JP2004281086A

JP2004281086A - フレキシブルフルカラー有機ｅｌディスプレイおよびその製造方法

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Publication number: JP2004281086A
Application number: JP2003067164A
Authority: JP
Inventors: Seiji Tokito; 静士時任; Yoji Inoue; 陽司井上; Toshimitsu Tsuzuki; 俊満都築; Michinori Suzuki; 充典鈴木
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】実用可能なフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】有機ＥＬディスプレイ１０は、プラスチックフィルム基板１２上に、平滑層１４、カラーフィルタ１６ａ〜１６ｃ、平滑層１８、透明陽極２０、有機発光層２２および金属陰極２４が設けられる。平滑層１４、カラーフィルタ１６ａ〜１６ｃ、平滑層１８、透明陽極２０は、フォトリソグラフィによりガラス基板上に形成された後、プラスチックフィルム基板１２に転写される。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フルカラー有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
米国の企業の論文に端を発した有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）の研究において、その後の基礎研究およびディスプレイ開発の両面において日本の企業が果たした役割は非常に大きく、世界初の有機ＥＬディスプレイの実用化は日本の企業によって実現されている。この有機ＥＬディスプレイは、ガラス基板上に画素を構成するＲＧＢ３原色の有機ＥＬ素子（デバイス）がマトリクス状に形成されたフラットパネルディスプレイである（非特許文献１参照。）。
【０００３】
この実用化を機に、有機ＥＬディスプレイへの関心は益々高まり、現在では、有機ＥＬディスプレイは次世代の有力なフラットパネルディスプレイ候補としてして認められつつある。
【０００４】
フラットパネルディスプレイとしては、既に商品化されたものとして液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）があり、また、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）も実用化に向けた取り組みが行われている。
【０００５】
これら他のフラットパネルディスプレイに比較したときの有機ＥＬディスプレイの特徴は次のような点にある。
【０００６】
まず、有機ＥＬディスプレイは、他のフラットパネルディスプレイに比べて、非常に薄型、軽量に形成することができるとともに、例えば液晶ディスプレイがバックライトを必要とする非自発光型であるのに対して自発光型であるため、視野角依存性がなく視認性に優れ、かつ、表示速度が大きいために動画表示に適している点に特徴がある。
【０００７】
また、有機ＥＬディスプレイは、他のフラットパネルディスプレイに比べて、構造が簡単であり、コスト面でも優位であるとされている。
【０００８】
有機ＥＬ素子は、発光体として用いる有機材料成分によって、低分子ＥＬ素子と高分子ＥＬ素子とに分類される。
【０００９】
低分子ＥＬ素子は、一般的には、例えば図１（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、陽極２、正孔輸送層３、有機発光層４、電子輸送層５および陰極６がこの順に積層された構成を有する。有機発光層４は、発光成分として低分子有機化合物を用いている。なお、陽極２および陰極６を除く、正孔輸送層３、有機発光層４および電子輸送層５の各層は、いずれも有機薄膜で形成されており、これら有機薄膜で形成される、正孔輸送層３、有機発光層４および電子輸送層５の全体を有機発光層と呼ぶこともある。有機薄膜であるこれらの層３〜５は、それぞれ数十ｎｍ程度の厚みであり、全体としての厚みも１００〜２００ｎｍ程度と非常に薄い。これらの層３〜５は、通常、真空装置のなかでそれぞれの有機材料を加熱、蒸発させて基板上に成膜する真空蒸着法で作製される。
【００１０】
一方、高分子ＥＬ素子は、一般的には、例えば図１（ｂ）に示すように、ガラス基板１上に、陽極２、導電性高分子層３ａ、有機発光層４ａおよび陰極６がこの順に積層された構成を有する。すなわち、有機薄膜（広義の有機発光層）としては、それぞれ厚みが数十ｎｍ程度の導電性高分子層３ａおよび発光材料成分として高分子有機化合物を用いた有機発光層４ａの２層構造となっている。有機薄膜は、水または有機溶剤に溶解した溶液をガラス基板上に塗布することにより、簡便に形成することができる。このように、高分子ＥＬ素子は、素子構造が上記低分子ＥＬ素子に比べて簡易であり、また、一般的に真空装置を必要としないため、安価に素子を製造することができる可能性がある。
