JP2006286227A - 有機エレクトロルミネッセント用基板および有機エレクトロルミネッセント画像表示装置 - Google Patents
有機エレクトロルミネッセント用基板および有機エレクトロルミネッセント画像表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 有機エレクトロルミネッセント用基板を、透明基材上に透明保護層と所定間隔で延設された複数の帯状透明電極層からなる透明電極層を少なくとも備えたものとし、透明保護層を、帯状透明電極層の延設方向に沿って複数配列され、かつ、前記帯状透明電極層に被覆された微細な凸部、あるいは、帯状透明電極層の延設方向に沿って連続し、かつ、前記帯状透明電極層に被覆された複数のストライプ状の凸部を有するものとし、各帯状透明電極層の幅方向のエッジ部位は透明保護層上の平坦部に位置するものとし、各絵素毎の透明電極層の表面積の変動を±5%以下とする。
【選択図】 図3
Description
しかし、従来の有機EL画像表示装置では、輝度を上げるためには、単位面積あたりに印加する電圧電流を増加させなければならず、それにより、(1)消費電力量の増加、(2)有機EL素子の短寿命化等の問題が生じていた。
このような問題を解消するために、例えば、構成する基板または電極または電荷輸送層またはバッファー層等を凹凸化して、積層するEL発光層表面も凹凸化させ、単位面積あたりの発光層表面面積密度を増加させた有機EL画像表示装置が提案されている。(特許文献1)
また、絵素毎の面積が考慮されていないため、絵素毎の凹凸の数が異なることにより絵素毎の面積変化(バラツキ)が生じ、これにより輝度のバラツキが生じるという問題もあった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、輝度が高く高品質の画像表示が可能な有機エレクトロルミネッセント画像表示装置と、これに使用できる有機エレクトロルミネッセント用基板を提供することを目的とする。
本発明の他の態様として、有機エレクトロルミネッセント画像表示装置における隔壁の形成領域に相当する部位では、前記凸部が存在しないような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基板と前記透明保護層との間にカラーフィルタ層を備えるような構成とし、また、前記カラーフィルタ層と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基板と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基板と前記透明保護層との間にカラーフィルタ層を備えるような構成とし、また、前記カラーフィルタ層と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基板と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記有機エレクトロルミネッセンス素子層は、白色発光、青色発光、赤色発光、緑色発光のいずれか、あるいは、青色発光、赤色発光、緑色発光が所定のパターンで組み合わされたものであるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記帯状透明電極層と直交する方向にストライプ状に順次積層延設された絶縁層と隔壁とを備え、前記有機エレクトロルミネッセンス素子層と背面電極層とは前記隔壁と平行に各隔壁間に位置するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記隔壁の形成領域には前記凸部を有していないような構成とした。
[有機エレクトロルミネッセント用基板]
図1は、本発明の有機エレクトロルミネッセント(EL)用基板の一実施形態を示す部分平面図であり、図2は図1に示される有機EL用基板のA−A線における縦断面図であり、図3は図1に示される有機EL用基板のB−B線における縦断面図である。
図1〜図3において、有機EL用基板1は、透明基材12と、この透明基材12上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス13を介して帯状の赤色着色層14R、緑色着色層14G、青色着色層14Bからなるカラーフィルタ層14が設けられている。
本発明では、透明保護層16は、帯状透明電極層18の延設方向(図1、図2の矢印a方向)に沿って連続する複数のストライプ状の凸部17を有し、これらの凸部17は各帯状透明電極層18で被覆されている。図示例では、各帯状透明電極層18毎に4本のストライプ状の凸部17が形成されている。
また、各帯状透明電極層18の幅方向(図1、図2の矢印b方向)のエッジ部位18aは、透明保護層16上の凸部17の存在しない平坦部16aに位置している。図示例では、一方のエッジ部18aは、上記の平坦部16aに配設された補助電極19上に位置している。
尚、有機エレクトロルミネッセント画像表示装置における絵素Pとは、図1にて1点鎖線で囲まれた一定面積の部位であり、ブラックマトリックス13の開口部と一致するように一定のピッチで各帯状透明電極層18の延設方向(矢印a方向)に設定されたものである。そして、各絵素Pの間には、後述する隔壁形成領域20(図1に2点鎖線で示す領域)が設定されている。
