阳极层12是起到将空穴供给到发光层的功能的阳极，用光反射率高的材料形成。缓冲层13减少因阳极层12的凹凸所造成的元件短路。缓冲层13还具有便于将空穴从阳极层12注入输送层14，具有在阳极层12和输送层14之间的功函数(work function)，以良好效率从阳极层12将空穴注入空穴输送层14之功能。空穴输送层14是为用于将自阳极层12注入到空穴输送到发光层15而设置的有机化合物层。发光层15是由有机化合物形成，当在阳极层12和阴极层16之间产生电场时会注入分别来自阳极层12及阴极层16的空穴及电子，通过这些空穴及电子的再结合而发出R、G、B任一种颜色之光。更具体地讲，发光层15也兼作为将自阴极层16注入的电子输送到发光层15的电子输送层的机能。另外，以下的说明是设发光层15发出的光为R。阴极层16是作为将电子供给至发光层15的机能的阴极，由半透明之金属膜形成。
在阴极层16上，形成有压盖层17。因此，压盖层17是在发光层15的光射入侧与阴极层16接触。此压盖层17是使用折射率比阴极层16及发光层15高的高折射率膜形成，例如，使用折射率为2.38的ZnS(硫化锌)形成。这里，当光从折射率低的层射入折射率高的层时，即使入射角大，光也不会全反射，至少有一部份光能射入折射率高的层。于是，从阴极层16射入折射率比阴极层16高的压盖层17的光在阴极层16和压盖层17之界面上无全反射，至少有一部份光能透过压盖层17发出到有机EL元件10的外部。因此，压盖层17具有减低在压盖层17和阴极层16的界面上的全反射光，进而提升取光效率的功能。
压盖层17含有具备图2A所示的分子结构的所谓带蓝浅红(Nile red)色素。此色素是以例如浓度10％的百分比添加于压盖层17。图2B是为示出此色素的摩尔(mol)吸光是数对波长的依存性的图。摩尔吸光是数是为化学种每1mol/dm-3的吸光度。换句话说，图2B是说明带蓝浅红(Nile red)的吸收光谱。如图2B所示，此色素对500～560nm波长之光有强烈的吸收。因此，如图3的路径A1所示，从外部射入有机EL元件10的光当中500～560nm波长的光几乎全部透过压盖层17时，或被阳极层12和缓冲层13之界面反射后，被含于压盖层17的色素19吸收，不会再发出到有机EL元件10的外部。此色素19吸收500～560nm波长的光，是在以往发出R的有机EL元件中，从外部射入的光中再度发出有机EL元件外部的光所占的比率甚至比发光层发出的波长的光更高的光。另外，此色素吸收的光，亦即500～560nm波长的光具有高视感度。这样，压盖层17具有吸收自外部射入光中视感度高的500～560nm波长的光的功能，进而能降低再度发出至有机EL元件10的外部。
图4是思念发射率随压盖层17的厚度而变化的曲线图。在此，反射率是将从外部射入的光当中再度发出到有机EL元件10外部的光的百分比转换成考虑视感度的值。例如，将从外部射入的光当中再度发出到有机EL元件外部的光的百分比和比视感度的相乘值对波长的积分的值。从外部射入的光使用所谓的C光源。另外，图4上除了有机EL元件10之外，也示出了具备不含带蓝浅红等之色素的压盖层的常规构造的有机EL元件的反射率。
如图4所示，常规构造的有机EL元件的反射率，显示出压盖层厚度为60nm的情形，最小值是0.54，显示出不因为压盖层厚度而显示出较大的值。相对于此，有机EL元件10的反射率相较于常规构造的有机EL元件条件大幅地减低，压盖层17的厚度为60～80nm时显示出在0.22以下，压盖层17厚度为70nm时则降低到0.2。因此，有机EL元件10特别能抑制视感度高的反射光再发出外部，进而能降低反射率。这是因为有机EL元件10包括了含有色素19的压盖层17的缘故。
图5是表示有机EL元件10的取光效率变化对压盖层17厚度变化的曲线图。在此，取光效率是将有机EL元件发出的光中在垂直方向上的光亮度对施加相同的输入能量强度时，足够大的发光层内部的光亮度的百分比转换成考虑属于肉眼之感度的视感度之值。这里，亮度是指对各波长的放射强度乘上相对视感度后的乘积值对波长积分得出的值。图5除了有有机EL元件之外，也示出常规构造的有机EL元件的取光效率。如图5所示，有机EL元件10，在压盖层17厚度是60至80mn和反射率较低时，显示出取光效率皆在1.2以上。压盖层17厚度为80nm时，取光效率甚至向上提升到作为最高值的1.32。因此，有机EL元件10能维持高取光效率。