【００１１】
これらの有機ＥＬ素子は、陽極２と陰極６との間に電圧を印加することにより、電子および正孔をそれぞれの電極から放出し、各層を介して有機発光層（狭義の有機発光層、図１（ａ）、（ｂ）中、有機発光層４、４ａ）に電子および正孔を注入して再結合させ、これにより有機分子が励起されることにより発光を生じさせる。そして、この発光を外部に取り出して、視認するものである。なお、図１（ａ）、（ｂ）では、これらの作用を模式的に示している。
【００１２】
有機ＥＬ素子を用いたディスプレイ（以下、有機ＥＬディスプレイという。）をフルカラー表示可能とするためには、有機ＥＬ素子から放出される光を３原色（ＲＧＢ）に変換する必要がある。この変換方式には、次の３つの型がある。
【００１３】
塗り分け方式は、図２（ａ）に示すように、３原色のうちのいずれか１色を呈することができる有機発光層４ｂ〜４ｄを同一のガラス基板１上に形成するものである。なお、図２（ａ）中、参照符号２ａは透明電極（陽極）を、参照符号６ｂは金属電極（陰極）をそれぞれ示す。図２（ｂ）、（ｃ）においても同様である。
【００１４】
この他にも、図２（ｂ）に示すように、例えば青色発光を呈する有機発光層４ｅの発光側に陽極２ａを介して色変換層７ａ〜７ｃを設け、青色発光の高い励起エネルギにより緑色と赤色の色変換層の蛍光色素を励起して緑色と赤色の光を得る色変換方式や、図２（ｃ）に示すように、白色発光を呈する有機発光層４ｆの発光側に陽極２ａを介してカラーフィルタ８ａ〜８ｃを設け、それぞれのカラーフィルタで所定の色成分を透過させて３原色の光を得るカラーフィルタ方式等も提案されている。
【００１５】
有機ＥＬディスプレイの画素を駆動する方式には、マトリクス状に配列された画素を線順次駆動するパッシブ型と、画素単位に複数個配設するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で駆動するアクティブ型とがある。前者のパッシブ型が装置の構造が比較的簡易であるという利点を有するのに対して、後者のアクティブ型は高速動作が可能である等の利点を有する。
【００１６】
アクティブ型の駆動方式を用いる有機ＥＬディスプレイは、ガラス基板側から発光を取り出すボトムエミッション型の場合、画素形成領域全体に対する開口の比率を表す、開口率が２０％程度に止まる。これに対して透明金属で形成した陰極側から発光を取り出すトップエミッション型の場合、開口率をかなり大きくとることができる。
【００１７】
フルカラー有機ＥＬディスプレイの試作は、素子を搭載する基板としてガラス基板を用いて行われてきた。最近では、テレビへの応用展開を意識した中型サイズのものまで試作されるようになった。初期のフルカラー有機ＥＬディスプレイにおいては、パッシブ型を中心として開発が進められてきたが、最近では、アクティブ型が主流となりつつある。
【００１８】
ディスプレイ展示会において、日本の企業から１３インチのＳＶＧＡ（８００×６００）が、韓国の企業から１５．１インチのＸＧＡ（１０２４×７６８）がそれぞれ公表され、さらにその後、日本の企業２社から、１４．７インチのＳＸＧＡ（１２８０×７２０）と１７インチのＸＧＡ−Ｗ（１２８０×７６８）の試作品が公表されている（非特許文献２参照。）。
【００１９】
上記のフルカラー有機ＥＬディスプレイ試作品では、いずれも、ＴＦＴ材料として上記の低温ポリシリコンが用いられている。そして、これらのフルカラー有機ＥＬディスプレイ試作品において、表示色数２６万色、コントラスト比２００以上、輝度２００〜３００ｃｄ／ｍ^２が実現されている。
【００２０】
但し、これらのフルカラー有機ＥＬディスプレイ試作品は、有機発光層の構造およびその作製方法が異なる。すなわち、１３インチと１４．７インチのものは、低分子有機化合物を蒸着して有機発光層を形成しているのに対して、１７インチのものは高分子有機化合物をインクジェット法で基板上に１００μｍの精度で３色に塗り分けている（図２（ａ）参照。）。
【００２１】
前記したように、有機ＥＬ素子は、有機発光層中で電子と正孔が再結合して有機成分を励起することにより発光する。この励起状態には、電子のスピンが上向きか下向きかによる状態の違いから１重項励起状態と３重項励起状態とがある。その生成確率は、ほぼ、１重項励起状態：３重項励起状態＝１：３と見積もられている。図２（ａ）〜（ｃ）で説明したものを含め、通常の有機ＥＬ素子で用いられる有機発光層は１重項励起状態からの蛍光発光のみを示す。この陰陽両電極間から投入された電気エネルギ（入力電子数）が上記の有機発光層内での発光過程を経て蛍光発光（フォトン数）として得られる効率は、内部発光効率（内部量子効率）と呼ばれ、上記した励起状態の生成比率より、理論上、最大２５％まで可能である。しかしながら、膜内での多重反射と光吸収効果とにより、外部に実際に放出される発光エネルギは低下する。この発光した光が外部で観察されるまでの間のエネルギ効率は外部発光率（光取り出し効率）と呼ばれ、デバイスに注入した総電荷量の約２０％程度に見積もられている。したがって、実用上有用な、消費した電力が発光として観察されるまでの間の総括的な変換効率である外部発光効率（外部量子効率＝内部発光効率×外部発光率）は、最大でも５％に止まることになる。