このような本発明の有機EL用基板1では、上述のように、透明電極層18をなす各帯状透明電極層18の幅方向のエッジ部位18aが、透明保護層16上の平坦部16aに位置するので、凸部17が原因となる帯状透明電極層18の損傷が生じても、平坦部に位置する帯状透明電極層18によって延設方向の導電性が確保されて断線が防止される。また、透明電極層18のパターニング時にエッジ部位に付着する水分量を最小限に抑制することができる。さらに、透明電極層18の絵素P毎の表面積の変動が±5%以下であるので、有機EL画像表示装置に使用した場合において、絵素P毎の有機エレクトロルミネッセンス素子層の表面積(発光面積)が増大する。これにより発光輝度が高く、かつ、輝度バラツキが抑えられた高品質の画像表示が可能である。
有機EL用基板1を構成する透明基材12は、光透過性を有するガラス材料、樹脂材料、これらの複合材料からなるものを使用することができる。透明基材12の厚みは、材質、有機EL用基板の使用状況等を考慮して設定することができ、例えば、0.1〜1.1mm程度とすることができる。
このような透明保護層16は、透明(可視光透過率50%以上)樹脂により形成することができる。具体的には、アクリレート系、メタクリレート系の反応性ビニル基を有する光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂を使用することができる。また、透明樹脂として、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等を使用することができる。
上記の隣接する凸部17の頂点間の距離の測定、隣接する凸部17の頂点間を結ぶ直線から垂直に、凸部17間に位置する凹部の底点までの距離の測定は、レーザー顕微鏡(キーエンス社製 VK−8500)により行なう。
尚、本発明では、凸部17は、図4(A)に示されるように、透明保護層16の平坦部16aよりも凸部17の頂部が突出した形状であってもよく、また、透明保護層16の平坦部16aと凸部17の頂部とが同一面をなすような形状であってもよく、さらに、この中間の形状等、いずれであってもよい。
また、有機EL用基板1を構成する透明電極層18の材料としては、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、これらの混合物を使用することができ、例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化第二スズ等の導電材料を挙げることができる。この透明電極層18は、周辺の端子部から中央の画素領域まで、透明保護層16のストライプ状の凸部17を被覆し、補助電極19上に位置するように帯状に配設されている。このような透明電極層18はシート抵抗が数百Ω/□以下が好ましく、材質にもよるが、透明電極層18の厚みは、例えば、10nm〜1μm、好ましくは10〜200nm程度とすることができる。
透明電極層18および補助電極19は、上述の材料を用いて真空蒸着法、スパッタリング法により薄膜を形成し、これをフォトリソグラフィー法を用いたパターンエッチングで所望の形状とすることができる。そして、上述のように、透明電極層18をなす各帯状透明電極層18の幅方向のエッジ部位18aが、透明保護層16上の平坦部16aに位置するので、透明電極層18のパターンエッチング時に、エッチング液の水分がエッジ部位に付着することを最小限に抑制することができる。
図5および図6において、有機EL用基板2は、透明基材12と、この透明基材12上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス13を介して帯状の赤色着色層14R、緑色着色層14G、青色着色層14Bからなるカラーフィルタ層14が設けられている。また、カラーフィルタ層14を覆うように透明保護層16が透明基材12上に設けられ、この透明保護層16上に透明電極層18、補助電極19が周辺の端子部から中央の画素領域まで帯状に延設されている。
また、本発明の有機EL用基板は、有機EL画像表示装置における隔壁形成領域20に相当する部位で、凸部17の高さを低いものとしたものであってもよい。
図7〜図9において、有機EL用基板3は、透明基材12と、この透明基材12上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス13を介して帯状の赤色着色層14R、緑色着色層14G、青色着色層14Bからなるカラーフィルタ層14が設けられている。また、カラーフィルタ層14を覆うように透明保護層16が透明基材12上に設けられ、この透明保護層16上に透明電極層18、補助電極19が周辺の端子部から中央の画素領域まで帯状に延設されている。
このような凸部17′は、隣接する微細な凸部17′の頂点間の距離の平均が5〜100μm、好ましくは10〜30μmの範囲であり、隣接する凸部17′の頂点間を結ぶ直線から垂直に、凸部17′間に位置する凹部の底点までの距離の平均が0.5〜10μm、好ましくは1〜5μmの範囲であることが望ましい。凸部17′の形状寸法を上述に範囲内とすることにより、絵素P毎の有機EL素子層の表面積(発光面積)を確実に増大させることができ、かつ、凸部17′が原因となる帯状透明電極層18の損傷の発生を抑制することができる。
