JP2004303609A - カラー表示用有機ｅｌディスプレイ - Google Patents

Abstract

【目的】膜構造の複雑・多層化を招くことなく、多色発光可能な有機ＥＬディスプレイを提供する。
【構成】この有機ＥＬディスプレイ１０は、ＴＦＴ１２が形成された透明基板１１上にカラーフィルタ１３又は色変換層２３，ＩＴＯ薄膜１４，有機ＥＬ層１５，陰極薄膜１６が順次積層され、カラーフィルタ１３又は色変換層２３のスルーホール１３ａを介して透明基板１１上のドレイン電極１２ａにＩＴＯ薄膜１４が導通している。ＴＦＴ１２の上にカラーフィルタ１３又は色変換層２３が設けられた構造であるため、ＴＦＴ１２製膜時の熱影響によるカラーフィルタ１３又は色変換層２３の劣化がない。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、多色発光が可能な薄型有機ＥＬディスプレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬディスプレイは、発光層に電圧を印加することにより生じる自発光で画像を表示することから、バックライトを必要とする液晶ディスプレイに比較して明るく鮮明な画像が得られ、視野角度の影響も受けない。この長所から、次世代表示装置として脚光を浴びている。
有機ＥＬ素子を組み込んだ表示パネルを用いて多色発光させる場合、表示パネル全体を単一色で発光させ、カラーフィルタを透過させることによって必要色調の画像を表示する方式がある。カラーフィルタに代え、色変換層で所定の色相を得る方式もある
【０００３】
デューティ比を高く採ることができ発光効率のよいアクティブマトリックス方式の有機ＥＬ素子では、カラーフィルタ又は色変換層の形成位置が透明基板とＴＦＴとの間又は透明基板の裏側（ＴＦＴ形成部の反対側）に設定されている。透明基板とＴＦＴとの間にカラーフィルタ又は色変換層を形成する場合、高温プロセスでＴＦＴを形成する際の熱でカラーフィルタ又は色変換層が損傷しやすい。透明基板の裏側にカラーフィルタ又は色変換層を形成する場合、カラーフィルタ又は色変換層が外部に露出するため疵付きやすい。
そこで、可視光透過率を１０〜１００％にした電子注入電極上にカラーフィルタを形成する方法（特開平１１−３３９９６８号公報），ＴＦＴ上に形成した平坦化絶縁膜にＩＴＯを付け、その上に有機ＥＬ層を堆積させ、カラーフィルタ又は色変換層を備えた陰極側から光を取り出す方法（特開２０００−７７１９１号公報）等が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、何れの方法も、複雑な多層膜構造が必要とされ、製造プロセスが複雑化する。膜構造の層数増加は、製造コストを高くするばかりでなく、有機ＥＬディスプレイの長所である表示パネルの薄型を損なうことにもなる。
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、有機ＥＬ素子の陽電極を伴ったカラーフィルタ又は色変換層をＴＦＴ基板上に形成することにより、膜構造の複雑・多層化を招くことなく、多色発光可能な有機ＥＬディスプレイを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機ＥＬディスプレイは、その目的を達成するため、ＴＦＴが形成された透明基板上にカラーフィルタ又は色変換層，ＩＴＯ薄膜，有機ＥＬ層，陰極薄膜が順次積層され、カラーフィルタ又は色変換層のスルーホールを介して透明基板上のドレイン電極にＩＴＯ薄膜が導通していることを特徴とする。
【０００６】
【実施の形態】
本発明に従った有機ＥＬディスプレイは、従来のカラー表示用有機ＥＬ素子とは逆に、ＴＦＴ基板上に有機ＥＬ膜の陽電極を伴ったカラーフィルタ又は色変換層を形成している。基板としては、たとえばガラス，プラスチック等の透明基板１１にＴＦＴ１２を設け、ドレインライン及び電源ラインでアクティブマトリックスを形成したＴＦＴ基板１１ａ（図１）が使用される。