另外，图6A及图6B示出有机EL元件10及常规构造的有机EL元件发出光符合CIE 1931规格的色座标变化对压盖层厚度的变化。图6A示出色座标的x座标上的变化，图6B示出色座标的y座标上的变化。有机EL元件10如图6A和6 B所示，x座标及y座标的值，当压盖层之厚度相等时与常规构造的有机EL元件只不过相差0.003的程度，可想像为不会对视觉产生影响。因此，即使具备含有带蓝浅红色素的压盖层17，从有机EL元件10输出的光的色座标的值不会有大变动，能发出R光。
如上所述，由于压盖层17含有带蓝浅红色素，有机EL元件10能降低在层界面上的反射率比发光层15发出的波长的光来得高，且视感度高的光再发出到有机EL元件10的外部，进而能降低反射率。因此，利用有机EL元件10，能实现减少对比度恶化的高品质的图像的有机EL显示装置。压盖层17因用折射率比阴极层16及发光层15还高的高折射率层形成，故有机EL元件10能降低在压盖层17和与其接触的层的界面上光的全反射，进而能维持高取光效率。
另外，上面已经提到压盖层17是设在阴极层16之上，但并不限于此，也可设在发光层15发出光的发出侧上的任何地方。例如，也可设在发光层15和阴极层16之间。从外部射入的光的大部份在阳极层12和缓冲层13的界面上反射，透过缓冲层13、空穴输送层14、发光层15、及阴极层16而发出外部。另外，压盖层17也具备提升取光效率的功能。因此，或在反射光发出到有机EL元件10之外的光传输路径上，或在发光层15发出的光从有机EL元件10发出到光传输路径之外的任一路径上，只要设置含有带蓝浅红色素的压盖层17，即能降低反射率。通过在这样的路径中的任一路径上设置压盖层17，则能利用被含于压盖层17内的带蓝浅红色素吸收含于反射光内的光当中的几乎全部500～560nm波长的光，有益于此波长的光不以大强度发出到外部。另外，压盖层的折射率应该比与发光层15发出的光的射入侧接触的层的折射率高。因此，压盖层17设在发光层15发出的光的发出侧时，压盖层17的折射率只要比发光层15及位在发光层15发出的光的发出侧的层构造中的至少一层以上的层构造高即可。
接下来说明本发明的第二实施例。第一实施例的有机EL元件说明了具备含有吸收预定波长的光的色素的压盖层，第二实施例则说明具备添加此色素的发光层的有机EL元件。
图7是根据第二实施例的有机EL元件的叠层构造。在第二实施例的有机EL元件20中，发光层25含有吸收500～560nm波长光的带蓝浅红色素。另外，压盖层27是用折射率比阴极层16及发光层25高的高折射率膜形成，例如，用折射率为2.38的ZnS形成。另外，在压盖层27内未添加带蓝浅红色素。再者，设发光层25是发出R光的情形而进行说明。
图8是说明有机EL元件20及常规构造的有机EL元件的反射率随压盖层27的厚度而变化的曲线图。在此，常规构造的有机EL元件具备不含带蓝浅红等色素的发光层。如图8所示，有机EL元件20相对于常规构造的有机EL元件，反射率大幅减低。如上所述，被含于发光层25内的带蓝浅红色素吸收的光是如第一实施例上所述那样为发光层25发出的R以外的光，是在从外部射入的光当中在层界面上反射的百分比比R光高，另外也是视感度高的光。这种光被带蓝浅红吸收而不会再度发出到有机EL元件20的外部，因此可想像能大幅降低有机EL元件20的反射率。图9是说明有机EL元件20及常规构造的有机EL元件随压盖层27的厚度而变化的曲线图。如图9所示，有机EL元件20的取光效率几乎与常规构造的有机EL元件的相同，换句话说，有机EL元件20仍维持高取光效率。
如上所述，具备含有带蓝浅红的发光层25的有机EL元件20，相比于常规构造的有机EL元件能降低反射率，进而能达到与第一实施例者相同之效果。
下面将说明向发光层25添加多少带蓝浅红色素。图10是说明有机EL元件20的反射率如何随压盖层27的厚度改变的曲线图。带蓝浅红色素以2.5％、5％、10％、20％的浓度添加到发光层25。图11是有机EL元件20的取光效率针对压盖层27的厚度的依存关系。在此，以2.5％、5％、10％、20％的浓度将带蓝浅红添加到发光层25。
如图10所示，在以20％的浓度添加带蓝浅红时，在压盖层27的厚度为30nm时，反射率呈现出最小值0.23。在以10％的浓度添加带蓝浅红时，当压盖层27的厚度为40nm时，反射率呈现最小值0.21。在以5％的浓度添加带蓝浅红时，当压盖层27的厚度为50nm时，反射率呈现最小值0.26。在以浓度2.5％添加带蓝浅红之情形，当压盖层27的厚度为50nm时，反射率呈现最小值0.33。这表明，当添加的带蓝浅红的量较高时，可以使压盖层27的厚度更薄，进而能提高叠层构造的设计自由度。另外，当减低带蓝浅红的浓度时，相比于增加带蓝浅红的浓度，反射率有增高的趋势。这可推测为当发光层25所含的带蓝浅红的量少时，在射入发光层25的预定波长的光当中不被带蓝浅红吸收而再度发出到有机EL元件20外部的光的百分比较高之故。