尚、図7〜図9に示される例では、有機EL画像表示装置における隔壁形成領域20に相当する部位には、凸部17′を備えていないが、隔壁形成領域20にも凸部17′を複数備えていてもよく、また、隔壁形成領域20の凸部17′が他の凸部17′よりも高さが低いものであってもよい。
本発明の有機EL用基板は、上述の実施形態に限定されるものではなく、例えば、ブラックマトリックス13を備えていないもの、カラーフィルタ層14を備えていないもの、カラーフィルタ層14が1色からなるもの等であってもよい。
図10および図11において、有機EL用基板4は、有機EL素子層として青色有機EL素子層を備えた有機EL画像表示装置に用いるものであり、透明基材12と、この透明基材12上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス13を介して帯状の赤色着色層14R、緑色着色層14G、青色着色層14Bからなるカラーフィルタ層14が設けられている。
このような色変換蛍光体層15を覆うように透明保護層16が設けられ、この透明保護層16上に透明電極層18、補助電極19が周辺の端子部から中央の画素領域まで帯状に延設されている。
この有機EL用基板4は、赤色変換蛍光体層15R、緑色変換蛍光体層15Gと青色変換ダミー層15Bからなる色変換蛍光体層15を備える点を除いて、上述の有機EL用基板1と同一である。
赤色変換蛍光体層15Rおよび緑色変換蛍光体層15Gが樹脂中に蛍光色素を含有したものである場合、樹脂としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、マレイン酸樹脂、ポリアミド樹脂等の透明(可視光透過率50%以上)樹脂を使用することができる。また、色変換蛍光体層5のパターン形成をフォトリソグラフィー法により行う場合、例えば、アクリル酸系、メタクリル酸系、ポリケイ皮酸ビニル系、環ゴム系等の反応性ビニル基を有する光硬化型レジスト樹脂を使用することができる。さらに、これらの樹脂は、上述の青色変換ダミー層15Bに使用することができる。
このような有機EL用基板4も、有機EL画像表示装置における隔壁形成領域に相当する部位にストライプ状の凸部17を備えていないもの、有機EL画像表示装置における隔壁形成領域20に相当する部位に、凸部17よりも高さの低い凸部を備えるもの、ストライプ状の凸部17の代わりに、複数に微細な凸部17′を備えるもの等であってよい。
次に、本発明の有機エレクトロルミネッセント(EL)画像表示装置について説明する。
図12は、本発明の有機EL画像表示装置の一実施形態を示す図2相当の縦断面図であり、図13は同じく図3相当の縦断面図である。
図12および図13において、有機EL画像表示装置31は、上述の本発明の有機EL用基板2を用いた有機EL画像表示装置である。すなわち、有機EL画像表示装置31は、透明基材12と、この透明基材12上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス13を介して帯状の赤色着色層14R、緑色着色層14G、青色着色層14Bからなるカラーフィルタ層14が設けられている。
また、各帯状透明電極層18の幅方向(図13の矢印b方向)のエッジ部位18aは、透明保護層16上の凸部17の存在しない平坦部16aに位置している。図示例では、一方のエッジ部18aは、上記の平坦部16aに配設された補助電極19上に位置している。
図14において、有機EL画像表示装置32は、上述の本発明の有機EL用基板3に色変換蛍光体層15を設けた有機EL用基板3′を用いた有機EL画像表示装置である。すなわち、有機EL画像表示装置32は、透明基材12と、この透明基材12上に所定の開口パターンを備えたブラックマトリックス13を介して帯状の赤色着色層14R、緑色着色層14G、青色着色層14Bからなるカラーフィルタ層14が設けられている。
また、カラーフィルタ層14上には、赤色変換蛍光体層15R、緑色変換蛍光体層15Gと青色変換ダミー層15Bからなる色変換蛍光体層15が形成されている。この色変換蛍光体層15を構成する各層は、赤色着色層14R上に赤色変換蛍光体層15Rが、緑色着色層14G上に緑色変換蛍光体層15Gが、青色着色層14B上に青色変換ダミー層15Bがそれぞれ帯状に配設されている。
上述の有機EL画像表示装置31,32を構成する有機EL素子層21は、発光層単独からなる構造、発光層の透明電極層18側に正孔注入層を設けた構造、発光層の背面電極層22側に電子注入層を設けた構造、発光層の透明電極層18側に正孔注入層を設け、背面電極層22側に電子注入層を設けた構造等とすることができる。また、発光波長を調整したり、発光効率を向上させる等の目的で、上記の各層に適当な材料をドーピングすることもできる。
有機EL素子層21の各層に用いる発色材料、ドーピング材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子注入材料等は、下記に例示するような無機材料、有機材料いずれでもよい。また、有機EL素子層21の各層の厚みは特に制限はなく、例えば、5nm〜5μm程度とすることができる。
(1)色素系発色材料
シクロペンタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等が挙げられる。
アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポリフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属にAl、Zn、Be等、または、Tb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体が挙げられる。
ポリパラフェニレンビニレン錯体、ポリチオフェン錯体、ポリパラフェニレン錯体、ポリシラン錯体、ポリアセチレン錯体、ポリビニルカルバゾール、ポリフルオレン錯体等が挙げられる。
ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポリフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等が挙げられる。
オキサジアゾール系、オキサゾール系、トリアゾール系、チアゾール系、トリフェニルメタン系、スチリル系、ピラゾリン系、ヒドラゾン系、芳香族アミン系、カルバゾール系、ポリビニルカルバゾール系、スチルベン系、エナミン系、アジン系、トリフェニルアミン系、ブタジエン系、多環芳香族化合物系、スチルベン二量体等が挙げられる。
また、π共役系高分子として、ポリアセチレン、ポリジアセチレン、ポリ(P−フェニレン)、ポリ(P−フェニレンスルフィド)、ポリ(P−フェニレンオキシド)、ポリ(1,6−ヘプタジエン)、ポリ(P−フェニレンビニレン)、ポリ(2,5−チエニレン)、ポリ(2,5−ピロール)、ポリ(m−フェニレンスルフィド)、ポリ(4,4′−ビフェニレン)等が挙げられる。
正孔輸送材料としては、イオン化ポテンシャルの小さい材料が好ましく、特に、ブタジエン系、エナミン系、ヒドラゾン系、トリフェニルアミン系が好ましい。
フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、ポリシラン系、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー等の誘電性高分子オリゴマー等、を挙げることができる。
アルミリチウム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム、ニトロ置換フルオレン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタンおよびアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、上記のオキサジアゾール環の酸素原子をイオウ原子に置換したチアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有したキノキサリン誘導体、トリス(8−キノリノール)アルミニウム等の8−キノリノール誘導体の金属錯体、フタロシアニン、金属フタロシアニン、ジスチリルピラジン誘導体等を挙げることができる。
有機EL画像表示装置31,32を構成する絶縁層23は、ブラックマトリックス13上に位置するように形成されている。この絶縁層23は、例えば、透明保護層16と同様の材料で成膜し、これをフォトリソグラフィー法を用いたパターンエッチングで所望の形状として形成することができる。このような絶縁層23の厚みは1〜5μm程度とすることができる。
また、有機EL画像表示装置の隔壁の形成領域にも絵素部位と同様の凸部17,17′を備えるもの、隔壁の形成領域に絵素部位の凸部17,17′よりも高さの低い凸部を備えるもの等であってよい。
[実施例1]
(ブラックマトリックスの形成)
透明基材として、150mm×150mm、厚み0.7mmのソーダガラス(セントラル硝子(株)製Sn面研磨品)を準備した。この透明基材を定法にしたがって洗浄した後、透明基材の片側全面にスパッタリング法により酸化窒化複合クロムの薄膜(厚み0.2μm)を形成し、この複合クロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、複合クロム薄膜のエッチングを行って、80μm×280μmの長方形状の開口部を、上記の80μm開口辺方向に100μmピッチ、280μm開口辺方向に300μmピッチでマトリックス状に備えたブラックマトリックスを形成した。
赤色、緑色、青色の3種の着色層用感光性塗料を調製した。すなわち、赤色着色層用感光性塗料は、ペリレン系顔料、レーキ顔料、アゾ系顔料、キナクリドン系顔料、アントラキノン系顔料、アントラセン系顔料、イソインドリン系顔料等の単品、あるいは、2種以上の混合物からなる着色材をバインダー樹脂に分散させたものとした。バインダー樹脂としては、透明な樹脂(可視光透過率50%以上)が好ましく、例えば、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等の透明樹脂が挙げられる。また、着色材の含有量は、形成された着色層中に5〜50重量%含有されるように設定した。
幅10μm、長さ8990μmのストライプ状の開口部を20μmピッチで4本配設した開口部群を、開口部のストライプ方向と直交した方向に100μmピッチで108個備えたフォトマスクを準備した。
この透明保護層のストライプ状の凸部は、隣接する凸部の頂点間の距離の平均が20μmであり、隣接する凸部の頂点間を結ぶ直線から垂直に、凸部間に位置する凹部の底点までの距離の平均が5μmであった。尚、この測定は、レーザー顕微鏡(キーエンス社製 VK−8500)により行なった。