【００２２】
この蛍光発光による発光効率の低さを改善するものとして、発光体として白金原子やイリジウム原子を有する金属錯体を用い、３重項励起状態からの燐光発光を活用した有機ＥＬ素子が報告されている（非特許文献３参照。）。また、１重項励起状態と３重項励起状態との２つの状態を活用できれば、原理的には２０％の超高効率の発光が可能であるとされている（非特許文献４参照。）。
【００２３】
また、既に、イリジウム錯体を発光体に用いた有機ＥＬ素子で３原色（ＲＧＢ）全ての色において５％以上の外部量子効率が得られている（非特許文献５〜７参照。）。
【００２４】
上記のイリジウム錯体は、いずれも低分子系（低分子有機化合物）であるが、これに対して、最近では、燐光材料を用いた高分子系（高分子有機化合物）の素子についても報告されている。
【００２５】
例えば、発光体としての低分子系の燐光材料およびキャリア輸送性を有する高分子有機化合物を組み合わせることは最も容易である。具体的に、正孔輸送性高分子有機化合物として知られているポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）をホスト材料に用い、これに数質量％のＩｒ（ｐｐｙ）_３を分散させた分散型ＥＬ素子（分散系高分子ＥＬ素子）が、従来の蛍光材料をホスト材料に分散した場合よりもはるかに高い外部量子効率を有することが報告されている。また、高分子骨格自体に燐光発光基を付与した高分子（燐光性高分子）も報告されており、３色（赤色、緑色、青色）それぞれで高い外部量子効率が得られている。
【００２６】
有機ＥＬディスプレイは、上記のように他のフラットパネルディスプレイに比べて種々の点で優位であり、特に、非常に薄型に形成することができるために、フレキシブル化の点において最も期待されるディスプレイであるといえる。
【００２７】
すなわち、ＬＣＤでは一般に数μｍの程度の厚みを有する液晶セルの作り込みが必要であるとともにバックライトを設けることが必須であり、また、ＰＤＰやＦＥＤではガスを封入しあるいは真空に保持したセルが必要である。これに対して、有機ＥＬディスプレイでは、数十〜２００ｎｍの厚みの薄い有機発光層を含め、基本的に各部が薄膜の積層構造で形成され、ＴＦＴも含めてせいぜい数μｍの厚みに止まるため、極度に薄膜化することが可能である。
【００２８】
【非特許文献１】
Ｄｉｓｐｌａｙｓ，２２，ｐｐ．４３，（２００１）
【００２９】
【非特許文献２】
ＩＤＷ´００ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，ｐｐ．２３９（２０００）
【００３０】
【非特許文献３】
Ｎａｔｕｒｅ，３９５，１５１（１９９８）
【００３１】
【非特許文献４】
Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．，Ｌｅｔｔ．，７９，１５６８（２００１）
【００３２】
【非特許文献５】
Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．，Ｌｅｔｔ．，７８，１６２２（２００１）
【００３３】
【非特許文献６】
Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．，Ｌｅｔｔ．，７７，９０４（２０００）
【００３４】
【非特許文献７】
Ａｐｐｌ．ｐｈｙｓ．，Ｌｅｔｔ．，７９，２０８２（２００１）
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、フレキシブル化された有機ＥＬディスプレイは、実用可能なものが開発されていないのが現状である。
【００３６】
また、有機ＥＬディスプレイをフルカラー化するためには、カラーフィルタや色変換層等の色変換構造を用いることが基本的に必要となるが、このとき、これらの色変換構造はフォトリソグラフィで形成されるため、耐熱性等の面でプラスチックフィルム基板上に設けることは困難である。また、有機ＥＬディスプレイの駆動部として低温ポリシリコンＴＦＴを設ける場合においても同様のことが言える。
【００３７】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、実用可能なフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイは、１対の電極と該１対の電極に挟まれる有機発光層とを備える有機ＥＬデバイスおよび色変換部がプラスチックフィルム基板上に設けられてなることを特徴とする。
【００３９】
