JP2006054200A

JP2006054200A - Ｅｌ素子

Info

Publication number: JP2006054200A
Application number: JP2005313673A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kawamura; 義裕河村; Tomoyuki Shirasaki; 友之白嵜
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-10-28
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2006-02-23

Abstract

【課題】色発光のエネルギー効率が良好で、かつ色純度の高い表示が行える有機ＥＬ素子を提供する。
【解決手段】ガラス基板１２の背面に、赤色表示部分に赤色フィルタ層１３を、緑色表示部分に緑色フィルタ層１４を配置し、これらのフィルタ層を覆うように第１保護膜１７Ａが平坦に形成され、赤色フィルタ層１３に対応する位置の第１保護膜１７Ａには青・赤色変換層１５を積層し、緑色フィルタ層１４に対応する位置の第１保護膜１７Ａには青・緑色変換層１６を積層して形成する。そして、これらの表示部分に発光領域が対応するように、青色発光を行う有機発光層１９の前面に透明電極１８を所定方向に沿って形成すると共に、背面に背面電極２０を透明電極１８に交差するように形成する。このような構成とすることにより、発光領域で発生した青色光は、色変換層で赤色や緑色の光に変換され、色変換層が対応して配置されていない発光領域では、そのまま青色光が表示光として発生する。
【選択図】図３

Description

この発明は、ＥＬ素子に関し、さらに詳しくは、効率のよいカラー表示を行うＥＬ素子に関する。

従来、ＥＬ素子には有機材料からなる有機ＥＬ素子があり、図１７に示すような構成のものが知られている。このＥＬ素子は、透明なガラス基板１の後面に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが配置され、保護膜３を介して複数の前面電極４が所定方向に平行に配置され、前面電極４に対して有機発光層５を介して直交する背面電極６が複数設けられた構成となっている。この有機発光層５は、Ｒ、Ｇ、Ｂの蛍光材料がランダムかつ均一に分散されており、電界の印加により白色光を発生するように設定されている。また、前面電極４と背面電極６とが交差するドット部分とカラーフィルタ２Ｒ、２Ｇ、２Ｂのそれぞれとが対応するような配置となっている。すなわち、前面電極４と背面電極６との間に電界を印加すると、両電極が交差するドット部分の有機発光層５でキャリアの再結合に起因して発光が起こるが、この光が対応するカラーフィルタに入射するように位置設定されている。

上記した従来の有機ＥＬ素子では、Ｒ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタを用いてカラー表示を行うため、必然的に有機発光層５の発光色を白色にしなければならないが、有機材料の白色蛍光体では、Ｒ蛍光材料とＧ蛍光材料とが混合されているので、無輻射の遷移を生じる確立が高くなるため、良好な変換効率を得ることが困難であるという問題があった。また、白色光をカラーフィルタに通してＲ、Ｇ、Ｂ光を生じさせる手法では、原理的にＲ、Ｇ、Ｂの各カラーフィルタでは、それぞれ白色光の波長域のうちＲ、Ｇ、Ｂの波長域を除く波長域の成分を概ね吸収してしまうので、有機発光層５での発光輝度に対しカラーフィルタから出射される表示光の輝度がかなり低くなってしまっていた。このような理由から、図１７に示した有機ＥＬ素子では、エネルギー効率の高い表示を実現することは極めて困難であった。
また支持基板上に設けられた有機ＥＬ素子と、支持基板との間で有機ＥＬ素子を挟み込むように張り合わせた透明ガラス基板と、その後、透明ガラス基板上に形成された蛍光体層と、で構成された発光装置によって多色発光することが示されている（特許文献１参照。）。
特開平８−２２２３６９号公報

特許文献１に記載されている構造では、有機ＥＬ素子の光を蛍光体層に入射させるために、蛍光体層側の有機ＥＬ素子の電極を透明電極としなければならなかった。透明電極は仕事関数が高く電子注入性の点で劣るので陽極として用いなければならず、陰極は必然的に支持基板側に配置されることになる。つまり、支持基板上に陰極を形成後、発光層、透明陽極を順次形成することになる。ところで、陰極は仕事関数が低いほど電子注入性に優れると同時に酸化されやすい傾向があるために、発光層、透明陽極の成膜プロセス中に雰囲気に含まれる酸素、水によって酸化される恐れがあり、酸化が進行した陰極では電子が注入されず発光面積が小さくなってしまうという問題があった。
この発明が解決しようとする課題は、良好に発光できかつ色純度の高い表示を可能にする有機ＥＬ素子を得るにはどのような手段を講じればよいかという点にある。