次に、上記の透明保護層上の全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み0.2μm)を形成し、このクロム薄膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、クロム薄膜のエッチングを行って、補助電極を形成した。この補助電極は、透明保護層のストライプ状の凸部と平行に形成されたストライプ状のパターンであり、幅15μmでブラックマトリックス上に相当する透明保護層の平坦部に位置し、透明基材周縁部の端子部では幅が60μmのものとした。
次いで、上記の補助電極を覆うように透明保護層上にイオンプレーティング法により膜厚150nmの酸化インジウムスズ(ITO)電極膜を形成し、このITO電極膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、ITO電極膜のエッチングを行って、透明電極層を形成した。この透明電極層は、透明基材上から透明保護層上に乗り上げ、各色の着色層と平行に、かつ、各色の着色層上に位置する透明保護層のストライプ状凸部を被覆するように形成された幅80μmの帯状パターンであり、幅方向の一方のエッジ部位は透明保護層の平坦部に位置し、他方のエッジ部位は上記の補助電極上に位置するものであった。
このように形成した有機EL用基板の透明電極層は、透明保護層のストライプ状凸部を反映した凹凸形状を有するものであり、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の表面積を測定した結果、凹凸形状が存在しない場合と比べた面積増加率が125%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]は5%であった。
尚、表面積の測定は、10個の絵素について、レーザー顕微鏡(キーエンス社製 VK−8500)を用いて行なった。
透明保護層の形成において、実施例1で使用したフォトマスクのストライプ状の開口部に、300μmピッチで20μm長の非開口部を設けたフォトマスクを準備し、ストライプ状の開口部が4本平行に配列した開口群が、ブラックマトリックスの80μm×280μmの長方形状の開口部上に位置するように配置して露光した他は、実施例1と同様にして、図5、図6に示されるような、隔壁の形成領域に凸部が存在しない透明保護層を備えた有機EL用基板を得た。
このように形成した有機EL用基板の帯状の透明電極層は、幅方向の一方のエッジ部位が透明保護層の平坦部に位置し、他方のエッジ部位は上記の補助電極上に位置するものであった。また、帯状の透明電極層は、透明保護層のストライプ状凸部を反映した凹凸形状を絵素内に有するものであり、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の表面積を実施例1と同様に測定した結果、凹凸形状が存在しない場合と比べた面積増加率が125%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]は5%であった。
透明保護層の形成において、実施例2で使用したフォトマスクのストライプ状の開口部が4本平行に配列した開口群に相当する領域(80μm×280μm)に、直径10μmの円形開口が20μmピッチで格子の交点に位置するように形成されたフォトマスクを準備し、上記の円形開口が形成された領域(80μm×280μm)が、ブラックマトリックスの80μm×280μmの長方形状の開口部上に位置するように配置して露光した他は、実施例1と同様にして、図7〜図9に示されるような、微細な複数の凸部を有し、かつ、隔壁の形成領域に凸部が存在しない透明保護層を備えた有機EL用基板を得た。
透明保護層の形成において、実施例2で使用したフォトマスクの代わりに、長さ280μmのストライプ状の開口部を、ストライプ方向と直交した方向に20μmピッチで連続して備えたフォトマスクを使用した他は、実施例2と同様にして有機EL用基板を得た。
このように形成した有機EL用基板の帯状の透明電極層は、透明保護層のストライプ状の凸部を反映した凹凸形状を有するものであり、幅方向の一方のエッジ部位が透明保護層のストライプ状の凸部の斜面に位置し、他方のエッジ部位は上記の補助電極を介してストライプ状の凸部の斜面に位置するものであった。また、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の表面積を実施例1と同様に測定した結果、凹凸形状が存在しない場合と比べた面積増加率が125%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]は5%であった。
透明保護層の形成において、直径10μmの円形開口が20μmピッチで格子の交点に位置するように全面に形成したフォトマスクを使用して露光した他は、実施例1と同様にして、微細な複数の凸部を有する透明保護層を備えた有機EL用基板を得た。