图11所示的取光效率随着带蓝浅红的添加浓度的变高而变低。例如，当带蓝浅红的添加浓度为20％时，当压盖层27的厚度为70nm时呈现最大值1.22，当带蓝浅红的添加浓度为2.5％时，当压盖层27的厚度为80nm时呈现最大值1.39。因此，当考虑取光效率时可想像带蓝浅红的浓度最好是较低。
如从图10和11所看到的，考虑到取光效率和反射率值，添加到发光层25的带蓝浅红的浓度最好在5％至10％。即使为了提高取光效率而将压盖层27的厚度设定为70nm，反射率的值是0.32～0.35，相比于常规的有机EL元件可有益于降低反射率。如此，通过调整添加到发光层25的带蓝浅红的浓度和压盖层27的厚度，就能将反射率和取光效率设定于适当的值。
另外，在第二实施例中，通过向带蓝浅红添加发光层25以吸收预定波长的光而降低反射率，但本发明不限于此，也可使用具备能吸收预定波长的光的分子构造的材料形成发光层。这样也与在发光层内添加带蓝浅红的情形相同地能吸收预定波长的光，进而能有助于降低此波长的光再度发出到有机EL元件的外部。
下面将说明本发明的第三实施例。在第一和第二实施例中，针对在压盖层或发光层上添加吸收预定波长的光的色素的有机EL元件进行了说明。而第三实施例则说明另外设置添加色素的吸收层的有机EL元件。
图12是第三实施例的有机EL元件的叠层构造。本实施例的有机EL元件30在阴极层16上具有压盖层37a和吸收层37b。压盖层37a及吸收层37b是用折射率比阴极层16及发光层15的折射率高的高折射率膜形成的，并且起到所提到的高折射率膜的作用。另外，以与压盖层37a相同的方式，用比阴极层16及发光层15的折射率高的高折射率膜形成吸收层37b，吸收层37b的折射率与压盖层37a的基本相同。例如，压盖层37a及吸收层37b是用折射率为2.38的ZnS形成的。因此，在压盖层37a和阴极层16的界面上全反射的光及在压盖层37a和吸收层37b的界面上全反射的光降低。因此，压盖层37a和吸收层37b具有提升光的取光效率的功能。压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度是较好的是60～90nm。
另外，添加到吸收层37b的带蓝浅红的浓度为10％。此带蓝浅红与第一和第二实施例的相同，具备吸收发光层15发出的R以外的光，相比于R光的反射率，在层界面上的反射率高、视感度高的光的功能。因此，射入到吸收层37b的大部分光被吸收层37b包含的带蓝浅红所吸收。因此，可想像再度发出到有机EL元件30的外部的光量则降低，进而反射率也降低。下面将针对有机EL元件30的反射率及取光效率说明。另外，也针对有机EL元件30上，压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度较好地为60～90nm的理由进行说明。
图12是说明有机EL元件30的折射率，在压盖层37a的厚度是20nm、40nm、和60nm时针对吸收层37b的厚度而变化的曲线图。图14是说明有机EL元件30的取光效率，在压盖层37a的厚度作成20nm、40nm、和60nm时针对吸收层37b的厚度而变化的曲线图。如图13所示，有机EL元件30的反射率的极小值是0.4或更小，与压盖层37a的厚度无关。考虑到常规构造的有机EL元件的反射率在0.54以上，故有机EL元件30实现了反射率的降低。如图14所示，取光效率的最大值是1.30或更达，而与压盖层37a的厚度无关。因此，与常规构造的有机EL元件相比，有机EL元件30的取光效率降低不大，而能维持高的取光效率。因此，第三实施例的有机EL元件30也达到了与第一和第二实施例相同的效果。
如图13和14所示，在压盖层37a的厚度为60nm，吸收层37b的厚度为10nm时反射率呈现最大值0.35，取光效率呈现1.38的高值。因此，在压盖层37a的厚度作成60nm时，吸收层37b的厚度能作得薄，进而能提升叠层构造的设计自由度。另外，当压盖层37a的厚度和吸收层37b的合计厚度为60～90nm时反射率是0.4或更低，取光效率是1.2或更高，因此，压盖层37a的厚度为60nm时可想像最好通过调整吸收层37b的厚度，使压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度为60～90nm。