請求項１記載の発明は、発光層の前面に透明電極が形成され、かつ該発光層の背面に当該発光層を挟んで前記透明電極に対向して複数の発光領域を形成する背面電極が形成されると共に、前記発光領域のうち所定の発光領域の発光層で発生した光の波長変換を行って変換光を透過させる色変換層が前記所定の発光領域に位置する前記透明電極の前方に対応するように配置され、当該色変換層の前方に前記変換光の透過波長域を制限する色フィルタ層が前記色変換層に対応するように配置され、基板の一方の面に、前記色フィルタ層、前記色フィルタ層を覆うように形成された一の保護膜、前記色変換層、前記色変換層を覆うように形成された他の保護膜、前記透明電極、前記発光層、前記背面電極の順に積層されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明においては、基板上の一方の面に、色フィルタ層、色変換層を配置させ、この上側に色変換層に光を照射する有機発光層を配置させるので、透明電極は、有機発光層に対して基板側に位置し、背面電極を有機発光層に対して基板の反対側に位置させている。このため、基板上に、色フィルタ層、色フィルタ層を覆うように形成された一の保護膜、色変換層、前記色変換層を覆うように形成された他の保護膜、透明電極、有機発光層、背面電極の順に形成できるので、つまり、発光層、透明陽極の製造プロセス中の雰囲気が酸素、水を含んでいたとしてもその後に背面電極を成膜するので、背面電極は酸化されにくく、良好に発光できるといった効果をもたらす。そして、有機発光層の発光領域から発生した光の波長を色変換層で効率的に変換して色変換を行うことができる。また、色フィルタ層が色変換層の前方に配置されているため、色変換された光の色純度を高める作用を奏することができる。

請求項２記載の発明は、前記発光領域に対応する色変換層は複数の色の種類に応じて複数あることを特徴としている。請求項３記載の発明は、前記色変換層が、前記発光領域の発光層から入射する光の波長を長波長側へ変換させることを特徴としている。請求項４記載の発明は、前記発光層で発光する光は青色光であり、前記色変換層は青色光を赤色光に変換する第１変換層と青色光を緑色光に変換する第２変換層との２種類が存在すると共に、前記色変換層が配置されない前記発光領域が存在し、前記第１変換層に対応するように特定波長域の赤色光のみを透過させる第１色フィルタ層が配置され、前記第２変換層に対応するように特定波長域の緑色光のみを透過させる第２色フィルタ層が配置され、前記色変換層が対応して配置されない前記発光領域の前方には特定波長域の青色光のみを透過させる第３フィルタ層が配置されていることを特徴としている。
請求項２〜４に記載された発明によれば、多色表示が可能でエネルギー効率の高い表示を行えるＥＬ素子の実現が可能となる。

この発明によれば、エネルギー効率が良好でかつ色純度の高い表示を可能にするＥＬ素子を実現できるという効果を奏する。

以下、この発明に係る有機ＥＬ素子の詳細を図面に示す各実施形態に基づいて説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態を示す断面図である。本実施形態は、有機発光層の発光領域がマトリクス状に配置された有機ＥＬ素子に本発明を適用したものである。発光領域は、赤色に発光する赤色発光部と、緑色に発光する緑色発光部と、青色に発光する青色発光部と、が所定の配列で隣接して配置され、この３色のドット部分で画素が構成されている。このため、本実施形態の有機ＥＬ素子は、多色表示パネルとして用いることができるものである。

以下、図１を用いて有機ＥＬ素子１１の構成を説明する。まず、透明なガラス基板１２の背面に、第１色フィルタ層としての赤色フィルタ層１３と、第２色フィルタ層としての緑色フィルタ層１４と、が所定の配列で形成されている。なお、これら赤色フィルタ層１３と緑色フィルタ１４とは、後記する発光領域と対応するように設定されている。赤色フィルタ層１３は、赤色波長域の光を含む光を入射すると、赤色波長域の光の透過しそれ以外の波長域の光を吸収する層であり、緑色フィルタ層１４は、緑色波長域の光を含む光を入射すると、緑色波長域の光の透過しそれ以外の波長域の光を吸収する層である。赤色フィルタ層１３の背面には、青色の波長域の光を吸収し、より長波長域の赤色の波長域の光を発光するフォトルミネッセンス層としての青・赤色変換層１５が対応するように接合して形成されている。また、緑色フィルタ層１４の背面には、青色の波長域の光を吸収し、より長波長域の緑色の波長域の光を発光するフォトルミネッセンス層としての青・緑色変換層１６が対応するように接合して形成されている。そして、これら色フィルタ層や色変換層が形成されたガラス基板１２の背面を覆うように保護膜１７が平坦に形成されている。