このように形成した有機EL用基板の帯状の透明電極層は、透明保護層の複数の微細な凸部を反映した凹凸形状を有するものであり、幅方向の一方のエッジ部位が透明保護層の微細な複数の凸部を乗り越えるように位置し、他方のエッジ部位は上記の補助電極を介して微細な複数の凸部を乗り越えるように位置するものであった。また、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の表面積を実施例1と同様に測定した結果、凹凸形状が存在しない場合と比べた面積増加率が130%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]は5%であった。
透明保護層の形成において、実施例1で使用したフォトマスクの代わりに、幅10μm、長さ11000μmのストライプ状の開口部を、ストライプ方向と直交した方向に20μmピッチで14本配置した開口部群を、開口部のストライプ方向と平行した方向に300μmピッチで30個備えたフォトマスクを準備し、マスクの開口部のストライプ方向が、透明電極層と直交するように配設して使用した他は、実施例1と同様にして有機EL用基板を得た。
このように形成した有機EL用基板の帯状の透明電極層は、幅方向の両エッジ部位が透明保護層のストライプ状の凸部の斜面に位置するものであった。また、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の表面積を実施例1と同様に測定した結果、凹凸形状が存在しない場合と比べた面積増加率が125%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]は5%であった。
有機EL用基板に電圧(10V)を印加して発光させ、線欠陥(断線によって発光しない、もしくは輝度が著しく低下(高輝度のものに比べ50%以下)する)の発生の有無を観察した。この結果、実施例1〜3の有機EL用基板では、断線の発生率は20シート中0件であり、極めて断線が生じ難い構造であることが確認された。これに対して、比較例1〜3の有機EL用基板では、断線は20シート中1件以上であり、断線の生じる可能性が高いことが確認された。
上述の実施例1の有機EL用基板を使用し、以下の工程で有機EL画像表示装置を作製した。
(絶縁層と隔壁の形成)
平均分子量が約100000であるノルボルネン系樹脂(JSR(株)製ARTON)をトルエンで希釈した塗布液を使用し、スピンコート法により透明電極層を覆うように透明保護層上に塗布した後、ベーク(100℃、30分間)を行って絶縁膜(厚み1μm)を形成した。次に、この絶縁膜上に感光性レジストを塗布し、マスク露光、現像、絶縁膜のエッチングを行って絶縁層を形成した。この絶縁層は、ブラックマトリックスの開口部に、絶縁層の開口部が位置するように配置され、絶縁層の開口部は、ブラックマトリックス開口部よりも大きい90μm×290μmの長方形状とした。
次いで、上記の隔壁をマスクとして、真空蒸着法により正孔注入層、発光層、電子注入層からなる白色発光の有機EL素子層を形成した。
すなわち、まず、N,N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1′−ビフェニル〕−4,4′−ジアミンを、画像表示領域に相当する開口部を備えたマスクを介して60nm厚まで蒸着して成膜することによって、隔壁がマスクパターンとなり、各隔壁間のみを正孔注入層の形成材料が通過して透明電極層上に正孔注入層が形成された。
同様にして、4,4′−ビス(2,2′−ジフェニルビニル)ビフェニル(蛍光ピーク波長:465nm(固体))を40nm厚まで蒸着して成膜した。このとき、同時にルブレン(アルドリッチ(株)製、蛍光ピーク波長:585nm(ジメチルホルムアミド0.1重量%溶液))を少量含有させた。これにより白色蛍光層を形成した。
このようにして形成された白色発光の有機EL素子層は、幅280μmの帯状パターンとして各隔壁間に存在(各レンチキュラーレンズ素子上に存在)するものであり、隔壁の上部表面にも同様の層構成でダミーの有機EL素子層が形成された。
次に、画像表示領域よりも広い所定の開口部を備えたマスクを介して上記の隔壁が形成されている領域に真空蒸着法によりマグネシウムと銀を同時に蒸着(マグネシウムの蒸着速度=1.3〜1.4nm/秒、銀の蒸着速度=0.1nm/秒)して成膜した。
これにより、隔壁がマスクとなって、マグネシウム/銀混合物からなる背面電極層(厚み200nm)が白色発光の有機EL素子層上に形成された。この背面電極層は、幅280μmの帯状パターンとして有機EL素子層上に存在するものであり、隔壁の上部表面にもダミーの背面電極層が形成された。
以上により、有機EL画像表示装置を得た。
上述の実施例2の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、絶縁層、隔壁は、実施例2の有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
上述の実施例3の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、絶縁層、隔壁は、実施例3の有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
まず、実施例2と同様にして、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の透明電極層の表面積の増加率(凹凸形状が存在しない場合と比較)が125%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]が3%である有機EL用基板を作製した。