使用反射率为0.25或更低，取光效率为1.2或更高的有机EL元件，能实现更高品质的有机EL显示装置。这是因为能从有机EL元件取出的光强度较高，反射率也降低，进而能抑制对比度恶化的缘故。当压盖层37a的厚度为40nm时，从图13和14可知，反射率在0.25或以下的吸收层37b的厚度是10～40nm，取光效率在1.2或以上的吸收层37b的厚度是20～50nm。因此，反射率在0.25或以下，取光效率在1.2或以上的吸收层37b的厚度是20～40nm。换言之，可想像压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度最好是60～80nm。当压盖层37a的厚度为20nm时，从图13和14可知，反射率为0.25或以下的吸收层37b的厚度是30～70nm，取光效率为1.2或以上的吸收层37b的厚度是40～70nm。因此，反射率为0.25或以下，取光效率为1.2或以上的吸收层37b的厚度是40～70nm。换言之，可想像压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度最好为60～90nm。这样，压盖层37a的厚度为40nm或20nm时，从上述趋势看，压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度可想像最好是为60～90nm。
虽然为了降低反射率最好是增大吸收层37b的厚度，但从图13的结果看，随着吸收层37b的厚度变化，反射率会出现最小值。因此，吸收层37b的厚度并不是厚就是好。另外，虽然为了缩短光的透过路径和提高取光效率最好是减小压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度，但从图14所示的结果看，随着吸收层37b的厚度变化，反射率会出现最大值。因此，压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度并不是薄就好。因此，如上所述那样压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚可想像是包含反射率的极小值又包含取光效率的极大值的60～90nm为佳。另外，可想像良好的是压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度是70～80nm为佳。相比于压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度是60～90nm的情况，另外有益于维持反射率的降低及取光效率的提升。压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度的总厚度限定在较窄的范围，故有益于提升叠层构造的设计自由度。
另外，压盖层37a的厚度为40nm或20nm时，呈现反射率为0.25或以下，取光效率为1.2或以上的吸收层37b的厚度范围较广。因此，压盖层37a的厚度设定为40nm或者20nm，在制造过程上，吸收层37b的厚度即使产生参差不齐，也能实现能抑制反射率增加及取光效率降低的有机EL元件。
这样，在第三实施例，通过调整压盖层37a的厚度和吸收层37b的厚度，即便在制造上有参差不齐的情况，仍能实现对反射率及取光效率的影响小高质量图像显示的有机EL显示装置。
另外，在第三实施例中，虽然是在压盖层37a上设置吸收层37b，但本发明不限于此，也可设在阳极层12上。从外部射入的大部份光在阳极层12和缓冲层13的界面上反射。因此，在此反射光透过路径的任何地点配置含有带蓝浅红的吸收层37b时，能有助于抑反射光再度射到外部，从而降低反射率。另外，本实施例的压盖层37a设在阴极层16上，但本发明不限于此，也适合于设置在发光层15发出的光的发出侧。只要是设在发光层15发出的光从有机EL元件30发出的路径上的任何地点的话，即有助于减低层界面上光的全反射。另外，压盖层37a的折射率只要比压盖层37a与发光层15的光的射入侧接触的层构造高即可。因此，在压盖层37a设在发光层15发出的光的发出侧的情况下，压盖层37a的折射率，只要比发光层15及位于发光层15发出的光的发出侧的层构造中至少一层以上的层构造高即可。
在第一至第三实施例中，每个有机EL元件发射红光。然而，本发明不限于此，每个有机EL元件发射可以发射兰光，具备压盖层17、发光层25或含有被称为带蓝浅红色素的吸收层37。发出B光的有机EL元件也是通过具有包含带蓝浅红的压盖层17、发光层25或吸收层37b，在B以外的光当中，在层界面上被反射的百分比高的光，视感度高的500～560nm波长的光几乎全部被带蓝浅红所吸收，不发出至外部。因此，有益于降低反射率。这种情况下，波长越短的部份，最佳厚度也越小。