さらに、保護膜１７の背面には、所定方向に沿ってＩＴＯでなる、複数の透明電極１８が互いに平行に形成されている。なお、この透明電極１８は、所定の列をなす青・赤色変換層１５、青・緑色変換層１６などと平面的に重なるように設定されている。さらに、保護膜１７および透明電極１８を覆うように、有機発光層１９が背面側に形成されている。この有機発光層１９は、電界が印加されることにより青色光が発生するような有機エレクトロルミネッセンス材料が用いられている。この有機発生層１９の背面には、透明電極１８と交差（直交）するように複数の背面電極２０が形成されている。有機発光層１９、背面電極２０側から順にトリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下、Ａｌｑ３）からなる電子輸送層と、4,4′−ビス（2,2−ジフェニルビニレン）ビフェニル（以下、ＤＰＶＢｉ）９６ｗｔ％と4,4′−ビス（２−カルバゾールビニレン）ビフェニル（以下、ＢＣｚＶＢｉ）４ｗｔ％とからなる発光層と、N,N′−ジ（α−ナフチル）−N,N′−ジフェニル−1,1′−ビフェニル−4,4′−ジアミン（以下、α−ＮＰＤ）からなる正孔輸送層と、から構成されている。
以下にＡｌｑ３、ＤＰＶＢｉ、ＢＣｚＶＢｉ、α−ＮＰＤの構造式を示す。

なお、本実施形態では、背面電極２０を光反射性を有しかつ有機発光層１９にキャリアを注入し易い性質をもつメタル材料（例えば、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなど）で形成した。これら背面電極２０と透明電極１８との交差部分の有機発光層１９は、電界が印加されると発光する発光領域となる。上記した青・赤色変換層１５や青・緑色変換層１６は、発光領域と対応する配置となるように設定されている。上記した本実施形態の有機ＥＬ素子１１では、発光領域と青・赤色変換層１５とが平面的に重なる部分と、発光領域と青・緑色変換層１６とが平面的に重なる部分と、発光領域に対して色変換層が重ならない部分と、の３つのドット部分が形成されている。すなわち、発光領域と青・赤色変換層１５とが平面的に重なる部分では、赤色の発光表示を行うことができ、発光領域と青・緑色変換層１６とが平面的に重なる部分では、緑色の発光表示を行うことができ、発光領域に対して色変換層が重ならない部分では青色の発光表示を行うことができる。このため、これら３つのドット部分の発光を制御することにより、自発光多色表示を行うことが可能となる。

次に、上記した有機ＥＬ素子１１の作用・動作について説明する。
まず、青・赤色変換層１５に対応する発光領域で発光が起こるように透明電極１８と背面電極２０とが選択された場合は、有機発光層１９の発光領域に電界が印加されることにより、青色光がその発光領域で発生する。この青色光は、透明電極１８および保護膜１７を透過して青・赤色変換層１５に入射する。この青色光は、青・赤色変換層１５に吸収され、新たに青・赤色変換層１５では赤色光を発生させる。この赤色光は、赤色フィルタ層１３を透過することにより、赤色の色純度が高められる。この赤色光は、ガラス基板１２を透過して表示光として前方に出射される。赤色フィルタ層１３は、特定の赤色波長域のみを透過し、その他の波長域の光を吸収するが、赤色フィルタ層１３に入射される光は、主に赤色の波長域を主体とした光なので、赤色フィルタ層１３の光吸収は少なく、表示光の輝度は高いものとなる。