次いで、上記の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、絶縁層、隔壁は、有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
上述の比較例1の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、隔壁は、比較例1の有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
上述の比較例2の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。
まず、実施例2と同様にして、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の透明電極層の表面積の増加率(凹凸形状が存在しない場合と比較)が125%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]が7%である有機EL用基板を作製した。
次いで、上記の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、絶縁層、隔壁は、有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
まず、実施例3と同様にして、各絵素(80μm×280μmの長方形状)毎の透明電極層の表面積の増加率(凹凸形状が存在しない場合と比較)が130%であり、表面積の変動[(最大面積−最小面積)/平均面積×100]が7%である有機EL用基板を作製した。
次いで、上記の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、絶縁層、隔壁は、有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
上記の比較例3の有機EL用基板を使用し、実施例Aと同様の工程で有機EL画像表示装置を作製した。尚、隔壁は、比較例3の有機EL用基板において凸部が形成されていない隔壁形成領域に形成した。
上述のように作製した有機EL画像表示装置(実施例A〜D、比較例A〜E)について、透明電極層と背面電極層に1mAの一定電流を流して連続駆動させることにより、透明電極層と背面電極層とが交差する所望の部位の有機EL素子層を発光させた。そして、カラーフィルタ層で色補正された後、透明基材の反対面側で観測される各色の発光について輝度を測定し、結果を下記の表1に示した。輝度の測定は各有機EL画像表示装置につき20点とし、その平均値を輝度とした。また、輝度の最大値と最小値の差を輝度ばらつきとして表1に示した。
(有機EL素子層の寿命判定基準)
1mAの一定電流を流して連続駆動させ、輝度の経時低下により、初期輝度
の50%まで輝度が低下するまでの時間を寿命とする。
これに対して、比較例A、B、Eの有機EL画像表示装置は、有機EL素子層の劣化が速いため寿命が短く、また、比較例C、Dの有機EL画像表示装置は、輝度バラツキが大きく、いずれも、本発明の有機EL画像表示装置に比べ性能が劣るものであった。
12…透明基材
13…ブラックマトリックス
14…カラーフィルタ層
14R,14G,14B…着色層
15…色変換蛍光体層
15R…赤色変換蛍光体層
15G…緑色変換蛍光体層
15B…青色変換ダミー層
16…透明保護層
16a…透明保護層の平坦部
17,17′…凸部
18…透明電極層
18a…透明電極層のエッジ部位
19…補助電極
20…隔壁形成領域
21…有機エレクトロルミネッセンス素子層
22…背面電極層
23…絶縁層
25…隔壁
31,32…有機エレクトロルミネッセント画像表示装置
P…絵素
Claims (17)
- 透明基材と、該透明基材上に設けられた透明保護層と、該透明保護層上に所定間隔で延設された複数の帯状透明電極層からなる透明電極層と、を少なくとも備え、
前記透明保護層は、前記帯状透明電極層の延設方向に沿って複数配列され、かつ、前記帯状透明電極層に被覆された微細な凸部を有し、
各帯状透明電極層の幅方向のエッジ部位は、前記透明保護層上の前記凸部の存在しない平坦部に位置し、
有機エレクトロルミネッセント画像表示装置における各絵素に相当する部位毎の透明電極層の表面積の変動が±5%以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント用基板。 - 透明基材と、該透明基材上に設けられた透明保護層と、該透明保護層上に所定間隔で延設された複数の帯状透明電極層からなる透明電極層と、を少なくとも備え、
前記透明保護層は、前記帯状透明電極層の延設方向に沿って連続し、かつ、前記帯状透明電極層に被覆された複数のストライプ状の凸部を有し、
各帯状透明電極層の幅方向のエッジ部位は、前記透明保護層上の前記凸部の存在しない平坦部に位置し、
有機エレクトロルミネッセント画像表示装置における各絵素に相当する部位毎の透明電極層の表面積の変動が±5%以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント用基板。 - 隣接する前記凸部の頂点間の距離の平均が5〜100μmの範囲であり、隣接する凸部の頂点間を結ぶ直線から垂直に前記凸部間に位置する凹部の底点までの距離の平均が0.5〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の有機エレクトロルミネッセント用基板。