これにより、フレキシブルなフルカラー有機ＥＬディスプレイを得ることができる。また、フルカラーを実現する手段として有機発光層の各画素を３色に塗り分けて形成する必要がないため、簡易な方法により安価なフルカラー有機ＥＬディスプレイを得ることができる。
【００４０】
この場合、前記色変換部がカラーフィルタまたは色変換層であると、好適である。
【００４１】
また、この場合、前記有機発光層が燐光性有機化合物を含むと、燐光性有機化合物が高い発光効率を有するため、色変換部を設けたことによる発光効率の低下を補償し、あるいは、より高い発光効率を得ることができる。
【００４２】
また、この場合、前記燐光性有機化合物が高分子であると、塗布法により簡易に有機発光層を形成することができるため、好適である。ここで、高分子とは、分子量が１０^３〜１０^６の範囲のものをいう。
【００４３】
また、この場合、画素単位に駆動源として少なくとも２個以上の薄膜トランジスタが設けられてなると、高速の動画表示を得ることができる。
【００４４】
また、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法は、上記のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、色変換部および１対の電極のうちの１つの電極を基板に形成する工程と、該色変換部および１対の電極のうちの１つの電極を該基板からプラスチックフィルム基板に転写する工程と、該１つの電極上に有機発光層および他の１つの電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００４５】
これにより、耐熱性に乏しくまた、有機溶剤に弱いプラスチックフィルム基板に色変換部および電極を設けることができる。
【００４６】
また、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法は、上記のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
発光性高分子有機化合物を含む有機発光層材料の溶液を塗布して有機発光層を形成することを特徴とする。
【００４７】
これにより、蒸着法を用いる場合に必要な真空装置を用いることなく、簡易に有機発光層を形成することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイおよびその製造方法の好適な実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００４９】
まず、本実施の形態例に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ（以下、これを単に有機ＥＬディスプレイと略すことがある。）について、図３を参照して説明する。図３は、有機ＥＬディスプレイの１画素を構成する部分を取り出して表示している。
【００５０】
本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイ１０は、プラスチックフィルム基板１２上に、平滑層１４が設けられ、平滑層１４には所定の離間間隔でストライプ状に形成される、言いかえればアレイ化される３種類のカラーフィルタ１６ａ〜１６ｃが、この場合平滑層１４を貫通した形態に設けられる。平滑層１４上にさらに平滑層１８が設けられ、平滑層１８には所定の離間間隔でストライプ状に形成される透明陽極２０が、この場合平滑層１８に埋め込まれた形態に設けられる。平滑層１８上に有機発光層２２が設けられる。有機発光層２２上には、透明陽極２０と対向する位置に金属陰極２４が設けられる。ここで、透明陽極２０、有機発光層２２および金属陰極２４は、有機ＥＬデバイスを構成する。
【００５１】
プラスチックフィルム基板１２は、フレキシブル性を有する限り、その厚みを特に限定するものではないが、フレキシブル性と破断、損傷等に耐え、あるいは形状保持性を確保しうる剛性とのバランスをとる観点からは、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ程度の厚みに形成する。
【００５２】
プラスチックフィルム基板１２の材料は、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリエチレンスルホン酸、およびこれらの誘導体、さらにはその他のエンジニアリングプラスチック等を用いることができる。
【００５３】
平滑層１４、１８は、プラスチックフィルム基板１２の表面の凹凸が有機発光層２２の特性に影響を及ぼすことを軽減するために設けるものであり、例えばポリウレタン樹脂等の高分子プラスチック材料で形成される。平滑層１４の厚みは、カラーフィルタ１６ａ〜１６ｃの厚みと同じで、例えば０．１〜１０μｍ程度である。一方、平滑層１８の厚みは、透明陽極２０の厚みと同程度またはそれ以上であり、例えば１００〜５００ｎｍ程度である。
【００５４】