また、青・緑色変換層１６に対応する発光領域で発光が起こるように透明電極１８と背面電極２０とが選択された場合は、有機発光層１９の発光領域に電界が印加されることにより、青色光がその発光領域で発生する。この青色光は、透明電極１８および保護膜１７を透過して青・緑色変換層１６に入射する。この青色光は、青・緑色変換層１６に吸収され、新たに青・緑色変換層１６では緑色光を発生させる。この緑色光は、緑色フィルタ層１４を透過することにより、緑色の色純度が高められる。この緑色光は、ガラス基板１２を透過して表示光として前方に出射される。緑色フィルタ層１４は、特定の緑色波長域のみを透過し、その他の波長域の光を吸収するが、緑色フィルタ層１４に入射される光は、主に緑色の波長域を主体とした光なので、緑色フィルタ層１４の光吸収は少なく、表示光の輝度は高いものとなる。

さらに、色変換層が対応して配置されない部分の発光領域で発光が起こるように透明電極１８と背面電極２０とが選択された場合は、有機発光層１９の発光領域に電界が印加されることにより、青色光がその発光領域で発生する。この青色光は、透明電極１８、保護膜１７およびガラス基板１２を透過して前方に表示光として出射される。なお、各ドット部分において、青色光が背面電極２０側に向けて出射しても背面電極２０自体に光反射性があるため、青色光を前方に向けて反射させることができ、光の利用効率を高めることができる。

本実施形態では、上記した３つのドット部分の色表示を制御することにより、加法混色を行うことができ、多色表示またはフルカラー表示を行うことが可能となる。特に、本実施形態では、有機発光層１９の発光色が青色であるため、従来の白色発光を利用したＲＧＢ発光システムに比較してエネルギー効率を大幅に高めることができる。また、本実施形態においては、赤色表示ドット部分に赤色フィルタ層１３を、緑色表示ドット部分に緑色フィルタ層１４を、配置したことにより、仮に青色発光の輝度を高くした結果、各色変換層を透過する青色光が発生した場合にも赤色フィルタ層１３や緑色フィルタ層１４が配置されているため、これらのフィルタで青色光を吸収させることができる。このため、これらの部分では表示を見る観察者側に青色光が視認されることがなく、色純度の高い表示が可能となる。

（実施形態２）
図２は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態２を示す断面図である。本実施形態の有機ＥＬ素子１１の構成は、有機ＥＬ素子１１の色変換層が対応して配置されないドット部分の発光領域に対応するように、ガラス基板１２の背面に青色の波長域の光を透過し、他の可視光波長域の光を吸収する青色フィルタ層２１を形成したものであり、他の構成は上記実施形態１と同様である。

本実施形態においては、有機発光層１９で発光した青色光を青色フィルタ層２１を透過させることにより、表示光としての青色の色純度をより高めることが可能となる。他の作用・動作は上記実施形態１と同様である。

（実施形態３）
図３は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態３を示す断面図である。本実施形態は、ガラス基板１２の背面に、赤色フィルタ層１３、緑色フィルタ層１４、青色フィルタ層２１が配置・形成され、ガラス基板１２およびこれらフィルタ層を覆うように第１保護膜１７Ａが平坦に形成され、さらにこの第１保護膜１７Ａの背面に青・赤色変換層１５および青・緑色変換層１６が配置・形成されこれらを覆うように第２保護膜１７Ｂが形成されている。さらに、第２保護膜１７Ｂの背面には、上記実施形態１および実施形態２と同様に透明電極１８、有機発光層１９、および背面電極２０が形成されている。

本実施形態においては、色フィルタ層を覆う第１保護膜１７Ａと色変換層を覆う第２保護膜１７Ｂを形成することにより、各色フィルタ層の透過特性を互いに均一にさせるために色フィルタ層の厚さをそれぞれ最適値に設定することにより発生する凸凹を補償することができ、またフィルタ層とガラス基板１２との段差を第１保護膜１７Ａで平坦化でき、色変換層と第１保護膜１７Ａとの段差を第２保護膜１７Ｂで平坦化できるため、素子全体としての平坦化を達成することができる。また、平坦化を達成することにより、色変換層の寸法精度を向上できるという利点がある。なお、他の作用・動作は、上記した実施形態１および実施形態２と同様である。

（実施形態４）
図４は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態４を示す断面図である。本実施形態では、同図に示すように、ガラス基板１２の前面に赤色フィルタ層１３、緑色フィルタ層１４、青色フィルタ層２１が配置され、ガラス基板１２の前面およびこれらのフィルタ層を覆うように第１保護膜１７Ａが平坦に形成されている。また、ガラス基板１２の背面には、赤色フィルタ層１３に対応するように配置された青・赤色変換層１５と、緑色フィルタ層１４に対応するように配置された青・緑色変換層１６と、が形成され、ガラス基板１２の背面およびこれら光変換層を覆うように第２保護膜１７Ｂが平坦に形成されている。そして、この第２保護膜１７Ｂの背面には、上記した実施形態１〜３と同様の構成で透明電極１８、有機発光層１９、および背面電極２０が形成されている。