在第一至第三实施例中，压盖层17、发光层25或吸收层37b包含带蓝浅红作为添加材料。但本发明不限于此，也可以采用不吸收从发光层15、25发出的光，而吸收在层界面上反射的光的比例比从发光层15、25发出的光高的任何材料。通过含有这种材料的压盖层17、发光层25或吸收层37b，有助于实现降低反射率的有机EL元件。
另外，并不限于发出R、B光，发出G光的情形也可作成具备含有吸收为发光层发出的G光以外的光，从外部射入的光当中在层界面上反射的百分比比G光高的光的材料的压盖层17、发光层15或吸收层37b的有机EL元件。这种情形也能实现发出反射率降低的G光的有机EL元件。
在第一至第三实施例中，用折射率为2.38的ZnS形成压盖层17、27、37a及吸收层37b，但本发明不限于呈现这种折射率的材料，也可用对光的射入侧而言，相比于接触的叠层膜及发光层、折射率高的高折射率膜形成。例如，也可使用折射率为2.39的氧化钛(TiO2)或折射率为1.95的ITO等之材料。这样，对光的射入侧而言，相比于接触的叠层膜及发光层，只要是具有高折射率的材料则有助于降低压盖层17、27、37a及吸收层37b和接触的叠层膜的层界面上的光的全反射，提升光的取光效率。另外，使用这样的材料，也能通过调整压盖层17、27、37a及吸收层37b的厚度，能想像反射率及取光效率呈现出与第一至第三实施例相同的趋势。另外，在第一至第三实施例、发光层15、25是兼作为电子输送层而说明的，但本发明不限于此，也可在发光层15、25外另设置电子输送层。另外，这种情况下，依据折射率，最佳厚度也可采用与上述不同的值。
虽然为了完整和清楚的公开而相对于具体实施例描述了本发明，所附权利要求不限于此，而是解释为体现本领域技术所能进行的所有变动和替换结构。
权利要求
1.一种图像显示装置，具有包括阳极、阴极、和发光层的叠层构造，包括吸收层，所述吸收层设在发光层发出光的一个发光侧，其中所述吸收层具有比所述发光层的折射率和位于所述发光层发出光的该发光侧的叠层构造的至少一层以上的层的折射率中的至少一个折射率高，和吸收具有下列特性的光与从发光层发出的光的波长不同的波长，和在该叠层构造的界面上的反射率高于从所述发光层发出的光的反射率。
2.根据权利要求1所述的图像显示装置，其中吸收包含用于吸收与从所述发光层发出的光的波长不同波长的光，并具有在该叠层构造的界面上比从发光层发出的反射率高的反射率的添加剂。
3.一种图像显示装置，具有包括阳极、阴极、和发光层的叠层构造，包括吸收具有下列特性的光的吸收层，与从发光层发出的光的波长不同的波长，和在该叠层构造的界面上的反射率高于从所述发光层发出的光的反射率。
4.根据权利要求3所述的图像显示装置，还包括高折射率层，设在该发光层发出光的发出侧，其折射率比所述发光层的折射率和位于所述发光层发出光的发出侧的叠层构造中的至少一层以上的折射率中的至少一个折射率高。
5.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中该高折射率层的折射率比所述发光层的折射率高。
6.根据权利要求4所述的图像显示装置，其中吸收层和高折射率层的组合厚度是60nm至90nm。
7.根据权利要求3所述的图像显示装置，其中吸收层包含用于吸收与从所述发光层发出的光的波长不同波长的光，并具有在该叠层构造的界面上比从发光层发出的反射率高的反射率的添加剂。
8.一种图像显示装置，具备包含阳极、阴极及发出预定波长的光的发光层的叠层构造，其中发光层吸收具有下列特性的光，与从发光层发出的光的波长不同的波长，和在该叠层构造的界面上的反射率高于从所述发光层发出的光的反射率。
9.根据权利要求8所述的图像显示装置，其中所述发光层包含用于吸收与从所述发光层发出的光的波长不同波长的光，并具有在该叠层构造的界面上比从发光层发出的反射率高的反射率的添加剂。
全文摘要
本发明的有机EL元件10具有在阴极层16上形成压盖层。压盖层包含吸收与发光层15发出的光的波长不同且在叠层构造的界面上的反射率比发光层发出的光的反射率高的光的色素。压盖层防止来自外部的入射光返回到有机EL元件的外部。
文档编号H05B33/02GK1607881SQ200410085298
公开日2005年4月20日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年10月15日
发明者中村肇 申请人:奇美电子股份有限公司, 京瓷株式会社