カラーフィルタ１６ａ〜１６ｃは、それぞれ３原色（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のいずれかの色成分を透過できるように着色した３つの独立したフィルタであり、例えば０．１〜１０μｍ程度の厚みを有する。
【００５５】
なお、カラーフィルタ１６ａ〜１６ｃに変えて、３原色のいずれかの色の発光を得ることができる蛍光色素を例えば高分子樹脂に含む３つの独立した層に形成した色変換層を設けてもよい。
【００５６】
透明陽極２０は、例えばＩＴＯ材料で１００〜５００ｎｍの厚みに形成される。
【００５７】
有機発光層２２は、発光機能とともに電子および正孔輸送性等の機能を併せもった単一の層であってもよく、また、電子と正孔の再結合に起因する発光機能を分担する狭義の有機発光層とともに、電子および正孔輸送性等の機能をもつ有機薄膜を狭義の有機発光層の上下に積層した、有機薄膜積層構造であってもよい。有機発光層２２は、全体として例えば１００〜２００ｎｍ程度の厚みに形成される。
【００５８】
有機発光層２２は、母体材料中に発光材料（発光体）を添加したものである。発光材料は、青色発光色を呈する単一種類を用いてもよく、また、青色発光色を呈する発光材料と赤色または緑色の発光色を呈する発光材料の２種類を用いてもよく、また、３原色の各色の発光材料３種類を用いてもよい。各発光材料の各層に対する添加率は数％程度である。
【００５９】
複数の種類の発光材料を用いるときは、１層のみからなる有機発光層に全ての種類の発光材料を添加してもよく、あるいは、複数層で形成される有機発光層の各層に３種類のうちのいずれか１種類の発光材料を別々に添加してもよい。有機発光層を複数層で形成する場合、電子輸送性等の機能を有する同一母体材料で形成した各層にそれぞれ、または、いずれかの層に発光材料を添加してもよい。また、このとき、各層を電子輸送性等の機能と発光機能とを分担させた構成としてもよい。
【００６０】
発光材料は、発光効率を高める観点から、好ましくは、燐光性材料を用いる。但し、これに限らず、蛍光材料を用いてもよい。
【００６１】
母体材料は、低分子有機化合物を用いてもよく、また、高分子有機化合物を用いてもよい。
【００６２】
また、有機発光層は、発光材料と母体材料を兼ねる、発光成分の基を含む高分子材料（発光性有機化合物、高分子有機化合物）で形成してもよく、このとき、発光成分として燐光成分を用いると、より好適である。
【００６３】
これら有機発光層に用いる高分子有機化合物や高分子材料は、分子量が１０^３〜１０^６の範囲のものである。
【００６４】
金属陰極２４は、例えばアルミニウムや銀材料を用い、例えば、１００〜３００ｎｍ程度の厚みに形成される。金属陰極２４と有機発光層２２との間に非常に薄いカルシウム、バリウム、フッ化リチウムまたは酸化リチウムからなる層を設けてもよく、これにより、電子注入を容易に行うことができる。
【００６５】
なお、透明陽極２０と有機発光層２２との間に導電性高分子層を形成しておくと、有機発光層２２への正孔注入を容易に行うことができて、好適である。
【００６６】
このような、導電性高分子層の材料としては、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体であるＰＥＤＯＴ：ＰＰＳ等を挙げることができる。
【００６７】
上記本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイにおいて、画素単位に駆動源として少なくとも２個以上の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けると、高速な動画表示を得ることができる。
【００６８】
ここで、複数の薄膜トランジスタは、例えば図６に示すように、ＴＦＴ１はスイッチング作用を有し、ＴＦＴ２は駆動作用を有する。さらに設けられる他の薄膜トランジスタは、パネル内でのＴＦＴ特性のばらつきを補正する作用を有する。なお、図６中、記号ＯＬＥＤは、有機発光層を有機ダイオードとして表示したものである。
【００６９】
このとき、薄膜トランジスタは、低温ポリシリコンやアモルファスシリコンを用いた形成したものであってもよく、また、有機半導体を用いた有機薄膜トランジスタであってもよい。有機半導体材料としては、ペンタセン誘導体、ペリレン誘導体等の低分子系と、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン誘導体等の高分子系を挙げることができる。低分子系を用いる場合は真空蒸着法により、また、高分子系を用いる場合は塗布法により、それぞれ活性層を形成する。
【００７０】
上記のように構成した本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイは、そのまま所望の形態に曲げて、例えば適宜の封止機能を備えた筐体に収容することで、水分や酸素等のガスが有機発光層２２へ侵入することが防止される。また、例えば、予め、プラスチックフィルム基板１２上にＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３あるいはＳｉＯ_２等のガスバリヤ層を設けてこれらのガスバリア層によって有機発光層２２を封止してもよく、この場合は、封止構造を格別に設ける必要がない。