本実施形態では、１枚のガラス基板１２の表背面にフィルタ層や色変換層を形成するため、これらの形成プロセスを簡略化することができる。

（実施形態５）
図５は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態５を示す断面図である。本実施形態では、ガラス基板１２の前面に青・赤色変換層１５と青・緑色変換層１６とが所定の配置になるように形成され、ガラス基板１２およびこれら色変換層の上に平坦な第２保護膜１７Ｂが形成されている。この第２保護膜１７Ｂの上には、赤色フィルタ層１３、緑色フィルタ層１４、および青色フィルタ層２１がそれぞれ所定の位置に配置され、これらフィルタ層および第２保護膜１７Ｂの上に平坦な第１保護膜１７Ａが形成されている。一方、ガラス基板１２の背面には、上記した実施形態１〜４と同様の構成で透明電極１８、有機発光層１９、および背面電極２０が形成されている。

（実施形態６）
図６は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態６を示す断面図である。本実施形態の有機ＥＬ素子１１は、同図に示すようにガラス基板１２の前面側に作成されている。まず、ガラス基板１２の前面には、所定方向に向けて平行をなす複数の背面電極２０がパターン形成されている。また、ガラス基板１２および背面電極２０の上には、有機発光層１９が形成されている。有機発光層１９の上には、背面電極２０と交差（直交）するように複数の透明電極１８が形成されている。さらに、有機発光層１９および透明電極１８の上には、第１保護膜２２Ａが平坦に形成されている。そして、背面電極２０と透明電極１８とが交差する部分（発光領域）にそれぞれ対応するように、青・赤色変換層１５と、青・緑色変換層１６と、が所定位置に配置されている。第１保護膜２２Ａおよびこれら色変換層の上には、第２保護膜２２Ｂが平坦に形成されている。さらに、第２保護膜２２Ｂの上には、青・赤色変換層１５に対応するように赤色フィルタ層１３が、青・緑色変換層１６に対応するように緑色フィルタ層１６が、また色変換層が配置されていない発光領域に対応するように青色フィルタ層２１が、形成されている。そして、第２保護膜２２Ｂおよびこれらフィルタ層の上には、第３保護膜２２Ｃが平坦に形成されている。

なお、上記した本実施形態では、ガラス基板１２を用いたが、電気絶縁性を有する基板であれば合成樹脂を用いてもよい。

本実施形態では、ガラス基板１２を基にして、順次薄膜を積層するプロセスを繰り返すことにより有機ＥＬ素子１１を製造することができる。なお、上記した第１保護膜２２Ａ、第２保護膜２２Ｂ、第３保護膜２２Ｃは、いずれかを省略してもよい。本実施形態によれば、発光した光をガラス基板１２を透過させずに表示光として用いることができるため、ガラス内での光損失および屈折による視認性の悪化などの問題を解消することができる。なお、他の作用・動作は、上記した実施形態１と同様である。

（実施形態７）
図７は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態７を示す断面図である。本実施形態は、上記した実施形態２のガラス基板１２の前面に、例えば紫外光等の励起光の入射を防止する励起光吸収フィルタ層２３を配置した構成をもつ。なお、他の構成は、上記実施形態２と同様である。

本実施形態においては、励起光フィルタ層２３を素子の最前部に配置したことにより、有機発光層１９に励起光が入射して、有機発光層１９の励起、発光が生ずるのを抑制することができる。このような励起、発光を抑制することにより、有機ＥＬ素子１１のコントラストを向上させることができる。また、励起光の入射を防止することにより、色変換層や有機発光層１９などの劣化を防止することもできる。なお、他の作用・動作ならびに効果は、上記した実施形態２と同様であるので説明を省略する。