カラーフィルタ１３は、ＴＦＴ基板１１ａに設けたＴＦＴ１２，ドレイン電極１２ａ，更にはＴＦＴ基板１１ａに覆い被さるように堆積されている。カラーフィルタ１３は、ドレインラインに接続されるＴＦＴ１２のドレイン電極１２ａを露出させるスルーホール１３ａを備えている。
【０００７】
カラーフィルタ１３の形成には、重クロム酸処理で光感光性を付与したゼラチン，グリュー．ポリビニルアルコール等の染色基材をエッチング又はカラーレジストにより形成する方法，ポリイミド等の樹脂に顔料を分散させた着色樹脂をエッチングする方法，アクリル・エポキシ系や光架橋タイプのポリビニルアルコール等の紫外線硬化樹脂（ネガレジスト）に顔料を分散させた着色樹脂をカラーレジストにより形成する方法，ポリエステル，メラミン等のアニオン型樹脂を溶解した電解質溶媒に顔料を分散させて電気化学的に析出（電着）させる方法，顔料，オレイン酸，ステアリン酸，フェノール，アルコール，乾燥促進剤，粘度調整剤等が配合されているＲ，Ｇ，Ｂのインキを印刷する方法等が採用される。
【０００８】
カラーフィルタ１３に代えて色変換層２３を形成する場合もある。色変換層２３は、有機ＥＬ層１５からの近紫外光発光，青色発光や青緑色発光を吸収し、青色又は青緑色から赤色までの可視光を蛍光発光する機能を呈する。色変換層２３を積層した有機ＥＬディスプレイ１０では、たとえば全面青色に発光する場合、青色発光を色変換層２３Ｒで赤色発光に、色変換層２３Ｇで緑色に変換する。色変換機能がある限り特段の制約が色変換層２３の材質に加わるものではないが、次のような蛍光材料が選択される。
【０００９】
有機ＥＬ層１５からの近紫外光を受けて青色発光する蛍光材料としては、ｂｉｓ−ＭＳＢ（１，４−ビス−（メチルスチリン）ベンゼン），ＤＰＳ（トランス−４，４’−ジフェニルスチルベンゼン），クマリン４（７−ヒドロキシ−４−メチルクマリン）等がある。青色発光を受けて緑色発光する蛍光材料としては、クマリン１５３（２，３，５，６，−１Ｈ，４Ｈ−テトラヒドロ−８−トリフルオロメチルキノリジノ（９，９ａ，１−ｇｈ）クマリン），クマリン６（３−（２’−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン），クマリン７（３−（２’−ベンズイミダゾリル）−７−Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノクマリン）等がある。青緑色発光を受けて赤色発光する蛍光材料としては、ＤＣＭ（４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチルリン）−４Ｈ−ピラン），ピリジン１（１−エチル−２−［４−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−１，３−ブタジエニル］−ピリジウム−パーコラレイト），ローダミン系色素等がある。
【００１０】
蛍光材料又は蛍光材料添加樹脂を好ましくは透明なフォトレジストに蒸着，スパッタリング等で堆積することにより、色変換層２３が形成される。或いは、カラーフィルタ１３と同様にフォトリソグラフィー法でＴＦＴ基板１１ａに蛍光材料含有物質を堆積することによっても色変換層２３が形成される。
色変換層２３は、カラーフィルタ１３のＲ，Ｇ，Ｂに合わせてカラーフィルタ１３上に設けることもできる。カラーフィルタ１３に色変換層２３を積層するとき、色変換層２３が外光で励起されることによる蛍光の発生を防止でき、良好なコントラストでカラー画像が再生される。
【００１１】
スルーホール１３ａは、カラーフィルタ１３又は色変換層２３の堆積後に所定パターンでカラーフィルタ１３又は色変換層２３をフォトエッチすること等により容易に形成される。
カラーフィルタ１３の上に、ＩＴＯ（陽極）膜１４，有機ＥＬ層１５，陰極薄膜１６が順次積層される。
ＩＴＯ薄膜１４は、スパッタリング，イオンプレーティング等によって高い表面精度で形成された薄膜であり、カラーフィルタ１３又は色変換層２３にあるスルーホール１３ａを介しドレイン電極１２ａに導通する。
【００１２】