【００７１】
つぎに、上記本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法について、図４および図５を参照して説明する。図４および図５は、画素単位を構成する部分を取り出して表示している。
【００７２】
まず、図４に示すように、例えばガラス基板２６に、フォトリソグラフィーにより、平滑層１４、１８、カラーフィルタ１６ａ〜１６ｃおよび透明陽極２０をアレイ状（ストライプ状）に形成する。
【００７３】
すなわち、ガラス基板２６に、まず、再剥離性を有する接着剤を塗布して剥離層２８を形成する（図４（ａ）参照。）。ついで、スパッタ法等により透明陽極２０をパターニング成膜する（図４（ｂ）参照。）。ついで、蒸着法等により、例えば３０〜１００℃の温度下、平滑層の材料を成膜し、平滑層（中間層）１８を形成し、さらに平滑層１８の上に、スクリーン印刷法等により各色用の無機材料を有機溶剤に溶かしたペーストを塗り分けてカラーフィルタ１６ａ〜１６ｃを形成する（図４（ｃ）参照。）。ついで、平滑層の材料を成膜し、平滑層（アンカー層）１４を形成する（図４（ｄ）参照。）。
【００７４】
つぎに、図５に示すように、最表層に平滑層１４およびカラーフィルタ１６ａ〜１６ｃが形成されたガラス基板２６に、強い接着力を有する接着剤を塗布して接着層３０を形成したプラスチックフィルム基板１２を重ねた後、プラスチックフィルム基板１２をガラス基板２６から剥がして、平滑層１４等の形成物をプラスチックフィルム基板１２に写し取る（転写する）。このとき、接着剤層３０の強い接着力によって平滑層１４等がプラスチックフィルム基板１２上に保持される一方、接着力の弱い剥離層２８の側は付着力の小さい平滑層１４の側が剥離層２８から剥離する。
【００７５】
これにより、耐熱性が低く、また、有機溶剤に弱いためにフォトリソグラフィの加工プロセスを適用することができないプラスチックフィルム基板に、容易に平滑層１４等の形成物を設けることができる。
【００７６】
つぎに、青を含む、例えば２原色の発光材料を添加した白色の燐光発光特性を有する有機発光層２２を平滑層１８の上に形成する。
【００７７】
このとき、有機発光層２２の材料として低分子有機化合物を用いる場合は、この低分子有機化合物を例えば真空蒸着法により成膜する。
【００７８】
一方、有機発光層２２の材料として高分子有機化合物を用いる場合は、例えば一般に用いられるスピンコート法をはじめとして、スクリーン印刷法やインクジェット法等の塗布法により、高分子有機化合物を水や有機溶剤に溶かした溶液を塗布して成膜する。特に、インクジェット法を用いると画素間を精度良く分離できる。
【００７９】
この場合、高分子有機化合物が直鎖状のときは、ビニル主鎖に側鎖として電荷（正孔）輸送基や燐光発光基を付加したものや、多岐分岐状の高分子（デンドリマー）構造を用いることができる。また、低分子有機化合物にアルキル基やアルコキシ基等の長鎖を付加して有機溶媒への溶解性や薄膜（塗膜）形成性能を向上させた燐光材料を用いることもできる。
【００８０】
前記したように、有機ＥＬディスプレイをフルカラー化する方式としては、図２（ａ）の有機発光層を各色ごとに塗り分ける方式、図２（ｂ）の単一の有機発光層に色変換層を設ける方式および図２（ｃ）の単一の有機発光層にカラーフィルタを設ける方式がある。
【００８１】
本発明では、単一の有機発光層に色変換層またはカラーフィルタを設ける方式であるため、上記の方法により有機発光層を容易に形成することができる。また、色変換層またはカラーフィルタを設ける技術は、ＬＣＤ分野で既に確立されたものを容易に適用することができる。
【００８２】
これに対して、有機発光層を各色ごとに塗り分ける方式の場合、例えば幅が１００μｍ程度の画素となる有機発光層をさらに各色ごとに塗り分けるため、実用化段階では、製品歩留まりが大幅に低くなることが予想される。
【００８３】
なお、本発明において、色変換層またはカラーフィルタを設けるために、発光効率が低下しうるが、高い発光効率を有する燐光成分を発光材料として用いることで、発光効率の低下を補償し、さらには、より高い発光効率を得ることができる。
【００８４】
以上説明した本実施の形態例に係る有機ＥＬデバイスは、その用途として、例えば省電力の携帯電話やＰＤＡ等の情報機器や、あるいは、小型のテレビ、さらには壁掛け大型テレビにも適用することができる有機ＥＬディスプレイについて説明したが、これに限らず、照明機器等にも適用することができる。
【００８５】
【実施例】
実施例を挙げて、本発明をさらに説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
６４（ＲＧＢ）×６４の単純マトリクス駆動方式の有機ＥＬディスプレイ（フレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ）を以下の手順で試作した。