（実施形態８）
図８は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態８を示す断面図である。本実施形態の有機ＥＬ素子の構成を同図を用いて説明する。本実施形態においては、第１ガラス基板２４と第２ガラス基板２５との２枚用いた構成である。まず、第１ガラス基板２４の前面には、青・赤色変換層１５と、青・緑色変換層１６と、が所定の位置に配置されるように形成されている。また、青・赤色変換層１５の上には、赤色フィルタ層１３が形成されてる。さらに、青・緑色変換層１６の上には、緑色フィルタ層１４が形成されている。他方、第２ガラス基板２５の背面には、所定方向に沿ってそれぞれ平行をなす複数の透明電極１８が形成されている。第２ガラス基板２５およびこれら透明電極１８の背面側には、有機発光層１９が形成されている。さらに、有機発光層１９の背面には、この有機発光層１９を挟んで透明電極１８と交差（直交）する複数の背面電極２０が形成されている。そして、第１ガラス基板２４の背面と、第２ガラス基板２５の前面と、が対向し、かつ、有機発光層１９の発光領域と、色変換層などが対応するように設定されている。

本実施形態においては、第１ガラス基板２４と第２ガラス基板２５とを重ね合わせる際に、液晶表示装置の製造プロセスで用いられるパネル張り合わせ技術を用いることができる。これにより、本実施形態では、第１ガラス基板２４と第２ガラス基板２５とを、数μｍ程度の精度で重ね合わせることができる。

（変形例１）
なお、図９は本実施形態８の変形例１であり、第１ガラス基板２４の前面の色変換層が配置されていない、発光領域に対応する位置に青色フィルタ層２１を配置した構成であり、他の構成は本実施形態８と同様である。

（変形例２）
図１０は変形例２を示す断面図である。この変形例２は、変形例１の色変換層とフィルタ層とをそれぞれ保護膜で覆うようにした構成である。すなわち、第１ガラス基板２４の上に、青・赤色変換層１５、青・緑色変換層１６を所定の位置に配置させた後、これらの色変換層を覆うように、平坦な第１保護膜２６が形成されている。この第１保護膜２６の上には、赤色フィルタ層１３、緑色フィルタ層１４および青色フィルタ層２１が適宜配置され、これらフィルタ層の上に第２保護膜２７が平坦に形成されている。この変形例２における他の構成、すなわち第２ガラス基板２５側の構成は、本実施形態８と同様である。

（変形例３）
図１１は、本実施形態８の変形例３を示している。この変形例３においては、本実施形態８の第１ガラス基板２４の前面側にフィルタ層を設け、背面側に色変換層を設けた構成であり、背面側が第１保護膜２６で覆われ、前面側が第２保護膜２７で覆われている。

（変形例４）
図１２は、本実施形態８の変形例４を示している。この変形例４においては、本実施形態８の第１ガラス基板２４の背面側に色変換層や色フィルタ層を設けたものであり、第２ガラス基板２５と第１ガラス基板２４側とを対向させた構成である。すなわち、第１ガラス基板２４の背面に、赤色フィルタ層１３、緑色フィルタ層１４、青色フィルタ層２１が配置され、これらが第２保護膜２７で覆われている。また、第２保護膜２７の背面に、青・赤色変換層１５、青・緑色変換層１６が適宜配置され、これら変換層が第１保護膜２６で覆われている。

（変形例５）
図１３は、本実施形態８の変形例５を示す断面図である。この変形例５は、上記変形例４の第１ガラス基板２４の前面に励起光吸収フィルタ層２３を配置した構成である。本実施形態においては、励起光フィルタ層２３を素子の最前部に配置したことにより、有機発光層１９に励起光（例えば紫外光）が入射して、有機発光層１９の励起、発光が生ずるのを抑制することができる。このような励起、発光を抑制することにより、有機ＥＬ素子１１のコントラストを向上させることができる。また、紫外光の入射を防止することにより、色変換層や有機発光層１９などの劣化を防止することもできる。

（変形例６）
図１４および図１５は、本実施形態８の変形例６を示している。この変形例６における第１ガラス基板２４側の構成は上記変形例４と同様であるが、これに対向する第２ガラス基板２５側の構成が異なっている。すなわち、第２ガラス基板２５の前面に、所定方向に沿って複数の背面電極２０が形成され、第２ガラス基板２５および背面電極２０を覆うように有機発光層１９が形成されている。また、有機発光層１９の前面には、有機発光層１９を挟んで背面電極２０と交差する複数の透明電極１８が形成されている。このような構成の第１ガラス基板２４側と第２ガラス基板２５側とを対向させた状態で支持するには、図１５に示すように第１ガラス基板２４側と第２ガラス基板２５側との周縁部にシール材２８を介在させて支持している。このような接合方法は、液晶表示装置の製造プロセスを用いることで可能である。このようにシール材２８を用いて接合することにより、各電極や有機発光層１９を外気から遮蔽することができるため、素子の劣化を抑制することが可能となる。シール材２８で囲まれた内部には、窒素ガスや希ガス或いはシリコーンオイルを封入してもよい。