有機ＥＬ層１５は、ホール輸送層と発光層の二層型、ホール注入層，発光層，電子注入層からなる三層型の何れでもよく、真空蒸着法でＩＴＯ薄膜１４上に堆積される。たとえば、二層型の有機ＥＬ層１５では、電子輸送性発光層にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）錯体（Ａｌｑ），ホール輸送層にトリフェニルアミン誘導体が使用される。三層型の有機ＥＬ層１５では、トリフェニルアミン誘導体にルイス酸を作用させて導電性を高くしたホール注入層や還元性金属のドーピングで電子注入障壁を下げた電子注入層等が堆積される。何れの場合も、発光層を形成する有機樹脂に、ＴＰＢ，クマリン６，ＤＣＭ１，キナクリドン，ルブレン，ナイルレッド等のドーパントを添加することにより発光中心がドーパントに移るため、任意の色調の発光が可能となる。
陰極薄膜１６は、仕事関数の低い金属（代表的には、Ｍｇ）及び酸化防止用にＡｇ等の金属を共蒸着させることによって形成される。Ａｇは、有機ＥＬ層１５に対する陰極薄膜１６の付着強度を向上する上でも有効である。また、有機ＥＬ層１５上に３ｎｍ程度の薄いＡｇ膜を設け、Ａｇ膜を介して陰極薄膜１６を形成してもよい。
【００１３】
作製された有機ＥＬディスプレイ１０のＩＴＯ（陽極）薄膜１４と陰極薄膜１６との間に駆動電流を供給すると、陽極側からのホールと陰極側からの電子が有機ＥＬ層１５で再結合し、有機発光体分子の励起によって面状発光する。発生した光は、カラーフィルタ１３で選別され、特定波長の光が透明基板１１を透過する。そこで、一つの画素ごとにＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ１３（図２）を配列しておくと、個々のカラーフィルタ１３によって特定波長の光が選択され、透明基板１１を透過した光によってカラー画像が表示される。
カラーフィルタ１３に代えて色変換層２３を積層した有機ＥＬディスプレイ１０においても、色変換層２３のスルーホール１３ａを介しドレイン電極１２ａにＩＴＯ薄膜１４を導通させることにより、色変換層２３で特定波長に変換された光が透明基板１１を透過し、所定のカラー画像が表示される。
【００１４】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の有機ＥＬディスプレイは、デューティ比を高く採ることができ発光効率のよい表示装置となるアクティブマトリックス方式の長所を活用しながら、カラーフィルタ又は色変換層をＴＦＴ基板上に設け、カラーフィルタ上に堆積されるＩＴＯ薄膜をカラーフィルタ又は色変換層のスルーホールを介してＴＦＴ基板上のドレイン電極に導通させている。この層構造によるとき、ＴＦＴ形成後にカラーフィルタ又は色変換層が積層されるので、ＴＦＴ基板形成時の熱がカラーフィルタ又は色変換層に悪影響を及ぼすことがなく、カラーフィルタの光選択性又は色変換層の色変換機能が高位に維持され、ダークスポット等の異常がない有機ＥＬディスプレイとなる。しかも、層構造が複雑化・多層化することがないため、製造コストの上昇も抑えられ、有機ＥＬディスプレ特有の薄型を活かした表示パネルとして使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従った有機ＥＬディスプレイの層構造を示す図
【図２】カラー画像が表示されることを説明する図
【符号の説明】
１０：有機ＥＬディスプレイ １１：透明基板 １１ａ：ＴＦＴ基板 １２：ＴＦＴ １２ａ：ドレイン電極 １３：カラーフィルタ １３ａ：スルーホール １４：ＩＴＯ薄膜 １５：有機ＥＬ層 １６：陰極薄膜 ２３：色変換層

Claims (1)

1. ＴＦＴが形成された透明基板上にカラーフィルタ又は色変換層，ＩＴＯ薄膜，有機ＥＬ層，陰極薄膜が順次積層され、カラーフィルタ又は色変換層のスルーホールを介して透明基板上のドレイン電極にＩＴＯ薄膜が導通していることを特徴とするカラー表示用の有機ＥＬディスプレイ。

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