【００８６】
まず、表面に剥離層を設けたガラス基板上にフォトリソグラフィープロセスによって、ＩＴＯ層（透明陽極層）、平滑層、カラーフィルタ、平滑層の順に薄膜を作製した。このとき、ＩＴＯ層は平滑層の表面から露出するように形成した。これらの薄膜の全体の厚みは５０μｍであった。
【００８７】
つぎに、表面に接着層を設けた、厚み２００μｍのポリカーボネート（以下、ＰＣという。）フルム基板に、ガラス基板上に形成されたこれらの薄膜を転写した。さらに、ＩＴＯ層および平滑層の表面に残存する剥離層をプラズマ洗浄によって除去した。これにより、ＩＴＯ層が平滑層の表面から露出した構造となる。
【００８８】
つぎに、真空蒸着法により、ＩＴＯ層上（平滑層上）に燐光発光性を有する白色有機ＥＬデバイスを形成した。白色有機ＥＬデバイスの有機発光層の厚みは、１５０ｎｍであった。
【００８９】
ここで、発光材料は、下記式（１）を有する青色燐光を呈するＩｒ（Ｆｐｐｙ）_２（ｐｉｃ）および下記式（２）を有する赤色燐光を呈するＩｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ）の２種類のイリジウム錯体からなる燐光材料を用いた。
【００９０】
【化１】

【００９１】
【化２】

また、有機発光層（狭義の有機発光層）には母体材料として下記式（３）を有するフェニルカルバゾール２量体（ＣＢＰ）を用いた。
【００９２】
【化３】

また、正孔輸送層には下記式（４）を有する芳香族３級アミン（α−ＮＰＤ）を用いた。
【００９３】
【化４】

また、正孔ブロック層（兼正孔輸送層）には下記式（５）を有するキノリノールアルミ錯体誘導体（ＢＡｌｑ）を用いた。
【００９４】
【化５】

金属陰極には、ＬｉＦとＡｌの積層電極を用いた。
【００９５】
最後に、窒素置換したグローブボックス内でＳｉＯ_２層とＡｌ層の多層膜構造を有する厚み１００μｍの封止フィルムを貼り付け、封止フィルムおよびＰＣフィルム基板の周縁部を紫外線硬化樹脂で接着した。
【００９６】
得られたディスプレイにＮＴＳＣの映像信号を入力して駆動した結果、明瞭な動画が確認できた。また、このディスプレイを、曲率半径３ｃｍに曲げ、さらにこの曲げを繰り返した状態でも、動画の表示が可能であった。また、ディスプレイの損傷も見られなかった。
（実施例２）
実施例１と同様の手順で、厚み２００μｍのＰＣフィルム基板上に、カラーフィルタ、平滑層、ＩＴＯ層を形成した。カラーフィルタ等の薄膜の全体の厚みは、５０μｍであった。
【００９７】
つぎに、有機発光層を形成するに際し、３種類の燐光性高分子を用いた。
【００９８】
すなわち、赤色を呈する燐光性高分子として下記式（６）を有する高分子を用いた。
【００９９】
【化６】

また、緑色を呈する燐光性高分子として下記式（７）を有する高分子を用いた。
【０１００】
【化７】

また、青色を呈する燐光性高分子として下記式（８）を有する高分子を用いた。
【０１０１】
【化８】

これらの燐光性高分子は、分子量がそれぞれ１３０００、１６０００、１２０００である。
【０１０２】
これら３種類の燐光性高分子と、電子輸送性材料である、下記式（９）を有するオキサジアゾール誘導体（ＯＸＤ−７）とを、トルエンに溶解し、１質量％の溶液を調製した。
【０１０３】
【化９】

そして、この溶液を、スクリーン印刷法により、ＩＴＯ層上に成膜し、有機発光層を１２０ｎｍの厚みに形成した。その後、窒素雰囲気下１００℃で１時間乾燥した後、真空蒸着法により、金属陰極としてＣａを１０ｎｍ、Ａｌを１５０ｎｍの厚みに形成した。
【０１０４】
最後に、窒素置換したグローブボックス内でＳｉＯ_２層とＡｌ層の多層膜構造の、厚み５０μｍの封止フィルムを貼り付け、封止フィルムおよびＰＣフィルム基板の周縁部を紫外線硬化樹脂で接着した。
【０１０５】
得られたディスプレイにＮＴＳＣの映像信号を入力して駆動した結果、明瞭な動画が確認できた。また、このディスプレイを、曲率半径２ｃｍに曲げ、さらにこの曲げを繰り返した状態でも、動画の表示が可能であった。また、ディスプレイの損傷も見られなかった。
【０１０６】
【発明の効果】
本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイによれば、１対の電極と１対の電極に挟まれる有機発光層とを備える有機ＥＬデバイスおよび色変換部がプラスチックフィルム基板上に設けられてなるため、フレキシブルなフルカラー有機ＥＬディスプレイを得ることができ、また、簡易な方法により安価なフルカラー有機ＥＬディスプレイを得ることができる。
【０１０７】
また、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイによれば、有機発光層が燐光性有機化合物を含むため、高い発光効率を得ることができる。
【０１０８】