（実施形態９）
図１６は、本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態９を示す断面図である。本実施形態では、フィルタ層として、ある波長を境としてそれより短波長光は吸収し、長波長光を透過させる短波長遮断型の光学的ローパスフィルタを用いている。本実施形態の有機ＥＬ素子１１の構成は、上記した実施形態１における赤色フィルタ層１３および緑色フィルタ層１４をローパスフィルタ層２９で置き換えたものである。このローパスフィルタ層２９は、隣接するドット部分の青・赤色変換層１５および青・緑色変換層１６に共に重なるように、ガラス基板１２の背面に形成されている。なお、本実施形態における他の構成は、上記した実施形態１と同様である。

本実施形態では、各色変換層の前方（観察者側）に設けたローパスフィルタ層２９が青の波長帯のみ吸収し、赤や緑のより長波長側の光を透過するように設定されている。このローパスフィルタ層２９を設けた理由は、高輝度表示において青色の抜けを防止し、色純度を向上することであり、このような構成では赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）の共通層によりこれを実現することができる。なお、青・緑色変換層１６が高輝度な青色光を透過させなければ、青・赤色変換層１５のみと対応するローパスフィルタ層２９を設けてもよい。一般に、光学的ローパスフィルタは、バンドパスフィルタに比べ吸収端の設計が容易であり、また透過波長域の透過率を向上させることも容易であるという利点がある。

以上、実施形態１〜９を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、構成の要旨に付随する各種の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、有機発光層１９として青色光を発生させる有機ＥＬ材料を用いたが、これに限定されず適宜変更することが可能である。また、保護膜も適宜省略することが可能である。

本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態１を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態２を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態３を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態４を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態５を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態６を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態７を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態８を示す断面図。実施形態８の変形例１を示す断面図。実施形態８の変形例２を示す断面図。実施形態８の変形例３を示す断面図。実施形態８の変形例４を示す断面図。実施形態８の変形例５を示す断面図。実施形態８の変形例６を示す断面図。実施形態８の変形例６を示す断面図。本発明に係る有機ＥＬ素子の実施形態９を示す断面図。従来例を示す断面図。

符号の説明

１１有機ＥＬ素子
１２ガラス基板
１３赤色フィルタ層
１４緑色フィルタ層
１５青・赤色変換層
１６青・緑色変換層
１８透明電極
１９有機発光層
２０背面電極
２１青色フィルタ層

Claims

発光層の前面に透明電極が形成され、かつ該発光層の背面に当該発光層を挟んで前記透明電極に対向して複数の発光領域を形成する背面電極が形成されると共に、前記発光領域のうち所定の発光領域の発光層で発生した光の波長変換を行って変換光を透過させる色変換層が前記所定の発光領域に位置する前記透明電極の前方に対応するように配置され、当該色変換層の前方に前記変換光の透過波長域を制限する色フィルタ層が前記色変換層に対応するように配置され、基板の一方の面に、前記色フィルタ層、前記色フィルタ層を覆うように形成された一の保護膜、前記色変換層、前記色変換層を覆うように形成された他の保護膜、前記透明電極、前記発光層、前記背面電極の順に積層されていることを特徴とするＥＬ素子。
前記発光領域に対応する色変換層は複数種類あることを特徴とする請求項１記載のＥＬ素子。
前記色変換層は、前記発光領域の発光層から入射する光の波長を長波長側へ変換させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＥＬ素子。
前記発光層で発光する光は青色光であり、前記色変換層は青色光を赤色光に変換する第１変換層と青色光を緑色光に変換する第２変換層との２種類が存在すると共に、前記色変換層が配置されない前記発光領域が存在し、前記第１変換層に対応するように特定波長域の赤色光のみを透過させる第１色フィルタ層が配置され、前記第２変換層に対応するように特定波長域の緑色光のみを透過させる第２色フィルタ層が配置され、前記色変換層が対応して配置されない前記発光領域の前方には特定波長域の青色光のみを透過させる第３フィルタ層が配置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のＥＬ素子。