- 有機エレクトロルミネッセント画像表示装置における隔壁の形成領域に相当する部位では、前記凸部が存在しないことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント用基板。
- 前記透明基板と前記透明保護層との間にカラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント用基板。
- 前記カラーフィルタ層と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えることを特徴とする請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセント用基板。
- 前記透明基板と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント用基板。
- 透明基材と、該透明基材上に順次設けられた透明保護層、透明電極層、有機エレクトロルミネッセンス素子層、および、背面電極層とを少なくとも備え、前記透明電極層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子層を介して前記背面電極層と交差する複数の部位を絵素となし、
前記透明電極層は、前記透明保護層上に所定間隔で延設された複数の帯状透明電極層からなり、
前記透明保護層は、前記帯状透明電極層の延設方向に沿って複数配列され、かつ、前記帯状透明電極層に被覆された微細な凸部を有し、
各帯状透明電極層の幅方向のエッジ部位は、前記透明保護層上の前記凸部の存在しない平坦部に位置し、
各絵素毎の透明電極層の表面積の変動が±5%以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。 - 透明基材と、該透明基材上に順次設けられた透明保護層、透明電極層、有機エレクトロルミネッセンス素子層、および、背面電極層とを少なくとも備え、前記透明電極層が前記有機エレクトロルミネッセンス素子層を介して前記背面電極層と交差する複数の部位を絵素となし、
前記透明電極層は、前記透明保護層上に所定間隔で延設された複数の帯状透明電極層からなり、
前記透明保護層は、前記帯状透明電極層の延設方向に沿って連続し、かつ、前記帯状透明電極層に被覆された複数のストライプ状の凸部を有し、
各帯状透明電極層の幅方向のエッジ部位は、前記透明保護層上の前記凸部の存在しない平坦部に位置し、
各絵素毎の透明電極層の表面積の変動が±5%以下であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。 - 前記透明保護層の隣接する前記凸部の頂点間の距離の平均が5〜100μmの範囲であり、隣接する凸部の頂点間を結ぶ直線から垂直に前記凸部間に位置する凹部の底点までの距離の平均が0.5〜10μmの範囲であることを特徴とする請求項8または請求項9に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記透明基板と前記透明保護層との間にカラーフィルタ層を備えることを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記カラーフィルタ層と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えることを特徴とする請求項11に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記透明基板と前記透明保護層との間に色変換蛍光体層を備えることを特徴とする請求項8乃至請求項10のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子層は、白色発光、青色発光、赤色発光、緑色発光のいずれか、あるいは、青色発光、赤色発光、緑色発光が所定のパターンで組み合わされたものであることを特徴とする請求項8乃至請求項13のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記有機エレクトロルミネッセンス素子層は、青色発光であり、前記色変換蛍光体層は青色光を緑色蛍光に変換して発光する緑色変換層と、青色光を赤色蛍光に変換して発光する赤色変換層とを備えていることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記帯状透明電極層と直交する方向にストライプ状に順次積層延設された絶縁層と隔壁とを備え、前記有機エレクトロルミネッセンス素子層と背面電極層とは前記隔壁と平行に各隔壁間に位置することを特徴とする請求項8乃至請求項15のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
- 前記隔壁の形成領域には前記凸部を有していないことを特徴とする請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセント画像表示装置。
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