また、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイによれば、画素単位に駆動源として少なくとも２個以上の薄膜トランジスタが設けられてなるため、高速の動画表示を得ることができる。
【０１０９】
また、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法によれば、上記のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、色変換部および１対の電極のうちの１つの電極を基板に形成する工程と、色変換部および１対の電極のうちの１つの電極を該基板からプラスチックフィルム基板に転写する工程と、１つの電極上に有機発光層および他の１つの電極を形成する工程とを有するため、耐熱性に乏しくまた、有機溶剤に弱いプラスチックフィルム基板に色変換部および電極を設けることができる。
【０１１０】
また、本発明に係るフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法によれば、上記のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、発光性高分子有機化合物を含む有機発光層材料の溶液を塗布して有機発光層を形成するため、簡易に有機発光層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬデバイスの概略構成を示す図であり、（ａ）および（ｂ）は、広義の有機発光層の構成の異なる２例を示す。
【図２】白色発光可能な有機ＥＬディスプレイの概略構成を示す図であり、（ａ）は有機発光層自体が３色発光可能な３つの分離層で構成される例を、（ｂ）は単一の有機発光層に３色の色変換層を設けた例を、（ｃ）は単一の有機発光層に３色のカラーフィルタを設けた例を、それぞれ示す。
【図３】本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイの概略構成を示す図である。
【図４】本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明するためのものであり、（ａ）は剥離層を形成する工程を、（ｂ）は透明電極を形成する工程を、（ｃ）は平滑層１８およびカラーフィルタを形成する工程を、（ｄ）は平滑層を形成する工程を、それぞれ示す図である。
【図５】本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法を説明するためのものであり、ガラス基板上に形成した透明陽極等をプラスチックフィルム基板に転写する工程を示す図である。
【図６】本実施の形態例に係る有機ＥＬディスプレイの駆動回路の１画素分の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０有機ＥＬディスプレイ
１２プラスチックフィルム基板
１４平滑層
１６ａ〜１６ｃカラーフィルタ
１８平滑層
２０透明陽極
２２有機発光層
２４金属陰極
２６ガラス基板
２８剥離層
３０接着層

Claims

１対の電極と該１対の電極に挟まれる有機発光層とを備える有機ＥＬデバイスおよび色変換部がプラスチックフィルム基板上に設けられてなることを特徴とするフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ。
前記色変換部がカラーフィルタまたは色変換層であることを特徴とする請求項１記載のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ。
前記有機発光層が燐光性有機化合物を含むことを特徴とする請求項１または２記載のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ。
前記燐光性有機化合物が高分子であることを特徴とする請求項３記載のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ。
画素単位に駆動源として少なくとも２個以上の薄膜トランジスタが設けられてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイ。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
色変換部および１対の電極のうちの１つの電極を基板に形成する工程と、
該色変換部および１対の電極のうちの１つの電極を該基板からプラスチックフィルム基板に転写する工程と、
該１つの電極上に有機発光層および他の１つの電極を形成する工程とを有することを特徴とするフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。
請求項４記載のフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法であって、
発光性高分子有機化合物を含む有機発光層材料の溶液を塗布して有機発光層を形成することを特徴とするフレキシブルフルカラー有機ＥＬディスプレイの製造方法。